推力達(dá)到35噸层褥,俄最大航發(fā)項(xiàng)目靠譜嗎
2018年5月20日泥从,我國最大新聞通訊社新華社網(wǎng)站報道乡革,我國自主研制的大型客機(jī)發(fā)動機(jī)驗(yàn)證機(jī)(CJ-1000AX)首臺整機(jī)在上海點(diǎn)火成功牵啦,核心機(jī)轉(zhuǎn)速最高達(dá)到每分鐘6600轉(zhuǎn)亚情。中國航發(fā)商發(fā)公司負(fù)責(zé)承擔(dān)CJ-1000AX研制工作妄痪,2017年12月首臺整機(jī)完成裝配哈雏,2018年3月30日在上海臨港總裝試車臺完成了全部調(diào)試工作楞件,并通過了試驗(yàn)前評審。此前在2016年12月裳瘪,中國航發(fā)商發(fā)與中國商飛簽訂C919飛機(jī)系列動力裝置意向書土浸,被正式確認(rèn)為C919飛機(jī)國內(nèi)動力裝置提供商。同月熟央,中國航發(fā)商發(fā)公司與中國民用航空適航審定中心簽署合作框架協(xié)議交豪,于2017年4月向中國民用航空適航審定中心遞交了為國產(chǎn)大飛機(jī)配套的唯一國產(chǎn)動力CJ-1000A項(xiàng)目適航工作聯(lián)系函。
2017年12月25日冗宠,首臺大型客機(jī)發(fā)動機(jī)驗(yàn)證機(jī)CJ-1000AX在上海完成裝配(工業(yè)和信息化部圖片)
與此同時善占,我國與俄羅斯正在聯(lián)合發(fā)展大型寬體客機(jī)CR929(中俄雙方于2017年9月29日聯(lián)合公布該編號)。俄聯(lián)合發(fā)動機(jī)公司2017年9月20日宣布抄蔬,該公司和中國航發(fā)集團(tuán)公司正式簽署了合作開發(fā)大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的備忘錄遮英,而俄羅斯PD-35項(xiàng)目所積累的科技儲備將得到廣泛應(yīng)用。
CR929大型寬體客機(jī)想象圖(中國商飛圖片)
PD-35是俄羅斯首次研制的推力達(dá)到35噸的發(fā)動機(jī)音共,作為對比厅瘩,超重型運(yùn)輸機(jī)安-124的D-18T發(fā)動機(jī)的推力為23噸,此種尺寸的發(fā)動機(jī)在蘇聯(lián)宗恩、俄羅斯航空歷史上都是絕無僅有紊尺,可以說,PD-35發(fā)動機(jī)項(xiàng)目是俄羅斯當(dāng)前航空制造領(lǐng)域最大的項(xiàng)目之一领姨,具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義达吞。
一、項(xiàng)目概況
俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)(ODK)下屬的“航空發(fā)動機(jī)”公司負(fù)責(zé)PD-35發(fā)動機(jī)的研制工作荒典。項(xiàng)目工作計劃在2016年夏天獲得批準(zhǔn)宗挥,目前剛剛開始燃?xì)獍l(fā)生器研制,預(yù)計2023年將制造試驗(yàn)樣機(jī)种蝶,批生產(chǎn)在2028年開始契耿。PD-35發(fā)動機(jī)將應(yīng)用復(fù)合材料和一系列當(dāng)前發(fā)動機(jī)并未使用的新技術(shù),俄羅斯已經(jīng)為該項(xiàng)目劃撥了總統(tǒng)基金中的1800億盧布螃征,用于在設(shè)計搪桂、材料、試驗(yàn)等領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作盯滚。
PD-35發(fā)動機(jī)是俄羅斯航空工業(yè)領(lǐng)域中一個非常值得驕傲的項(xiàng)目踢械,將在最大程度上應(yīng)用國有配套產(chǎn)品。與PD-14發(fā)動機(jī)項(xiàng)目類似魄藕,該項(xiàng)目將在國內(nèi)企業(yè)間進(jìn)行廣泛的合作内列,聯(lián)合飛機(jī)制造集團(tuán)(OAK)和聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)撵术、以及大量科研機(jī)構(gòu)參與了此項(xiàng)目。例如话瞧,全俄航空材料研究院(VIAM)為其研制新型材料邪盼,中央航空液壓研究院進(jìn)行發(fā)動機(jī)短艙和掛架的最佳外形研究,而應(yīng)用機(jī)械研究院為“航空發(fā)動機(jī)”公司提供物理學(xué)數(shù)學(xué)仿真等幫助鹅媒。俄羅斯在PD-35發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)上未來將繼續(xù)研制起飛推力達(dá)到50噸的發(fā)動機(jī)梗擅。
2017年7月,俄在莫斯科航展上展示的配裝MS-21的PD-14發(fā)動機(jī)及其短艙模型(中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心矛郁,許佳攝影)
總之意苞,PD-35發(fā)動機(jī)項(xiàng)目不僅是產(chǎn)品研制項(xiàng)目,還將發(fā)展并加強(qiáng)俄羅斯在結(jié)構(gòu)設(shè)計蒜座、工藝材料方面的能力美域,甚至帶動國家經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。
二叽渡、研制準(zhǔn)備
俄羅斯航空發(fā)動機(jī)研制業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為茧纵,新型發(fā)動機(jī)的研制時間要比飛機(jī)的研制時間長1.5~2倍。俄羅斯正進(jìn)行試驗(yàn)的PD-14發(fā)動機(jī)的燃燒室和風(fēng)扇技術(shù)會應(yīng)用在PD-35發(fā)動機(jī)上绪痘,能夠一定程度縮短PD-35的研制時間鹉奸,但也只能提供部分必要的性能,實(shí)現(xiàn)其他的性能參數(shù)還需要大量的科技儲備钱雷、試驗(yàn)基礎(chǔ)建設(shè)和生產(chǎn)能力改造骂铁。本文從材料和試驗(yàn)兩個方面對PD-35項(xiàng)目的準(zhǔn)備工作進(jìn)行介紹。
聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)早期制定的民機(jī)發(fā)動機(jī)產(chǎn)品發(fā)展路線圖罩抗,從PD-14到PD-24拉庵、PD-28,再到PD-35套蒂,數(shù)字表示推力等級钞支,單位是噸力(俄聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)圖片)
(1)材料準(zhǔn)備
PD-35發(fā)動機(jī)將通過廣泛應(yīng)用包括復(fù)合材料在內(nèi)的新材料,獲得較高的性能操刀。首先烁挟,聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)同全俄航空材料研究院合作,研制俄羅斯航空工業(yè)歷史上第一批復(fù)合材料渦輪風(fēng)扇葉片骨坑『成ぃ可以預(yù)見,最初的PD-35仍舊是金屬葉片欢唾,但是在項(xiàng)目研制后期且警,有可能制備復(fù)合材料葉片。
另外,俄羅斯全俄輕金屬研究院開始研究試驗(yàn)技術(shù)阿钞,用于制造雙金屬渦輪盤毛坯杖荤,以及用最新的熱強(qiáng)鎳合金制造具有可變結(jié)構(gòu)的渦輪盤。這項(xiàng)工作是該研究院在推力35~50噸的PD-35項(xiàng)目中主要科學(xué)活動方向之一篇张。研究院的科研工作根據(jù)“航空發(fā)動機(jī)”公司提供的技術(shù)任務(wù)書進(jìn)行窥吮。該研究院還在對最新的高溫強(qiáng)度鎳基粉末高溫合金VV753P進(jìn)行試驗(yàn)和檢驗(yàn)。VV753P合金的研制充分吸取了全球粉末金屬的研制經(jīng)驗(yàn)审鸿,采用高熔點(diǎn)稀有金屬——鉭和錸扇收,能夠極大的提高合金性能:持久強(qiáng)度好侈、抗蠕變性和高溫耐腐蝕性超茎,并降低疲勞裂紋擴(kuò)展速率。經(jīng)驗(yàn)表明瞻聪,用VV753合金制造的渦輪盤毛坯極限強(qiáng)度不低于1600兆帕标霎,750°С時,長時使用強(qiáng)度達(dá)770~800兆帕椎崎。
(2)試驗(yàn)準(zhǔn)備
目前俄羅斯國內(nèi)缺少用于發(fā)動機(jī)精加工和同尺寸類型發(fā)動機(jī)的試驗(yàn)基礎(chǔ)铡说。為此,“彼爾姆發(fā)動機(jī)”公司應(yīng)當(dāng)在2021-2022年前為PD-35項(xiàng)目建設(shè)試驗(yàn)站缰犁,發(fā)展臺架試驗(yàn)設(shè)施淳地,預(yù)計建于郊外的試驗(yàn)站將包括后勤中心,總裝和試驗(yàn)準(zhǔn)備車間帅容,以及全套的試驗(yàn)臺架颇象。
聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)的郊外發(fā)動機(jī)試驗(yàn)站發(fā)展戰(zhàn)略(俄聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)圖片)
在發(fā)動機(jī)研制過程中,并不是所有新發(fā)動機(jī)的部件都可以通過數(shù)值模擬研制并徘,還需要制備實(shí)物零件進(jìn)行試驗(yàn)遣钳,對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并重復(fù)試驗(yàn)。因此需要先于發(fā)動機(jī)研制建立試驗(yàn)基礎(chǔ)麦乞。對PD-35發(fā)動機(jī)來說蕴茴,風(fēng)扇直徑3.1米,發(fā)動機(jī)最大直徑接近4米姐直,該發(fā)動機(jī)不能以裝配好的形式運(yùn)輸?shù)皆囼?yàn)站倦淀。因此,俄羅斯或?qū)⑾认蛟囼?yàn)站輸送部分部件声畏、機(jī)匣撞叽,在試驗(yàn)站完成裝配后進(jìn)行發(fā)動機(jī)試驗(yàn),試驗(yàn)完成后拆解尚羽,送往飛機(jī)制造廠重新組裝呛米,安裝在機(jī)翼下方與飛機(jī)一同進(jìn)行試驗(yàn)。
在PD-14燃?xì)獍l(fā)生器研制經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上研制標(biāo)號為“10(9+2)”的燃?xì)獍l(fā)生器(俄聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)圖片)
“彼爾姆發(fā)動機(jī)”公司的郊外試驗(yàn)站將建造8個試驗(yàn)臺,包括用于高壓壓氣機(jī)試驗(yàn)的部件試驗(yàn)臺洒已,用于部分和全尺寸燃燒室試驗(yàn)的臺架界贮,真空試驗(yàn)臺用于轉(zhuǎn)子部件,封閉式試驗(yàn)臺用于燃?xì)獍l(fā)生器試驗(yàn)受贫,用于全尺寸發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的臺架和準(zhǔn)備車間各兩個驾萄。其中開放式臺架可進(jìn)行不同形式的試驗(yàn):聲學(xué)、冰凍試驗(yàn)浴蝉、鳥撞試驗(yàn)亥戒、葉片斷裂試驗(yàn)等等。
三冗腐、技術(shù)特點(diǎn)
目前PD-35發(fā)動機(jī)研制項(xiàng)目預(yù)算總共1800億盧布率偏,其中1200億直接用于發(fā)動機(jī)研制,包括設(shè)計局和科學(xué)院的工作蚊患,項(xiàng)目計劃使用的新技術(shù)包括:
——采用樹脂基復(fù)合材料制造發(fā)動機(jī)零部件浙于;
——采用復(fù)合材料制造層流環(huán)繞的大尺寸發(fā)動機(jī)短艙;
——利用增材制造技術(shù)制造大型復(fù)雜剖面機(jī)匣零件挟纱;
——應(yīng)用新的熱強(qiáng)合金和金屬間化合物羞酗;
——研制低輻射燃燒室。
此外紊服,俄羅斯建立了完整的投資計劃檀轨,用于“航空發(fā)動機(jī)”公司發(fā)展大量計算所必須的信息系統(tǒng)和計算基礎(chǔ)、制備和裝配大尺寸零部件所需的機(jī)床和設(shè)備等欺嗤。
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