散热器商(这么快、这么强？CJ1000A碳纤维风扇叶片正在测试，助C919减重1吨)

Posted 2023-05-27

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散热器商(这么快、这么强？CJ1000A碳纤维风扇叶片正在测试，助C919减重1吨)

CJ-1000A作为我国专为C919国产客机量身定制的国产装机动力，CJ-1000A的出现不仅对于C919未来和空客、波音争夺市场有着非常的帮助，同时也对于C919未来参军有着必不可少的关键作用。

就在今年10月9日，中国商发就立马召开CJ-1000A的适航取证动员大会，计划尽快开展CJ-1000A的装机试飞和认证，这也表明了在C919前脚获得中国民航认证，即将在今年年底或明年初正式交付运营后，作为该机关键动力系统的CJ-1000A也紧随其后进入到适航认证阶段，为尽快实现C919国产大客机更早实现中国自主化补足了短板。

而作为对比，CJ--1000A和现阶段C919装备的进口LEAP-1C航发整体上还是略有差距的，特别是LEAP-1C航发作为CFM公司面向A320系列、B737系列和这一级别民航市场推出的新一代装机动力，最大的特点就是其采用了更先进的碳纤维复合材料风扇叶片，而CJ-1000A使用的还是传统的钛合金空心叶片，无论是在重量、转速、低噪音、可靠性、寿命等多方面都和碳纤维复合叶片有着明显的差距。

本来以为CJ-1000A用上国碳纤维复合风扇叶片的可能性不大了，毕竟现阶段CJ-1000A都准备装机适航取证了，后面就算改进也只会小改、不会对风扇叶片这么核心的部件进行升级改进，最有可能用上碳纤维复合风扇叶片的或许会是CJ-2000系列大推力先进航发，也就是计划装在C929远程宽体客机上的国产航发动力。

但没想到的是，近日有业内人士发文称：国内某新型复合材料公司，为C919量身定制的碳纤维叶片已经在装机测试了，该碳纤维叶片相比CJ-1000A现阶段使用的钛合金空心叶片除了寿命更长外，最大的优势就是其在风扇叶片数量不变（风扇叶片数量变化会涉及到整机）的情况下，重量大幅降低。

由于风扇叶片重量占整个航空发动机全重量的35%左右，CJ-1000A换上碳纤维复合材料风扇叶片后，光是从重量方面，将使得单台CJ-1000A航发减重至少500千克，也就是说C919未来换上使用碳纤维风扇叶片的CJ-1000A航发后，整机空重至少减重1吨以上，在任何参数不改变的情况下，机身减重1吨最少能够降低2%左右的燃油消耗、增加5%以上的航程。

而C919的装机动力CJ-1000A选择在C919刚获得适航认证，CJ-1000A正准备适航取证之际，进行碳纤维复合风扇叶片的测试工作，很明显官方是想要在C919大批量生产之前，特别是CJ-1000A正式推向国际市场、进行商业运营之前，就用整体性能更先进的碳纤维复合风扇叶片替换掉之前的钛合金空心叶片，来增加C919飞行性能的同时提升其市场竞争力。

同时C919的装机动力能赶在正式装机试飞前，进行业界领先的全碳纤维复合风扇叶片测试工作，相比体型更大、对于我国战略意义更大的C929的装机动力——CJ-2000系列航发，估计会从一开始就用上全碳纤维复合材料风扇叶片。

毕竟从民航客机的商业市场表现来看，和C929同级别、投入运营更早的B787客机，同时采用了罗罗的瑞达1000和GE公司的GENX系列两款航空发动机。但相比瑞达1000依然使用的空心钛合金风扇叶片而言，GE公司为B878最新开发的GENX航发，不仅风扇叶片是全碳纤维材料，包括机匣等辅助零部件都采用了碳纤维材质，而且该航发采用先进热流管理设计，平车转速下推力都比同级别其他航发大2%，所以在B787客机身上，采用GENX-1B航发的占比高达2/3，只有1/3的航司选择了瑞达1000。

而且从碳纤维复合材料风扇叶片的研发难度来看，全球最早商用化碳纤维风扇叶片的航空发发动机，并不是A320、B737这些风扇直径小的小型干线客机航发动力，而是全球最大的双发民航客机B777使用的GE-90超大推力航发，其单台航发推力接近57吨，单片风扇叶片长度接近2米。

小推力、小尺寸航发使用全碳纤维风扇叶片，还是近两年才开始商业运营的LEAP系列航发，也就是A320neo、B737MAX、C919装备的这款先进航发。之所以寿命更长、质量更轻、噪音更低的碳纤维复合风扇叶片没有从小到大、反而从大尺寸航发发展到小尺寸航发，主要原因在于航发动机的风扇叶片并不是牢牢固定在风扇机匣上的，而是通过特殊的树纵型结构镶嵌在风扇机匣上，这样风扇叶片在发动机运转过程中，可以轻微自由移动来满足发动机的正常运转（风扇叶片在转动过程中受离心力作用，如果牢牢固定在机匣上会直接被离心力甩断，所以采用自由移动的安装方式来对称抵消相对风扇叶片不同方向的离心力）。

而小尺寸航发如果换装碳纤维风扇叶片的话，会因为碳纤维的固化整个风扇叶片质地非常坚硬，无法产生航发在正常运转过程中的有效形变来抵消鸟撞变形需求，所以早期只能用在尺寸更大、更容易产生形变的大尺寸航发上。

直到近几年CFM公司突破碳纤维3D编织工艺后，才敢于在LEAP航发上使用这一先进工艺来降低航发重量、油耗，提升客机飞行航程。因此对于C919即将装备的国产航发CJ-1000A而言，近几年我国在碳纤维生产工艺和生产线的建设上取得了举世瞩目的成绩，特别是是国庆前夕，我国自主建成的首套48K大宽束碳纤维生产线正式投产，为后续国内包括航发等先进设备的制造，填补了空白和满足了任何形式下的采购需求。如果其在正式换装CJ-1000A之际，就能够使用上碳纤维复合材料的风扇叶片和机匣，相信C919的市场竞争力会更强，就算不能成为ABC三剑客的第一名，打败波音B737max客机，和空客A320neo客机平起平坐还是有这个实力的。

同时对于C929远程宽体客机而言，研发、制造难度更大的小尺寸碳纤维风扇叶片都已经成功应用到C919客机装备的CJ1000航发上，C929的CJ2000航发的大尺寸碳纤维复合材料风扇叶片研发肯定会更顺、周期更短。