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国产大飞机C929:与波音787空客A350无技术代差

2016-11-5不详佚名
、简化维护都大有益处,波音787复合材料用量占机体结构重量的50%,空客A350XWB为52%。产能方面,中国现在开始能够供应航空用复合材料,但高强度用于承力部件的复合材料依然稀缺,目前国产飞机完全采用进口复合材料,国产复合材料仍然存在一些普遍问题。应用方面,商飞复合材料机翼研究已有进展,从攻克关键技术为导向到以产品型号要求为导向的转变。中国商飞北研中心常务副主任李东升于2016年5月表示,目前ARJ21-700仍以金属材料为主,但C919则使用了12%的复合材料。宽体客机C929会增加复合材料的应用,计划达到51%,铝合金及铝锂合金比重则下降到20%左右。C929应该会开始使用国产复合材料,但还有一部分可能依然需要使用进口材料。

多电技术其实是C929的最大亮点之一,如果说气动设计是““外在”看得见的进步,多电技术就是区别于上一代飞机的“经脉”进化。多电飞机就是将现有飞机的液压能源和气压能源,统一为电能。最大的特点在于,次级能源全部或是尽量使用电能,而不是传统的液压、气动、电力。多电技术减少了飞机内的液压管路和气体管路,简化了飞机和航空发动机的结构,有利于提高飞机可靠性。波音787是典型的多电飞机,采用变频交流电源系统,每台发动机传动2台发电机,主发电机总容量达1000kVA。中国可以公开查询的学术论文,已经对于波音787、空客A380和F-35三种飞机的多电技术作了充分的探讨,一方面承认多电技术的优势和必要,另一方面也指出有别于波音787的高压直流电源系统具有较大的发展前途。2016珠海航展,中航工业通过互动方式展出对于多电飞机的研究成果,并提出了应用于先进飞机的概念模型。C929成为多电飞机,是理所当然,顺理成章。C929多电的几个应用包括不限于:电防冰、电刹车、飞控电动作、电反推。

C919和空客A380、波音787都采用了综合模块化航电架构。机载电子系统向高度综合化发展,一体化成为机载电子系统的发展趋势。与传统的联合式系统设计相比,综合化系统设计具有体积小、重量轻、功耗低、维修性好、可靠性高的特点,能较大地提高飞机的经济性。C919采用了全时全权限电传操纵系统和主动控制技术。C929的航电系统可能会是各子系统中,发展较为顺利的一项。从C919起,中国开始自行攻关喷气客机飞行控制率算法,实现难度很大,过程坎坷,但教训经验有助于拿下C929控制率。中国商飞北研中心建立的多电系统综合研究实验室,包括了光传操控与光总线组网技术研究,C929也许会采用光传操控系统。C929的智能驾驶舱可能采用的技术有4G/5G移动通信技术、卫星宽带通信技术、语音识别技术。初期确定应用的包括双HUD、侧杆、静暗、无纸化。

中国其实并不是不重视航空发动机的研发,只是由于底子薄,不得不采取分步的变通手段。中国近年来在研发新型飞机时,往往先采用进口发动机过渡,之后逐步推出国产型号。C919就是个例子,现在虽然装备的是LEAP-1C发动机,并且明确了LEAP-1C将在中国装配,但事实上中国早有了国产发动机的规划。国产CJ1000-A(SF-A)涡扇发动机将于2022年装备C919,到2026年CJ1000-B(SF-B)将装备C919延程型。SF-A解决了有无的问题,性能指标与CFM56相当,SF-B解决从有到好用的问题,主要性能指标向LEAP-1C看齐。2016年中国航发集团的成立,有利于统筹行业优势,保障用于宽体客机的CJ-1000系列,也会推动CJ-2000的研发进度。2014年中航商发设计研发中心高级专家倪金刚曾表示,用于宽体客机的CJ-2000系列计划2020年完成技术预研,2022年完成试验验证机达标,2025~2030年完成适航取证。从公开论文分析,中国相关单位已经对大推力高性能民用涡扇发动机的一些关键技术进行了预研储备,如总体方案设计、叶尖主动间隙控制技术、高性能大尺寸风扇转子叶片3维弯掠设计技术、复合材料风扇叶片/机匣等。CJ-2000发动机基准推力为75000lb。降低基准机转速,可满足减推力使用发动机的要求。保持核心机不变,重新匹配低压部件可增加推力。减推和增推型范围在70000lb-82000lb之间,推动波音789等级的客机毫无压力。俄罗斯称将会在PD-14、PD-35的基础上研发35吨推力的发动机用于C929。这款发动机尚在纸面上,风险与前景不明朗,未知与CJ-2000的进度孰先孰后。

综上所述,C929采用了高效气动布局,以提高起降状态的升力系数和巡航状态升阻比,复合材料用量达51%,采用多电系统技术、主动控制技术、先进涡扇发动机、大变形复合材料机翼,与之相关的还有客舱噪声抑制技术和低碳排放。假如能够顺利完成,C929技术水准相当于波音787或是空客A350,领先A330一代。除了已知的航程载荷性能有差距外,某些性能接近于波音789。中国需要的是一款全新研制,从头开始的远程宽体客机,伊尔96在任何方面都不具备脱胎换骨成为母型的条件。中国与俄罗斯合作研制,可能在飞机总体设计、发动机方面需要借助俄罗斯的力量。波音787和空客A350已经开始进入稳定量产的阶段,C929从项目启动到开始交付,最乐观的估计也是十年时间。无论是发动机研制,还是拿到FAA的认证,都是荆棘之路。十年之后,竞争对手也在进化,波音787和空客A350有可能又会推出新的改型。

本文来源:不详 作者:佚名

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