从地面到空中：中国宽体机C929配套国产航发CJ2000定型路上的艰辛

为国产远程宽体客机C929配套的国产航发CJ2000，前不久已由中国航发在官方号官宣诞生，其推力达到了35吨以上，风扇直径则超过了3米。在这款卓越发动机的背后，凝聚了无数中国航发人的心血和智慧，更是历经了重重艰辛和极其严苛的测试，才最终得以问世。

航空发动机作为现代工程技术的巅峰之作，不仅是飞机翱翔天际的唯一动力，也是飞机操控、空调、供氧、照明以及全机电力系统唯一的能量源泉，更拥有令人叹为观止的复杂结构和精密极致的制造工艺，堪称工业与艺术的完美合一。

然而，这样的一款航空发动机在正式定型之前，必须经受住无数次地面和空中的严格测试，这些测试的总时长可能超过数万小时，整个试验周期往往需要数年甚至十年之久。测试所用的发动机数量少则几十台、多则上百台，投入的费用至少都在几十亿美元以上，妥妥地是一只吞金巨兽。

据悉，为国产宽体客机C929配套的国产35吨大推力涡轮风扇发动机CJ2000，仅第一批用于地面台测试的发动机就生产了20台。在测试标准和安全性、可靠性、经济性，以及寿命测试方面，我国的工程师们并没有降低要求，相反，在某些单项标准上甚至超过了西方航发强国。这不仅展示了中国航发人在航空发动机领域的精益求精，也体现了对国产发动机的严格要求。

CJ2000作为一款在2018年立项的大涵道比、大推力、大尺寸的涡轮风扇发动机，此前就以高性能的核心机通过了技术验证。在我国，航空发动机立项和飞机还有一点不一样，一般情况下需要有了技术验证机后才会对发动机正式立项。只不过，其当时的名字叫“AEF3500”，意即推力可达到35吨。

在通往取证定型的路上，面对高可靠性、高耐久性、高经济性等要求的CJ2000同样也经历了无数次的试验和严苛的测试，以确保其设计和制造在各种极端工况和苛刻条件下都能稳定工作。仅测试大项，就至少有十种。

1. 地面台试验：这是发动机研发过程中最为关键的测试之一。在地面台架上，发动机将接受长时间、高负荷的连续运转，以验证其性能、可靠性和耐久性。测试过程中，发动机将承受各种复杂工况下的负荷，如高温、高压、高速等，以检验其承受能力，以及极端燃油条件和润滑条件下的适应能力，包括测试燃油和润滑油在受到污染后发动机的表现。

2. 飞行台试验：在地面台架试验的基础上，发动机还需进行飞行试验。飞行试验旨在验证发动机在实际飞行条件下的性能。试验过程中，发动机将安装在飞机上，进行各种飞行任务，如起飞、爬升、巡航、下降等。飞行试验的严苛程度同样很高，要求发动机在复杂的飞行环境下仍能保持良好的性能。

3. 环境适应性试验：发动机在定型前需进行外场环境适应性试验，以验证其在不同气候和地理环境下的运行能力。试验项目包括高温、高寒、高原、湿热等环境下的性能测试，要求发动机在极端环境下仍能正常工作，包括极热和极寒条件下的启动、运转和关闭。

4. 噪声和排放测试：发动机的噪声和排放是衡量其环保性能的重要指标，因此必须进行严格的噪声和排放测试，以满足国际和国内的环保法规。要求发动机在保证性能的同时，尽可能降低噪声和排放。

5. 安全性测试：发动机的安全性至关重要，因此在定型前需进行多项安全性测试。测试项目包括发动机故障诊断、防火、防爆等，要求发动机在出现故障或异常情况下仍能保证飞行安全。

6. 寿命测试：发动机的寿命长短直接影响飞机的使用成本。这项实验需要长时间连续运行发动机，模拟其整个全寿命周期内的性能和可靠性，要求发动机在长时间运行后仍能保持良好的性能。

7. 吞水测试：模拟发动机在飞行中吸入水分的情况，测试在吞入大量水后发动机是否能保持稳定工作，是否对其造成损坏或性能下降。要求吞水后的发动机推力下降不低于规定值，同时温度和振动等参数不超过安全极限。工程师们将据此评估发动机的防水性能、排水性能和耐湿热性能。

8. 冰雹测试：模拟发动机在高空飞行时遭遇冰雹的情况，测试发动机在受到冰雹撞击后是否能保持正常工作。测试中使用的冰雹大小从10毫米到50毫米不等，重量从几克到几十克不等，以模拟不同大小的冰雹对发动机的影响。同时，冰雹的形状、硬度和撞击速度也是测试时需要考虑的重要因素。

9. 吞砂测试：这项测试是评估发动机在吸入砂粒等异物后的可靠性的重要试验，可有效帮助工程师评估发动机各部件在极端环境下的承受能力，对于确保发动机是否能够在沙漠或其他多沙地区的恶劣环境中保持稳定运行至关重要。测试时，将特定粒径和硬度的砂粒通过专用装置注入发动机进气道，让发动机在不同的转速和功率下运行，模拟飞行中的不同工况。

10. 鸟撞测试：模拟发动机在飞行中遭遇鸟撞的情况，测试发动机的防护能力和遭受撞击后的性能。撞鸟测试中使用的鸟的重量和尺寸从上百克到上千克不等，展翅大小则从数十厘米到近百厘米。对于鸟击的速度，工程师也会根据实际情况对模拟鸟击的发射炮进行不同设定。

实际上，CJ2000发动机在严苛的测试中，远不止这些试验项目，还有维护性测试、燃油效率测试、振动测试、腐蚀测试、热冲击测试等，以及包括燃烧室、燃油喷嘴、进气道、压气机、平面叶栅、尾喷管、涡轮等众多部件在内的部件测试。

除此之外，还要对发动机进行飞行小时数和循环数评估，以及燃气、振动、油液、热力循环和维护记录分析，并建立起了发动机健康管理系统（EHM）、剩余使用寿命预测模型等全面的测试管理平台。