【白皮书说】国内外民用航空发动机技术发展

随着全球航空业的不断发展，民用航空发动机技术也在不断突破，本报告将深入探讨2023年国内外民用航空发动机领域的最新动态，从罗罗公司的超扇发动机技术验证机的成功试车，到普惠加拿大公司的新型PW545D发动机的推出，再到GE公司和赛峰集团的RISE发动机项目的概念评审里程碑，我们同样见证了中国航空发动机技术的快速发展。CJ1000A和CJ2000发动机的研发进展，预示着中国在民用航空发动机领域的自主创新能力正在迅速提升，有望在未来几年内实现与国际先进水平的接轨。

国外下一代民用航空发动机产品研发取得新进展

● 罗罗公司超扇发动机技术验证机试车取得成功

2023年5月，RR公司在位于德比工厂的试车台上完成了“超扇”（UltraFan）发动机技术验证机的首次试车，且使用了100% SAF。发动机采用了Advance3核心机、碳钛风扇叶片、复合材料机匣和齿轮传动风扇，其动力齿轮箱运行功率曾达64MW，创下世界纪录。2023年11月，技术验证机完成最大推力试车，推力达到了377.85kN，比设计时的目标推力高22.23kN。

●普惠加拿大公司将推出新型PW545D发动机

2023年5月，普惠加拿大公司宣布将为德事隆航空公司的赛斯纳“奖状”系列新机型——雅晟（Ascend）公务机推出新型PW545D涡扇发动机。PW545D发动机是PW500系列的最新改型，基于PW545C发动机开发，采用了新材料和新技术，主要包括更高效的高压压气机、升级的单级高压涡轮模块，以及先进的排气混合器。

新型PW545D涡扇发动机

●罗罗公司“珍珠”700发动机获得FAA适航认证

2023年8月，FAA向RR公司的“珍珠”700发动机颁发了型号合格证，该发动机于2022年已获得欧洲航空安全局（EASA）的型号合格证。发动机将配装湾流公司的G700和G800大型公务机，推力为81.2kN，比RR公司上一代公务机动力BR725发动机的推力提高了8%。

●霍尼韦尔公司试验新一代公务机发动机核心机

自2010年以来，霍尼韦尔公司一直在进行CLEEN计划前两个阶段的研发工作，开展公务机发动机高压核心机研究。2023年，霍尼韦尔公司在CLEEN计划的第三阶段研发中增加了新的项目，包括紧凑型高功率低压涡轮和高效风扇模块等低压系统的研究，并计划在2024年进行高压核心机、风扇和低压涡轮模块试验。

●UEC公司PD-35发动机成功进行首次核心机试验

2023年10月，俄罗斯UEC对PD-35发动机进行了首次核心机试验，试验在模拟全尺寸发动机工作条件下进行。PD-35发动机是俄罗斯历史上尺寸最大的涡扇发动机，风扇直径达到3.1m，于2016年开始研制，预计于2030年开始批量生产，计划配装安-124大型军用运输机和伊尔-96-400M远程宽体客机。

●赛峰集团将领导开式转子发动机项目

在航空环境低影响开式转子（OFELIA）项目下，赛峰集团将与26家欧洲工业关键合作伙伴共同开展新型开式转子发动机技术验证。OFELIA项目为期3年，从2023年1月持续到2025年12月，总投资1亿欧元，目标是验证2035年投入使用的窄体飞机发动机开式转子架构的优势，路线图包含20多项测试，2026年将在一架A380飞行试验台上开始进行飞行测试。赛峰飞机发动机公司、Avio公司和吉凯恩（GKN）公司将合作设计制造开式转子发动机验证机的部件。

●GE公司和赛峰集团的RISE发动机通过概念评审里程碑

2023年11月，GE公司和赛峰集团完成可持续发动机革新技术（RISE）项目开式转子发动机的概念设计评审，共进行了100余次测试。RISE项目主要特征包括直径3.96m的开式转子、大功率齿轮传动系统和紧凑型高压核心机。该项目还包括混合电推进和氢能研究，11月在美国国家航空航天局（NASA）电推进飞机试验台进行了测试，已经验证了GE公司的混合电推进系统结构，为RISE项目发展混合电推进涡扇发动机奠定了基础。

国外在役民用航空发动机产品持续迭代发展

●GE公司提升发动机在多尘地区的耐久性

GE公司正在小幅改进并测试LEAP发动机的一些部件，包括燃油喷嘴、高压涡轮叶片和尾喷管，以解决LEAP发动机在印度和中东这些多尘的国家和地区的耐久性。由于沙尘多的环境增加了发动机的维护需求，GE公司此前已经修改了配装波音787飞机的GEnx发动机和配装波音777飞机的GE90发动机的一些关键部件，解决了沙尘环境下的耐久性问题。其中，针对GE90发动机改进了机匣、燃油喷嘴、叶片和燃烧室衬套，而这些前期工作为解决LEAP发动机类似的耐久性问题提供了基础。

●罗罗公司提高遄达7000和遄达1000发动机在翼时间

高压涡轮叶片是配装空客A330neo飞机的遄达 7000发动机和一些配装波音787飞机的遄达1000发动机上的限寿件。RR公司提出开发一个可翻新的升级包，以提高高压涡轮叶片耐用性，进而提高发动机的在翼时间。早在2022年8月，用于遄达7000发动机的耐用性增强包已经获得适航认证，如今科威特航空公司已在使用，延长了发动机的在翼时间。早于该增强包推出的遄达7000发动机可在其首次大修期间接受升级。同样的升级包也适用于遄达1000TEN发动机，RR公司计划在2024年年初应用于该发动机，2025年时将其在翼时间增加一倍。

此外，RR公司还计划利用“超扇”发动机的技术改进配装A350-1000飞机的遄达 XWB-97发动机，以提高可用性、效率和可靠性，这些计划包括碳钛风扇叶片、低排放燃烧室以及高温材料和部件。

配装A330neo飞机的遄达7000发动机

●GE公司已交付的GE90发动机达3000台

GE90系列发动机专为波音777系列飞机设计，于1995年投入市场，截至2023年9月，GE公司交付了第3000台GE90生产型发动机。其中，408台为GE90-94B，2592台为GE90-115B。GE90发动机创造了许多首次纪录：首型使用碳纤维复合材料风扇叶片的商用发动机；首型推力超过444.5kN的民用发动机；首型通过双发延程飞行（ETOPS）认证的发动机；首型通过增材制造部件认证的商用发动机（T25传感器机匣）；首型使用双环腔燃烧室的商用发动机。

●普惠加拿大公司实现系列重大里程碑

截至2023年10月，普惠加拿大公司达到了一系列里程碑，包括发动机累计飞行10亿h、PT6发动机诞生60周年，以及5月份第6000台PW300系列涡扇发动机的交付。11月，用于ATR42-600S支线客机的PW127XT-L发动机获得加拿大交通部适航认证，这是公司发动机第200次获得认证。

●俄罗斯用国产化替代应对制裁

俄乌冲突导致美国和欧洲对俄罗斯发起全面制裁，因此，俄罗斯发起国产化行动，用国产产品替换进口产品，并开发适用和配装国产产品的改进型客机。

针对MC-21干线客机，俄罗斯伊尔库特公司开发了改进型飞机MC-21-310，用国产复合材料机翼组件替换相应的进口组件；用国产PD-14发动机替换最初采用的普惠PW1400G发动机。俄罗斯预测，到2030年超过50%的PD-14发动机生产任务将由UEC下属的彼尔姆发动机公司承担，该公司预计将生产450台PD-14发动机。2023年4月初，彼尔姆发动机公司已开始批量生产该发动机。

PD-14发动机的结构

针对SSJ-100支线客机，苏霍伊航空控股公司改型研制了SSJ-NEW客机，用国产PD-8发动机替换原装的赛峰集团和土星科研生产联合体共同研制的SaM146发动机。2023年8月，SSJ-NEW试验样机完成首飞，为加快试验进度，首台试验样机依然采用了SaM146发动机。10月，PD-8发动机装在伊尔-76LL飞行平台开始飞行试验。目前，SSJ-100客机的部件、附件和系统的国产化替代工作正在全面开展。

国内民用航空发动机产品进展网络推测

●CJ1000A发动机研发推测

根据自媒体报道，2023年初，CJ1000A发动机装载在航空工业试飞中心一架以运-20运输机改造的发动机通用飞行台上完成了首次试飞。这也意味着CJ1000A发动机已经走完了概念设计、初步设计、详细设计等阶段，已进入试验与验证的中后期的飞行验证。根据中国航发商发公布的信息，CJ1000A发动机预计最快2024年装配在C919飞机上，进行平台和动力适航取证，最快2025年完成取证、并交付客户运营。

●CJ2000发动机研发推测

根据中国航发商发公布的信息，2020年3月，CJ2000发动机核心机首次点火成功；2020年7月，CJ2000AX技术验证机首台完成整机装配。2020年12月，CJ2000AX技术验证机进入整机试车阶段。

根据自媒体报道和预测，整体来看，CJ2000发动机相比CJ1000AX发动机，进度晚2年半左右。参考CJ1000A发动机研制进度，预计2025之后CJ2000发动机进入运-20空中试车台进行试飞，在2027年左右取得适航证。