发动机被卡导致推迟6年,如今中国支线客机采用国产发动机再次试飞
我们中国的新舟700支线客机再次试飞了,这飞机是咱们新一代的高速涡桨支线客机,定位是70座,专门跑中短途,特别适合高原和热的地方。
其实要不是加拿大断供中国发动机整整6年,新舟700早就投入市场了,而现在经过了6年的时间,我们的新舟700搭载了我们自研的发动机,终于试飞了。
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新舟700支线客机在项目启动阶段即选定普惠加拿大公司的PW150C涡桨发动机作为唯一动力装置。该发动机以PW150系列为基础,属于成熟度极高的产品,此前已在庞巴迪Q400等机型上累积了数百万飞行小时,适航审定路径清晰。
按照西飞的原始规划,安装进口发动机可以大幅压缩适航取证周期,整机原定于2019年底实现首飞,2021年投入商业运营。这一时间表并非激进,而是建立在一套已经通过适航认证的推进系统之上,其取证逻辑与风险评估均围绕PW150C展开。2019年末,首架机机身与机翼完成对接,静力试验机也已投入测试,项目进入总装冲刺阶段,各方预期新舟700将成为21世纪全球涡桨支线市场的重要参与者。
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2020年3月,加拿大政府援引“国家安全审查”机制,阻止普惠加拿大向中国交付PW150C发动机,已经制造完成的发动机被扣留于蒙特利尔。发动机断供直接导致首飞无限期推迟,总装线暂停,原定的供应商合同、航线验证计划全部中断。此后,项目被迫全面转向国产AEP400涡桨发动机,这是一型尚处于研制中的全新动力系统。
断供至今已逾六年,新舟700的测试机仍在针对发动机进行地面台架试验和调整试飞,仍未进入适航取证的决定性阶段。如果不是加方单方面阻断供应链,原装PW150C的新舟700早已投入定期航班运营。 断供虽然打乱了商业部署,却倒逼了国内涡桨发动机全链条技术攻关的提速。
涡桨发动机可不是涡扇发动机,涡桨动力要求在有限的空间和重量内,将燃气发生器产生的高温高压燃气通过减速齿轮箱高效地转换为螺旋桨的扭矩,同时维持低油耗、高可靠性与可负担的维护成本。高速螺旋桨的气动设计是整个系统的特有难题。当螺旋桨尖端速度接近声速,叶尖区域会形成局部激波,诱发阻力急剧上升与噪声陡增,严重时螺旋桨效率可下降十个百分点以上。
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要兼顾起飞状态下的大拉力需求与巡航状态的高速性能,设计者必须在桨叶气动外形上引入三维后掠、薄叶型与面积律修形,并使用复合材料铺层以在气动弹性、重量与疲劳寿命之间求得平衡。高功率减速齿轮箱同样构成核心瓶颈,它要持续承受数千马力的扭矩输入,将燃气发生器核心机每分钟上万转的转速降低到螺旋桨的每分钟一千转左右,齿轮啮合精度、润滑冷却与长寿命要求远高于一般工业减速器。
与此同时,涡桨支线客机频繁执行短航段任务,每天多次起降循环使得发动机热端部件承受陡峭的冷热交变,蠕变、低循环疲劳寿命消耗远快于长途干线飞机。更为苛刻的约束在于成本,支线航空运营利润空间微薄,发动机的直接维修成本与翻修间隔对航空公司的盈亏影响极大,这要求在选材上限制昂贵的高温合金用量,在构型上要便于孔探检查与单元体更换,并且不能以牺牲性能或寿命为代价。要在这一系列相互矛盾的要求中收敛出一款合格的产品,必须经历大量整机级验证。
中国原本采取的策略与C919项目相似,即以成熟的进口动力系统先把飞机推向市场,及早形成运营机队、积累航线运营数据并摊薄整机制造成本,同步推进国产替代发动机的研发。C919选择CFM国际公司的LEAP-1C发动机投入商业运行,与此同时国产CJ-1000A发动机并行开展研发和飞行试验,两条线并不互相掣肘。
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新舟700原计划复制这一路径,让PW150C先支撑起订单交付与市场网络,后续批次的动力可选装或换装国产AEP400,既不影响商业回报,也不妨碍自主技术成熟。 加拿大政府的断供决定,使这种阶梯式发展路径被拦腰截断,新舟700直接从市场导入阶段倒退为发动机与飞机的同步研制,但是幸好,经过我们团队的努力,我们终于造出了AEP400涡桨发动机。
随着新舟60系列支线客机全部退出国内商业客运航线,中国民航在70座级涡桨飞机领域出现了实际的市场空白。这一吨位级是衔接30座级通航飞行器与90座级喷气支线客机的关键环节,承担以低成本结构执飞高温高原、短窄跑道及高频短途航线任务。
新舟700作为中国唯一自主研制的70座级涡桨支线客机,直接填补了这一空缺,使中国民用飞机谱系补上“低成本、高适应性支线”这一环,形成从通航、支线到干线的完整序列。
没有该机型,在机场条件苛刻的偏远航线就只能依赖进口二手涡桨飞机或采用喷气支线客机勉强运行,经济性与安全性均得不到系统性保障。
而且非洲、东南亚很多机场,跑道短、海拔高、设施简陋,恰恰就需要支线客机。。尼泊尔境内多数短途机场跑道长度不足1500米,海拔超过1000米,夏季高温推升密度高度,要求飞机具备较强的高原高温不减载能力。南非约翰内斯堡奥利弗·坦博国际机场海拔约1700米,炎热气候进一步压缩飞机性能。巴基斯坦北部高山区域机场同样需要强动力和短距起降性能。
正因如此,尼泊尔航空、巴基斯坦宁静航空、巴林国家航空等公司早在2015年至2019年间,就与新舟700签订了采购意向协议,累计意向数量可观。如果加拿大没有断供,这些订单足以使新舟700率先占据细分市场。 但是现在也没有关系,随着国产发动机的新舟700在不断试飞,新舟700推出市场以后,起码我们就不需要再担心卡脖子的问题了。
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