揭秘國產飛機背後的“動力之源”
2020年07月01日19:11

原標題:揭秘國產飛機背後的“動力之源”

6月28日,國產支線客機ARJ21正式交付給國有三大航空,三大航的ARJ21首次同框時,機尾兩側的發動機也格外引人注目,這是GE航空集團專門為ARJ21飛機定製的CF34-10A發動機。

作為中國大飛機項目的重要參與者,GE既是見證者,更是緊密合作的同行者。不僅僅是為ARJ21飛機提供了“心臟”,目前GE航空集團及其合資企業們正在全面參與的中國項目中還包括了C919、“新舟”700,以及競標中的CR929。

“後來居上”拿下ARJ21發動機項目

今年4月23日,GE的CF34-10A現場服務團隊,支持疫情復工後的第一架ARJ21交付給成都航空;5月1日,又一架ARJ21交付天驕航空;5月15日,ARJ21飛機在其第三家運營商江西航空順利投入商業運行。如今,已有32架以CF34-10A發動機為動力裝置的ARJ21翱翔天空。

CF34-10A發動機在2002年被正式選中,為當時還在研製中的新型支線客機ARJ21提供動力,也是GE公司首款用於中國本土客機的噴氣發動機。

在支線飛機市場,GE公司的經驗豐富。早在1989年,龐巴迪推出的CRJ支線客機,就選用了GE的CF34-3A1發動機,之後,巴西航空工業公司也選擇CF34-8E發動機用於其70座級的ERJ-170客機,選擇CF34-10E用於其98-109座級的ERJ-190客機。

剛剛升任GE中國總裁兼首席執行官,同時也是GE航空集團大中華區總裁的向偉明,親自參與了當時ARJ21飛機發動機選型時的競標工作。“其實GE參與ARJ21發動機選型的競標,比競爭對手晚了一年半的時間,但我們有很強的技術團隊,在向當時的中國航空工業第一集團公司下屬的商用飛機公司(ACAC)分享了GE方面的設計理念和技術優勢後,GE專門為ARJ21飛機提供的CF34-10A發動機最終後來者居上。”

向偉明回憶,由於ARJ21飛機要突出高原性能,而CF34系列的推力完全可以滿足ARJ21的高原要求,相比其他競品發動機,如果在發動機推力上有餘度,就意味著可以進一步降低維修成本,並且為飛機後期的改型留出充足的空間。

同時,相比其他競爭對手提供的全新發動機,CF34系列有龐巴迪和巴航工業支線飛機過去十多年的運營穩定性經驗,很多航材也可以實現共享。

此外,在商務方面,GE也做了不少工作,包括增加在中國的零配件採購量,甚至幫助商飛走訪多家客戶航空公司,邀請航司參加閉門會議,聽取他們對支線飛機發動機的意見,還幫助商飛對接了國際航空公司進行參觀訪問。並承諾一旦ARJ21飛機進入批量使用,GE會在中國進行CF34-10A發動機的航線維護培訓,在CF34-10A計劃大修前建立起大修能力。

“與飛機製造商不太一樣的是,航空公司對發動機的考核標準,更多關注全壽命成本的評估,包括採購,使用,維護成本等,從實際運營效果來看,CF34-10A發動機在中國沒有發生一次空停或返航或中斷起飛,在油耗,性能,可靠性方面都得到了很好的印證。”向偉明說。

CFM大中華區LEAP技術高級總監呂文峰博士在帶航旅圈參觀CF34-10A發動機培訓教室時介紹,ARJ21飛機的發動機,其實是以CFM56為基礎的縮小版,除了利用了CFM56已有的經驗,也加入了一些新的技術,使其在省油,排放方面進一步提升,而CFM56的高可靠性和高資產可用性,已經在全球得到驗證,其空停率之低和可靠性之高為業內客戶廣泛稱道。

C919再下一城

呂文峰博士所提到的CFM56系列,是GE和賽峰飛機發動機公司的合資企業CFM國際的明星產品,也是航空史上傳奇的發動機產品。在中國,有70%以上的商用窄體飛機都裝配了CFM56發動機。

2019年6月,CFM56機隊創造了一項新的世界紀錄,成為航空史上首個實現10億飛行小時的飛機發動機產品系列。

可能很多人對10億飛行小時沒什麼概念,讓我們舉幾個例子:

・10億小時相當於11.5萬年。

・裝配CFM56發動機的飛機已運載超過350億人次,相當於全世界70億人口飛行五次。

・機隊飛行超過2000億英里,相當於繞地球飛行超過800萬次,或地球與冥王星之間往返20次,或地球與月球之間往返超過40萬次。

而作為CFM56高可靠性的完美繼任者,燃油消耗和碳排放分別降低15%的LEAP發動機,則是為全球窄體客機提供動力的主力,截至2019年,全球確認訂單已累計超過19000台。

以LEAP-1A為例,其主要可靠性指標已經接近業界標杆CFM56-5B的水平,全球空停千時率不到0.002,簽派可靠性高達99.86%。大中華區已有8家航空公司在運營由LEAP-1A提供動力的A320neo(中國近60%的A320neo裝配的是LEAP發動機),LEAP-1A交付中國至今保持著零空停、零中斷起飛、零備降返航事件的可靠性紀錄。

優異的性能是CFM的LEAP-1C發動機被選中為國產幹線客機C919飛機提供動力的重要原因。

“C919項目開始時,GE通過ARJ21項目,已經與中國商飛建立了牢固的合作關係,並擁有經驗豐富的本地工程和支持團隊,為C919的合作奠定了堅實的基礎,”向偉明進一步指出,“而且CFM提供的包括短艙和發動機在內的整體推進系統解決方案,是比競爭對手更具效率、更省油、更低項目風險的整體推力系統方案。”

目前,GE正與中國商飛團隊積極合作,全力推進C919的試飛取證。自2月初中國商飛公司復工後,GE航空第一時間派出了C919試飛團隊,駕車10小時趕赴東營試飛現場,支持中國商飛公司完成了C919的空中推力確認(IFTD)測試。

而售後服務網絡的完備,也是發動機穩定性和可靠性的重要支撐。為了支持中國市場LEAP發動機的快速增長,CFM一直在不斷拓展其售後服務網絡。目前,四川航空發動機維修公司和珠海摩天宇都已具備LEAP發動機的快修能力,位於廣漢的航空發動機維修培訓中心(AEMTC)也可在華為LEAP全發動機系列提供維修培訓項目。

CR929未來可期

向偉明透露,在C919試飛工作加緊推進的同時,中俄寬體飛機CR929的發動機競標也在按照中國商飛的節奏推進,GE航空集團參與競標的是GEnx發動機。

目前,GEnx發動機主要為波音787飛機和747-8飛機提供動力,自項目推出15年來,已累計銷售超過2500台,是 GE曆史上銷售最快的高推力發動機。如今,已有超過1700台GEnx發動機為60家波音787飛機和747-8飛機的運營商服務。

而在中國,GEnx發動機更是為90%以上的波音787飛機提供動力,目前在中國運營波音787的7家航空公司中,有6家都選用了GEnx發動機。

“GEnx採用的先進技術和材料,都是在GE90發動機運營並大獲成功的基礎之上開發和測試的,比上一代發動機的燃油效率提高15%,”向偉明指出,而這些卓越的性能主要是通過先進的高壓壓氣機、貧油燃燒室和輕質耐用復合材料實現的。

24*7為民航安全保駕護航

為了支持不斷增長的發動機機隊,GE航空集團還在上海建立了機隊支援中心,這是GE在美國以外唯一一個全球機隊支持中心,為運營商提供全天候的技術支持和遠程診斷監控支持。

GE航空全球機隊支援中心人員介紹,在全球,每2秒鍾就有一架應用GE發動機技術的飛機起飛,上海和美國的機隊支援中心按照早晚時間“輪班”合作,為全球近4萬台GE以及合作夥伴生產的發動機提供全年不間斷24小時服務以及發動機數據採集,監控和診斷。

“每年我們會收到超過1億條飛機數據,通過基於發動機物理和數學模型開發的預警系統,每年約15萬個預警會被自動觸發。隨後,擁有豐富的發動機和航空公司運營經驗的同事會對觸發的預警進行評估和篩選,最終產生約1萬個提示報告發給客戶。客戶在收到後,會依據相應的維護建議,對發動機進行檢查和維護,提前發現可能的問題,並及時解決”。上述工作人員指出,“GE航空在發動機上的經驗加上我們先進的數據處理能力,使我們能夠實現高達90%的故障預測率,為安全飛行和客戶的正常運營提供了有力保障。”

“真正地融入中國市場,製定適合中國的戰略,與合作夥伴實現共同的發展,這一直是GE航空集團在華髮展的40年來所秉承的理念。”向偉明指出,“與中國民航業和航空業創造雙贏局面,形成雙贏模式,是我們立足中國實現長期發展的關鍵。”

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