揭秘国产飞机背后的“动力之源”

[来源:航旅圈] 2020-07-01 19:25:03

6月28日,国产支线客机ARJ21正式交付给国有三大航空,三大航的ARJ21首次同框时,机尾两侧的发动机也格外引人注目,这是GE航空集团专门为ARJ21飞机定制的CF34-10A发动机。

作为中国大飞机项目的重要参与者,GE既是见证者,更是紧密合作的同行者。不仅仅是为ARJ21飞机提供了“心脏”,目前GE航空集团及其合资企业们正在全面参与的中国项目中还包括了C919、“新舟”700,以及竞标中的CR929。

“后来居上”拿下ARJ21发动机项目

今年4月23日,GE的CF34-10A现场服务团队,支持疫情复工后的第一架ARJ21交付给成都航空;5月1日,又一架ARJ21交付天骄航空;5月15日,ARJ21飞机在其第三家运营商江西航空顺利投入商业运行。如今,已有32架以CF34-10A发动机为动力装置的ARJ21翱翔天空。

CF34-10A发动机在2002年被正式选中,为当时还在研制中的新型支线客机ARJ21提供动力,也是GE公司首款用于中国本土客机的喷气发动机。

在支线飞机市场,GE公司的经验丰富。早在1989年,庞巴迪推出的CRJ支线客机,就选用了GE的CF34-3A1发动机,之后,巴西航空工业公司也选择CF34-8E发动机用于其70座级的ERJ-170客机,选择CF34-10E用于其98-109座级的ERJ-190客机。

刚刚升任GE中国总裁兼首席执行官,同时也是GE航空集团大中华区总裁的向伟明,亲自参与了当时ARJ21飞机发动机选型时的竞标工作。“其实GE参与ARJ21发动机选型的竞标,比竞争对手晚了一年半的时间,但我们有很强的技术团队,在向当时的中国航空工业第一集团公司下属的商用飞机公司(ACAC)分享了GE方面的设计理念和技术优势后,GE专门为ARJ21飞机提供的CF34-10A发动机最终后来者居上。”

向伟明回忆,由于ARJ21飞机要突出高原性能,而CF34系列的推力完全可以满足ARJ21的高原要求,相比其他竞品发动机,如果在发动机推力上有余度,就意味着可以进一步降低维修成本,并且为飞机后期的改型留出充足的空间。

同时,相比其他竞争对手提供的全新发动机,CF34系列有庞巴迪和巴航工业支线飞机过去十多年的运营稳定性经验,很多航材也可以实现共享。

此外,在商务方面,GE也做了不少工作,包括增加在中国的零配件采购量,甚至帮助商飞走访多家客户航空公司,邀请航司参加闭门会议,听取他们对支线飞机发动机的意见,还帮助商飞对接了国际航空公司进行参观访问。并承诺一旦ARJ21飞机进入批量使用,GE会在中国进行CF34-10A发动机的航线维护培训,在CF34-10A计划大修前建立起大修能力。

“与飞机制造商不太一样的是,航空公司对发动机的考核标准,更多关注全寿命成本的评估,包括采购,使用,维护成本等,从实际运营效果来看,CF34-10A发动机在中国没有发生一次空停或返航或中断起飞,在油耗,性能,可靠性方面都得到了很好的印证。”向伟明说。

CFM大中华区LEAP技术高级总监吕文峰博士在带航旅圈参观CF34-10A发动机培训教室时介绍,ARJ21飞机的发动机,其实是以CFM56为基础的缩小版,除了利用了CFM56已有的经验,也加入了一些新的技术,使其在省油,排放方面进一步提升,而CFM56的高可靠性和高资产可用性,已经在全球得到验证,其空停率之低和可靠性之高为业内客户广泛称道。

C919再下一城

吕文峰博士所提到的CFM56系列,是GE和赛峰飞机发动机公司的合资企业CFM国际的明星产品,也是航空史上传奇的发动机产品。在中国,有70%以上的商用窄体飞机都装配了CFM56发动机。

2019年6月,CFM56机队创造了一项新的世界纪录,成为航空史上首个实现10亿飞行小时的飞机发动机产品系列。

可能很多人对10亿飞行小时没什么概念,让我们举几个例子:

・10亿小时相当于11.5万年。

・装配CFM56发动机的飞机已运载超过350亿人次,相当于全世界70亿人口飞行五次。

・机队飞行超过2000亿英里,相当于绕地球飞行超过800万次,或地球与冥王星之间往返20次,或地球与月球之间往返超过40万次。

而作为CFM56高可靠性的完美继任者,燃油消耗和碳排放分别降低15%的LEAP发动机,则是为全球窄体客机提供动力的主力,截至2019年,全球确认订单已累计超过19000台。

以LEAP-1A为例,其主要可靠性指标已经接近业界标杆CFM56-5B的水平,全球空停千时率不到0.002,签派可靠性高达99.86%。大中华区已有8家航空公司在运营由LEAP-1A提供动力的A320neo(中国近60%的A320neo装配的是LEAP发动机),LEAP-1A交付中国至今保持着零空停、零中断起飞、零备降返航事件的可靠性纪录。

优异的性能是CFM的LEAP-1C发动机被选中为国产干线客机C919飞机提供动力的重要原因。

“C919项目开始时,GE通过ARJ21项目,已经与中国商飞建立了牢固的合作关系,并拥有经验丰富的本地工程和支持团队,为C919的合作奠定了坚实的基础,”向伟明进一步指出,“而且CFM提供的包括短舱和发动机在内的整体推进系统解决方案,是比竞争对手更具效率、更省油、更低项目风险的整体推力系统方案。”

目前,GE正与中国商飞团队积极合作,全力推进C919的试飞取证。自2月初中国商飞公司复工后,GE航空第一时间派出了C919试飞团队,驾车10小时赶赴东营试飞现场,支持中国商飞公司完成了C919的空中推力确认(IFTD)测试。

而售后服务网络的完备,也是发动机稳定性和可靠性的重要支撑。为了支持中国市场LEAP发动机的快速增长,CFM一直在不断拓展其售后服务网络。目前,四川航空发动机维修公司和珠海摩天宇都已具备LEAP发动机的快修能力,位于广汉的航空发动机维修培训中心(AEMTC)也可在华为LEAP全发动机系列提供维修培训项目。

CR929未来可期

向伟明透露,在C919试飞工作加紧推进的同时,中俄宽体飞机CR929的发动机竞标也在按照中国商飞的节奏推进,GE航空集团参与竞标的是GEnx发动机。

目前,GEnx发动机主要为波音787飞机和747-8飞机提供动力,自项目推出15年来,已累计销售超过2500台,是 GE历史上销售最快的高推力发动机。如今,已有超过1700台GEnx发动机为60家波音787飞机和747-8飞机的运营商服务。

而在中国,GEnx发动机更是为90%以上的波音787飞机提供动力,目前在中国运营波音787的7家航空公司中,有6家都选用了GEnx发动机。

“GEnx采用的先进技术和材料,都是在GE90发动机运营并大获成功的基础之上开发和测试的,比上一代发动机的燃油效率提高15%,”向伟明指出,而这些卓越的性能主要是通过先进的高压压气机、贫油燃烧室和轻质耐用复合材料实现的。

24*7为民航安全保驾护航

为了支持不断增长的发动机机队,GE航空集团还在上海建立了机队支援中心,这是GE在美国以外唯一一个全球机队支持中心,为运营商提供全天候的技术支持和远程诊断监控支持。

GE航空全球机队支援中心人员介绍,在全球,每2秒钟就有一架应用GE发动机技术的飞机起飞,上海和美国的机队支援中心按照早晚时间“轮班”合作,为全球近4万台GE以及合作伙伴生产的发动机提供全年不间断24小时服务以及发动机数据采集,监控和诊断。

“每年我们会收到超过1亿条飞机数据,通过基于发动机物理和数学模型开发的预警系统,每年约15万个预警会被自动触发。随后,拥有丰富的发动机和航空公司运营经验的同事会对触发的预警进行评估和筛选,最终产生约1万个提示报告发给客户。客户在收到后,会依据相应的维护建议,对发动机进行检查和维护,提前发现可能的问题,并及时解决”。上述工作人员指出,“GE航空在发动机上的经验加上我们先进的数据处理能力,使我们能够实现高达90%的故障预测率,为安全飞行和客户的正常运营提供了有力保障。”

“真正地融入中国市场,制定适合中国的战略,与合作伙伴实现共同的发展,这一直是GE航空集团在华发展的40年来所秉承的理念。”向伟明指出,“与中国民航业和航空业创造双赢局面,形成双赢模式,是我们立足中国实现长期发展的关键。”

[责编:曾璇]

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