發(fā)動機被卡導(dǎo)致推遲6年，如今中國支線客機采用國產(chǎn)發(fā)動機再次試飛

央視報道說，中國新舟700再次試飛了這飛機是咱們新一代的高速渦槳支線客機，定位是70座，專門跑中短途，特別適合高原和熱的地方。

其實要不是加拿大斷供中國發(fā)動機整整6年，新舟700早就投入市場了，現(xiàn)在我們試飛的，正是搭載了新一代國產(chǎn)渦槳發(fā)動機的全新新舟700。

大家可能不知道，渦槳發(fā)動機這東西搞起來，難度真不比渦扇發(fā)動機低。

新舟700項目剛開始啟動的時候，一就選了普惠加拿大公司的PW150C渦槳發(fā)動機，這臺發(fā)動機在PW150系列上改進來的，技術(shù)非常成熟，之前在龐巴迪Q400上已經(jīng)飛了幾百萬小時，可以說積累了非常多的數(shù)據(jù)，用這款發(fā)動機，適航認(rèn)證就可以省很多的時間。

當(dāng)時我們也是這樣想的，裝上進口發(fā)動機，快速推向市場，飛機原定2019年底首飛，2021年就能拉客運營。

這個時間表不激進，因為發(fā)動機本來就過了適航，我們的新舟700的取證流程和風(fēng)險評估都是照著PW150C來做的。

2019年底，第一架機頭機身都對接上了，靜力試驗機也拉去做測試了，項目到了最后總裝階段，那時候大家都覺得新舟700會在全球渦槳支線市場取得不錯的成績。

結(jié)果2020年3月，加拿大政府拿“國家安全審查”當(dāng)理由，不讓普惠加拿大把PW150C發(fā)動機交給中國，發(fā)動機都造好了，就扣在蒙特利爾。

沒了發(fā)動機，首飛直接沒法搞，總裝線也停了，之前定好的供應(yīng)商合同、航線驗證計劃全斷了。

這之后就沒辦法，項目只能硬轉(zhuǎn)到國產(chǎn)AEP400渦槳發(fā)動機上（也被叫做AEP500)，可這個發(fā)動機當(dāng)時還在研制。斷供到現(xiàn)在六年多了，新舟700測試機還在對發(fā)動機做地面臺架試驗和調(diào)整試飛，還沒進入適航取證的關(guān)鍵階段。要是加拿大不單方面卡住供應(yīng)鏈，用PW150C的新舟700早就天天飛航班了。

發(fā)動機被卡，商業(yè)計劃打亂了，但反過來也逼著咱們，把渦槳發(fā)動機從頭到尾的技術(shù)難關(guān)全加速攻關(guān)了一遍。

渦槳發(fā)動機跟渦扇發(fā)動機不一樣，它要在很小的空間和重量內(nèi)，把燃?xì)獍l(fā)生器搞出來的高溫高壓燃?xì)?，通過減速齒輪箱，高效地變成螺旋槳的扭力，還得油耗低、可靠性高、維護成本扛得住。

高速螺旋槳的氣動設(shè)計，是整個系統(tǒng)技術(shù)最難的的地方之一。螺旋槳葉尖速度一接近音速，葉尖那地方就會產(chǎn)生一種局部激波，阻力猛增，噪聲也一下子上來了，厲害的時候螺旋槳效率能掉十幾個百分點。

而螺旋槳又要在起飛時拉力夠大，又要在巡航時飛得快，設(shè)計的人就得在槳葉的氣動外形上搞好，這是整個發(fā)動機最難的地方之一。

高功率減速齒輪箱也是核心難題，它要連續(xù)承受幾千馬力的扭矩，把燃?xì)獍l(fā)生器核心機每分鐘上萬轉(zhuǎn)降速到螺旋槳的每分鐘一千轉(zhuǎn)左右，齒輪配合的精度、潤滑冷卻、長壽命這些要求，可以說非常高。

而且渦槳支線客機總飛短途，一天起降好多次，發(fā)動機熱端部件冷熱變化太厲害了，對發(fā)動機的消耗，可比長途干線飛機快多了。

而且這還有個更苛刻的條件是成本，支線航空利潤很薄，發(fā)動機直接維修花多少錢、多長時間大修一次，直接影響航空公司是賺是賠，這就要求選材時不能隨便用貴的高溫合金，結(jié)構(gòu)上要容易做孔探檢查、方便換單元體，還不能犧牲性能或壽命。

要在這堆互相矛盾的要求里搞出一款合格產(chǎn)品，必須做大量整機試驗來驗證。

咱們原來的策略跟C919差不多，就是先用成熟進口發(fā)動機把飛機推向市場，早點把運營機隊搞起來，積累航線數(shù)據(jù)，攤薄制造成本，同時推進國產(chǎn)發(fā)動機研發(fā)。

C919選了CFM國際公司的LEAP-1C發(fā)動機先飛著，國產(chǎn)CJ-1000A發(fā)動機同步搞研發(fā)和試飛，兩條路互相不耽誤。新舟700本來也是這么想的，讓PW150C先把訂單和交付撐起來，市場網(wǎng)絡(luò)鋪開，后面批次可以選裝或換裝國產(chǎn)AEP400，商業(yè)上不耽誤，自己技術(shù)也慢慢成熟。

結(jié)果加拿大一斷供，這個分步走的辦法直接破產(chǎn)了了，新舟700從推向市場直接退回到發(fā)動機和飛機一起搞的地步，但好在我們團隊成功了，AEP400渦槳發(fā)動機總算是造出來了。

實際上我們的新舟700在2022年就裝上了國產(chǎn)AEP400渦槳發(fā)動機飛了，為什么到現(xiàn)在還在試飛。

大家得明白，換發(fā)動機根本不是換個零件那么簡單。

它跟PW150C在進氣流量、排氣溫度、外形尺寸、安裝節(jié)位置、重心分布、控制系統(tǒng)架構(gòu)、電源提取能力、附件傳動布局這些方面全都不一樣。

這差別就決定了換發(fā)動機不是拆舊換新，而是飛機本身要做大量改動。

發(fā)動機短艙的氣動外形就得重新設(shè)計，吊掛結(jié)構(gòu)和機翼連接的地方，要按新的發(fā)動機重量來重新算、重新進行加強，然后燃油、滑油、引氣、防火、防冰這些系統(tǒng)的管路和線束怎么走，全得重新安排。

螺旋槳跟發(fā)動機效率匹配，也要重新調(diào)整槳葉的結(jié)構(gòu)布局。飛控系統(tǒng)的控制律也必須照著新發(fā)動機重新開發(fā)。這個事差不多等于在機身大輪廓不變的情況下，把跟動力有關(guān)的系統(tǒng)重新搞了一遍方案和詳細(xì)設(shè)計。

這樣一來，要做的適航驗證就不是補幾項試驗，而是整機層面重新來。

按運輸類飛機適航標(biāo)準(zhǔn)，動力裝置徹底換了，所有跟性能和操縱品質(zhì)有關(guān)的條款，都得用新飛機構(gòu)型重新證明合規(guī)。

AEP400本身就是全新發(fā)動機，必須先自己完成型號合格審定，包括持久試驗、吞鳥、吞冰、包容性、振動和應(yīng)力測試這些上百項試驗，拿到發(fā)動機型號合格證之后，才能裝上飛機開始飛機級試驗。

飛機級試驗覆蓋起降性能、爬升、巡航、失速、抖振、操穩(wěn)、防冰、電源匹配、電磁兼容這些大類。

具體測試環(huán)境要求有高原機場起飛著陸，高溫高濕機場操作，高寒極低溫冷浸起動，濕跑道和污染跑道中斷起飛，單發(fā)失效后起飛越障和復(fù)飛梯度，大側(cè)風(fēng)起降，自然結(jié)冰條件下的操穩(wěn)和推力表現(xiàn)，還有惡劣天氣下導(dǎo)航和自動飛行系統(tǒng)功能。

每一個極端環(huán)境科目背后，都是大量試飛架次和數(shù)據(jù)分析。

光中斷起飛這一項，就要在不同跑道狀態(tài)、不同重量重心組合下反復(fù)測剎車能量、輪胎極限和防滯系統(tǒng)表現(xiàn)，拿到中止起飛距離和加速停止距離數(shù)據(jù)。

單發(fā)失效科目要求在全包線內(nèi)驗證最小操縱速度、推力不對稱配平能力和飛行員工作負(fù)荷，不能出現(xiàn)控制不住姿態(tài)的情況。一套完整的支線客機適航試飛程序，哪怕中間沒碰到大設(shè)計更改，一般也要累積幾百架次、上千飛行小時的試驗數(shù)據(jù)。

咱們的ARJ21-700支線客機取證過程就能參考。ARJ21-700用的是GE公司CF34-10A渦扇發(fā)動機，取證的時候那發(fā)動機已經(jīng)挺成熟了，就這，從2008年首飛到2014年拿型號合格證也花了六年，試飛期間跑遍了國內(nèi)各種極端環(huán)境機場，還跑到加拿大去做了自然結(jié)冰試驗。

新舟700不光是換了全新發(fā)動機，機身結(jié)構(gòu)也是全新設(shè)計的，沒有現(xiàn)成飛行數(shù)據(jù)庫可以直接用，這兩個因素加一起，驗證周期肯定比那個時間還要長。

民機行業(yè)沒有靠壓縮試驗科目來加快進度的門路。審定部門按適航條款一條條驗收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不夠就讓你補試驗，不能拿分析來代替，這是因為飛機要保證絕對安全。

一架支線客機設(shè)計壽命通常幾萬個飛行循環(huán)、幾萬飛行小時，運營環(huán)境從海平面到海拔四千米以上的高原機場，溫差能跨將近一百度，飛在半路可能碰上極端顛簸、強結(jié)冰、火山灰這些風(fēng)險。哪一項設(shè)計缺陷沒驗充分，都可能在某種條件組合下出事故。

所以，從發(fā)動機選型換完、飛機詳細(xì)設(shè)計凍結(jié)開始算，到拿到型號合格證，正常流程最少要五年。這五年里包含至少兩輪完整地面試驗、改裝調(diào)整和飛行試驗迭代。AEP400自己取證的過程也會跟飛機級驗證混在一起，這樣實際總時間可能還要更長。

這么長時間，對咱們新舟700的打擊是非常大的，加拿大一斷供，新舟700從推向市場直接退回到發(fā)動機和飛機一塊兒搞，商業(yè)窗口硬生生關(guān)上，原來簽好的意向訂單和合作備忘錄都停在那了。

ATR 72-600和德哈維蘭DHC-8-400趁這段時間接了大量替換機隊和新航線的單，一些新興市場支線機場已經(jīng)圍著西方機型建好了航材和維修體系，我們的新舟700想再進去，門檻明顯高了。

但是新舟700一旦用國產(chǎn)發(fā)動機大批量生產(chǎn)，對中國的航空市場來說，價值照樣很大。

新舟60系列支線客機全部退出國內(nèi)商業(yè)客運之后，中國民航在70座級渦槳飛機這塊出現(xiàn)了實際市場空白。

這個噸位剛好卡在30座級通航飛行器和90座級噴氣支線客機中間，干的是用低成本飛高溫高原、短窄跑道和高頻短途航線這些活。

新舟700作為中國唯一自己研制的70座級渦槳支線客機，直接把這個空給填上了，讓中國民用飛機譜系補上了低成本、高適應(yīng)性支線這一環(huán)，形成了從通航、支線到干線的完整序列。

沒這個機型，碰到機場條件差的偏遠(yuǎn)航線，要么靠進口二手渦槳飛機，要么用噴氣支線客機硬撐著飛，經(jīng)濟性和安全性都成問題。而且新舟700用了很多新技術(shù)，能幫著提高中國在全球支線飛機領(lǐng)域說話的份量。

新舟700頭一次在渦槳支線客機上用全權(quán)限數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)。ATR 72和德哈維蘭DHC-8-Q400同級別飛機還在用機械或液壓操縱加一些助力系統(tǒng)，新舟700直接上電傳，成了全球頭一款用電傳的渦槳支線客機。

電傳飛控可以省掉了一部分機械傳動部件，算下來能讓飛機空重減掉幾百公斤，這重量拿來多裝貨或多帶油，直接變成了成本優(yōu)勢。

同時，有了主動控制，飛包線保護、陣風(fēng)載荷減緩這些功能加進來，飛行品質(zhì)和坐著舒服程度都改善了，飛行員負(fù)擔(dān)也小了。

走這個技術(shù)路線，說明咱們在支線飛機設(shè)計上不滿足于跟在別人后面追了，而是要自己定新一代機型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這對提升咱們在國際上的技術(shù)話語權(quán)有好處。

另外，新舟700雖然在市場上錯過了時間窗口，但在之前新舟60前前后后交了一百多架，出口到非洲、東南亞、拉美等二十多個國家，在老撾航空、尼泊爾航空、剛果（布）航空、贊比亞航空這些公司的機隊里飛了很久，航線加起來幾百條。

這些運營活動逼著咱們搭起了航材供應(yīng)、維修培訓(xùn)、飛行員改裝訓(xùn)練一整套服務(wù)體系，海外保障網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有了響應(yīng)能力。

這些用戶所在的地方，恰恰就是短跑道、高海拔、高溫多塵、地面支持簡陋的機場，每天飛好多個來回的支線連接全靠渦槳飛機扛著。

新舟60買著便宜、用著省錢，對爛跑道適應(yīng)能力強，在這些市場攢下了用戶黏性，這等于幫新舟700提前把信任門檻拉低了。

實際情況的確是這樣，非洲、東南亞好多機場，跑道短、海拔高、設(shè)施差，就是需要支線客機。尼泊爾大部分短途機場跑道長度不到1500米，海拔超過1000米，夏天高溫把密度高度推得更高，要求飛機在高原高溫時載重不往下掉。

南非約翰內(nèi)斯堡奧利弗·坦博國際機場海拔差不多1700米，熱天更吃飛機性能。巴基斯坦北部高山區(qū)的機場也一樣，需要動力足、短距起降能拿得下的飛機。

正因為這樣，尼泊爾航空、巴基斯坦寧靜航空、巴林國家航空這些公司，早在2015年到2019年之間就跟新舟700簽了采購意向協(xié)議，加起來數(shù)量挺可觀。要是加拿大沒斷供，這些訂單足夠讓新舟700先占住這塊細(xì)分市場。

不過現(xiàn)在也沒事，配國產(chǎn)發(fā)動機的新舟700在不停試飛，等新舟700推到市場上，起碼咱們不用擔(dān)心再被人卡脖子了。