最近，由國內(nèi)63名院士和專家組成的評審委員會一致同意通過國產(chǎn)大型客機(jī)C919首飛技術(shù)評審，這標(biāo)志著C919向著首飛目標(biāo)又邁出了堅實的一步。而為國產(chǎn)大飛機(jī)C919提供動力的就是CFM公司LEAP系列中的LEAP-1C發(fā)動機(jī)，該系列另外兩個型號分別是LEAP-1A和LEAP-1B。

　　CFM公司的發(fā)展啟示

　　CFM國際，即CFM International，是世界上主要的飛機(jī)發(fā)動機(jī)供應(yīng)商之一，該公司是由美國航空發(fā)動機(jī)制造商通用電氣航空（GE Aviation）和其法國合作伙伴斯奈克瑪（Snecma）為了研發(fā)和制造CFM56系列噴氣發(fā)動機(jī)而各自出資50%組建的合資公司。公司在美國注冊商標(biāo)為“CFMI Inc”，由通用電氣公司負(fù)責(zé)管理；在法國的為“CFMIS.A.”由斯奈克瑪公司負(fù)責(zé)管理。

　　CFM公司名稱與該公司的主要產(chǎn)品CFM56系列噴氣發(fā)動機(jī)，就得名于兩家母公司的民航客機(jī)用發(fā)動機(jī)。GE公司所開發(fā)的用于軍用的發(fā)動機(jī)，序列為“Fxxx”，民用發(fā)動機(jī)則為“CFxx”；斯奈克瑪公司的發(fā)動機(jī)項目序號為“Mxx”，與通用公司合作的項目為M56。將兩者合在一起，即為CFM56。CFM56系列噴氣發(fā)動機(jī)被廣泛應(yīng)用于波音737和空客A320等區(qū)域航線飛機(jī)，在民用發(fā)動機(jī)領(lǐng)域占有巨大的市場份額。GE公司負(fù)責(zé)系統(tǒng)一體化和核心機(jī)（高壓壓氣機(jī)、燃燒室和高壓渦輪）的研制，斯奈克瑪公司負(fù)責(zé)低壓部分（包括風(fēng)扇、低壓壓氣機(jī)和低壓渦輪）和附件機(jī)匣的開發(fā)設(shè)計。

　　LEAP系列發(fā)動機(jī)是CFM公司在新世紀(jì)提出的發(fā)展方向，CFM公司已經(jīng)在巨量的測試和使用中積累了大量經(jīng)驗，其改進(jìn)可謂水到渠成——LEAP發(fā)動機(jī)整合了由CFM公司在2005年啟動的CFM56項目中研發(fā)的新發(fā)動機(jī)技術(shù)，并于2008年7月13日，在第46屆范堡羅航展開幕前一天，宣布啟動新一代動力裝置LEAP-X發(fā)動機(jī)，作為波音737和A320系列飛機(jī)的配置。2008年11月4日，LEAP-X發(fā)動機(jī)在第7屆中國國際航空航天博覽會上首次公開亮相。CFM希望此新型發(fā)動機(jī)將能成功取代CFM56-5B與CFM56-7B之地位。2013年9月，CFM國際公司開始了首臺全尺寸LEAP發(fā)動機(jī)的測試，啟動了一項范圍廣泛的地面和飛行測試認(rèn)證項目，包括在未來3年中對60臺發(fā)動機(jī)進(jìn)行測試。該項目于2015年結(jié)束并進(jìn)行認(rèn)證，2016年在空客A320neo飛機(jī)上投入商業(yè)運(yùn)營，neo意為“new engine option（新發(fā)動機(jī)選項），意味著A320neo客機(jī)發(fā)動機(jī)的改進(jìn)將十分巨大。

　　LEAP-X發(fā)動機(jī)的創(chuàng)新性技術(shù)

　　LEAP-X發(fā)動機(jī)采用了許多行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的創(chuàng)新性技術(shù)，包括超高壓比核心機(jī)、采用三維編織樹脂模傳遞成型技術(shù)制造的復(fù)合材料風(fēng)扇葉片、獨(dú)特的雜物剔除系統(tǒng)、復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣、第三代三維氣動設(shè)計壓氣機(jī)和渦輪葉片設(shè)計技術(shù)；使用3D打印燃料噴嘴的第二代雙環(huán)預(yù)混旋流器（TAPSⅡ）燃燒室技術(shù)、使用陶瓷基復(fù)合材料的高壓渦輪復(fù)合機(jī)匣、可變面積外涵噴管、使用輕重量鋁化鈦葉片的低壓渦輪和其他先進(jìn)材料等。發(fā)動機(jī)和短艙作為一體化推進(jìn)系統(tǒng)來設(shè)計，擁有先進(jìn)的進(jìn)氣道、聲學(xué)處理和電動反推力裝置，可以充分發(fā)揮其氣動性能、重量和聲學(xué)優(yōu)勢。

　　LEAP-X發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇為先進(jìn)碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片，可以有效降低噪聲并提高推進(jìn)效率。LEAP-X的風(fēng)扇葉片數(shù)量為18片，直徑為1.8米，總重為76千克。LEAP-1A和1C發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇尺寸為78英寸，涵道比為11（一般來說涵道比越大效率越高），LEAP-1B發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇尺寸為69.5英寸，涵道比為9。三者都是采用復(fù)合材料風(fēng)扇葉片。LEAP-X發(fā)動機(jī)的推力級別為89~134kN；LEAP-X核心機(jī)擁有8級壓氣機(jī)、單級高壓渦輪和先進(jìn)的第二代雙環(huán)預(yù)混旋流器燃燒室。它的結(jié)構(gòu)更簡單緊湊，重量更輕，壓氣機(jī)和渦輪承載能力更強(qiáng)、效率更高，發(fā)動機(jī)的調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)更先進(jìn)。為了大幅度減重，LEAP-X發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇葉片邊緣采用鈦合金，葉片本身為采用三維編織樹脂模傳遞成型技術(shù)制造的復(fù)合材料風(fēng)扇葉片。這項采用碳纖維及特殊的制造工藝的革新型技術(shù)制造出了免維護(hù)、耐久性極高的風(fēng)扇葉片。試驗結(jié)果表明，應(yīng)用該技術(shù)制作的葉片不僅重量輕，而且結(jié)構(gòu)牢固，抗大體積鳥撞擊能力強(qiáng)，制造成本卻相對較低。

　　LEAP-1C發(fā)動機(jī)采用法國斯奈克瑪公司研制的碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片以及美國通用電氣公司研制的陶瓷基復(fù)合材料渦輪部件。LEAP-1C發(fā)動機(jī)擁有18片風(fēng)扇葉片，其數(shù)量比CFM56-5C減少一半，是CFM56-7B的四分之三。中國商飛為C919選擇了由GE和法國賽峰提供的整套的一體化推進(jìn)系統(tǒng)（IPS）。其中，CFM將提供LEAP-1C發(fā)動機(jī)，奈賽公司（Nexcelle）將提供發(fā)動機(jī)短艙和反推力裝置（奈賽公司是GE下屬的MRAS公司和法國賽峰集團(tuán)Aircelle公司建立的一家平股合資公司）。

　　LEAP己被三種未來最主要的干線客機(jī)選中：2009年12月，中國商飛選中LEAP作為C919的動力，這是LEAP的第一個用戶。CFM將用于C919的發(fā)動機(jī)命名為LEAP-1C，推力為124.5～133.5kN。2010年12月空中客車公司選中LEAP為其A320neo的一種候選發(fā)動機(jī)，另一候選發(fā)動機(jī)為PW1000G。CFM將用于A320neo的發(fā)動機(jī)命名為LEAP-1A，推力為109～146.3kN。2011年8月，波音公司選中LEAP作為其新一代客機(jī)737MAX的動力。CFM公司將用于737MAX的發(fā)動機(jī)命名為LEAP-1B，推力為89～124.5kN。

　　LEAP名稱中，1表示是LEAP的第一個系列發(fā)動機(jī)，A、B、C則分別表示發(fā)動機(jī)用于何家飛機(jī)，即A用于空客飛機(jī)，B用于波音飛機(jī)，C用于中國商飛的飛機(jī)。與CFM56-7B相比，LEAP的燃油效率提高16%，氮氧化合物排放量低60%，噪聲水平低10～15dB，而可靠性至少維持CFM56的水平。

　　發(fā)動機(jī)的綠色之路

　　普惠公司創(chuàng)建于1925年，是美國目前最大的兩家航空發(fā)動機(jī)制造公司之一，也是世界燃?xì)鉁u輪“三駕馬車”之一。從活塞式航空發(fā)動機(jī)起家，與美國航空工業(yè)一起成長，軍用領(lǐng)域一直保持強(qiáng)大競爭力，提供了目前美國隱身戰(zhàn)斗機(jī)的全部動力，而民用領(lǐng)域雖然一度衰落，但由于先進(jìn)的齒輪傳動技術(shù)的提出，市場份額和野心也在不斷擴(kuò)張，近年來對CFM公司形成不小的沖擊，比如空客公司的A320neo有普惠公司生產(chǎn)的“靜潔動力”PW1100G齒輪傳動發(fā)動機(jī)（GTF）和CFM國際公司生產(chǎn)的LEAP-X發(fā)動機(jī)兩款發(fā)動機(jī)供客戶選擇。截至2016年10月31日，在空客交付客戶的32架A320neo中，共有21架選擇了普惠PW1100G齒輪傳動發(fā)動機(jī)（GTF），另外其他飛機(jī)制造商新生產(chǎn)的飛機(jī)，如日本MRJ支線客機(jī)、巴航E2、伊爾庫特MS-21、龐巴迪CS300等也都選擇了普惠GTF發(fā)動機(jī)。主要原因是GTF發(fā)動機(jī)油耗比同級別發(fā)動機(jī)低約15%，并且更加安靜。由于有著GTF發(fā)動機(jī)的沖擊，CFM公司推出技術(shù)相對保守的LEAP系列，也有捍衛(wèi)自己民用航發(fā)絕對霸主地位的意圖。無論這場“發(fā)動機(jī)大戰(zhàn)”的結(jié)果如何，都會對美國發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生極大的促進(jìn)。

　　進(jìn)入新世紀(jì)后，綠色理念深入人心，隨著航空業(yè)的推廣，航空公司也越來越注重客機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和乘坐體驗。高性能、低風(fēng)險和先進(jìn)經(jīng)驗技術(shù)的應(yīng)用，更好地滿足了客戶的經(jīng)濟(jì)需求和環(huán)保要求。而中國商飛在可預(yù)見的未來使用成熟卻不失先進(jìn)的LEAP系列發(fā)動機(jī)，也是較為穩(wěn)妥的選擇。