亟待攻克的核心技術(shù)

　　“適航,，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)能否自由翱翔的放飛證,?！敝袊?guó)民航適航審定中心結(jié)構(gòu)強(qiáng)度室張弓博士說,，這張放飛證是乘客安全的保證,，由各國(guó)民航管理局代表公眾認(rèn)可并頒發(fā)，沒有“適航”通行證,，航空發(fā)動(dòng)機(jī)好比束住翅膀的鳥,。

　　一款航空發(fā)動(dòng)機(jī)要想獲取一張放飛證，必須經(jīng)過一套非常嚴(yán)格的“適航”標(biāo)準(zhǔn)體系驗(yàn)證,，涵蓋設(shè)計(jì),、制造、驗(yàn)證和管理。每個(gè)分項(xiàng)又有一系列技術(shù)指標(biāo),，僅設(shè)計(jì)就有氣動(dòng),、傳熱、結(jié)構(gòu),、強(qiáng)度等等,。

　　作為《中國(guó)民用航空規(guī)章》(CCAR)的組成部分，其中的CCAR33-R2(航空發(fā)動(dòng)機(jī))版的安全水平,，與2009年11月2日生效的美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)的FAR33部(航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章)第30修正案水平一致,。

　　“盡管在規(guī)章要求層面與FAA基本一致，但由于國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)匱乏,，缺乏實(shí)際工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我國(guó)適航規(guī)章缺少相應(yīng)的技術(shù)支撐,。實(shí)際型號(hào)的適航驗(yàn)證工作,，成為被卡在別國(guó)空域之外的關(guān)隘?！睆埞f,。

　　60年FAR33部修訂34次，其中一項(xiàng)歷時(shí)9年

　　一套嚴(yán)苛的“適航”標(biāo)準(zhǔn)體系永遠(yuǎn)處于動(dòng)態(tài)之中,。

　　“針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用過程中出現(xiàn)的問題,，特別是安全問題，以及如何適應(yīng)飛機(jī)運(yùn)行所提出的更高要求,，適航都要在總結(jié)研究中不斷修訂,，這也促使適航安全標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提升?！睆埞f,。

　　美國(guó)在世界上處于執(zhí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)牛耳的地位。自1958年成立FAA后,，截至2015年1月,，F(xiàn)AR33部已歷經(jīng)34次修訂?！懊恳豁?xiàng)修訂,，都蘊(yùn)涵了長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的研究和技術(shù)積累?！睆埞榻B說,。

　　從活塞到渦輪，再?gòu)膰姎獾綔u扇,，航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不斷升級(jí),，適航標(biāo)準(zhǔn)也水漲船高。僅渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),，迄今只有一項(xiàng)條款未修訂,。

　　1989年7月19日,，美國(guó)蘇城，一起DC-10飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生非包容失效事故,，造成111人死亡,。FAA隨即率世界四大航空發(fā)動(dòng)機(jī)頂級(jí)制造商GE、普惠,、羅羅和霍尼韋爾共同調(diào)研,。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原有航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航條款隱含一項(xiàng)“假設(shè)存在”風(fēng)險(xiǎn),，即假設(shè)材料不含缺陷,。而蘇城失事的DC-10飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，恰是鈦合金輪盤材料本身存在缺陷,。

　　針對(duì)“假設(shè)材料不含缺陷”這一條款的修訂,，F(xiàn)AA聯(lián)合美國(guó)西南航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院，期間又經(jīng)歷了兩次相關(guān)事故調(diào)查,，從研究到發(fā)布咨詢通告,，再到2007年修訂，正式發(fā)布3項(xiàng)咨詢通告以及兩項(xiàng)審定政策,，歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)9年,。

　　“正是歐美大量在役航空發(fā)動(dòng)機(jī)積累的數(shù)據(jù)，推動(dòng)著適航技術(shù)不斷發(fā)展,?！睆埞f。

　　FAA和EASA,，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高,，全球通飛

　　目前在國(guó)際上，以FAA和歐洲航空安全局(EASA)的適航審定影響力最大,，認(rèn)可度最高,，雙方互認(rèn)?！霸谑澜绾芏嗟胤?，由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)趕不上美國(guó)和歐盟，大多直接參考FAA和EASA的標(biāo)準(zhǔn),，因此美歐的適航標(biāo)準(zhǔn),，也就成了國(guó)際民航業(yè)事實(shí)上的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，基本全球通飛,?！睆埞f。

　　來自美國(guó)航空航天咨詢公司數(shù)據(jù)，2016年,，世界各國(guó)的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量達(dá)27000臺(tái),，除極少量俄羅斯制造外，歐美占據(jù)這一市場(chǎng)份額高達(dá)98%,。目前世界上推力最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī),，是GE公司生產(chǎn)的GE90-115B，地面臺(tái)架試驗(yàn)曾達(dá)到56.9噸最大推力,，1995年11月正式投放商業(yè)市場(chǎng)后,，用于波音777系列客機(jī)。

　　“在波音777類雙發(fā)飛機(jī)延程飛行成熟之前,，飛行要求90分鐘航程保證有一個(gè)機(jī)場(chǎng),，因此國(guó)際航線必須沿大陸岸線設(shè)計(jì)，跨大洋飛行是不可想象的,?！睆埞f。

　　為提高經(jīng)濟(jì)性能,，實(shí)現(xiàn)跨大洋飛行，飛機(jī)制造商提出“延程飛行”,，要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)能提供單發(fā)延程飛行,，時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)超90分鐘的可靠性支持。

　　如何驗(yàn)證一款符合300分鐘航程要求的發(fā)動(dòng)機(jī)新型號(hào),？

　　FAA要在設(shè)計(jì)上,，按相應(yīng)的33.201條款，審查制造商以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),、技術(shù)參數(shù)以及風(fēng)險(xiǎn)的處理措施,，同時(shí)要做一項(xiàng)3000循環(huán)實(shí)驗(yàn)，周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月至十?dāng)?shù)月,。即使如此嚴(yán)苛,，這款發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)還要過之后一個(gè)時(shí)期的應(yīng)用關(guān)，才能準(zhǔn)予放飛,。

　　目前,，F(xiàn)AR33部條款以詳細(xì)的分類“咨詢通告”和“審定政策”等技術(shù)文件為支撐，成為引領(lǐng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的標(biāo)桿,?！氨热纾?guī)章要求吸入單只8磅大鳥時(shí),，發(fā)動(dòng)機(jī)須達(dá)到什么狀態(tài),，相應(yīng)的咨詢通告就會(huì)詳細(xì)說明如何確定進(jìn)氣面積，從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及試驗(yàn)要求等?！睆埞f,。

　　國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)匱乏，CCAR33尚缺乏工業(yè)實(shí)踐支撐

　　我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航體系始建時(shí)間較早,，主要參考FAA的FAR33部規(guī)章,。

　　“別看只是引進(jìn)翻譯，但因?yàn)橛⒄Z(yǔ)語(yǔ)境差異,，以及工業(yè)實(shí)踐缺乏,，對(duì)許多條款理解各異，時(shí)常造成很大的技術(shù)分歧,?！睆埞嬖V記者，曾經(jīng)因一個(gè)“耐用性”條款中關(guān)于葉片包容的要求,，就引起較大爭(zhēng)議,。

　　上述關(guān)于葉片包容的要求有兩方面內(nèi)容。一,、必須對(duì)因轉(zhuǎn)子葉片失效而引起的破壞具有包容能力,；二、必須確定因轉(zhuǎn)子葉片失效,，穿透壓氣機(jī)和渦輪轉(zhuǎn)子機(jī)匣后,，轉(zhuǎn)子葉片碎片的能量水平和軌跡。

　　又要機(jī)匣具備包容能力,，又要計(jì)算葉片穿透后的能量水平和軌跡,。這個(gè)條款豈不是自相矛盾？

　　經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間討論,，并通過到國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)實(shí)地探詢,，真相終于大白。原來,，英文中的“穿透”,，指的是軸(水平)向，而非徑(直徑)向,，即計(jì)算葉片碎片噴出短艙進(jìn)出口的能量和軌跡,。

　　“還有，當(dāng)我們費(fèi)力理解并翻譯出FAA規(guī)章后,，隨著在役航空發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用,，可能FAA規(guī)章又變了?！睆埞J(rèn)為,，這也是后發(fā)國(guó)家面臨的一大窘境,。

　　按國(guó)際民航組織慣例，一款新產(chǎn)品想進(jìn)入他國(guó)運(yùn)行,，首先要通過對(duì)方的適航取證,。在雙邊的認(rèn)可中，一般需要提供對(duì)等的航空產(chǎn)品,，互相審查,。沒有自主研制的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，缺乏實(shí)際型號(hào)的適航驗(yàn)證工業(yè)實(shí)踐,，也就無法從技術(shù)層面支撐現(xiàn)有的適航規(guī)章體系,，更無法與別國(guó)對(duì)等互認(rèn)。

　　建立中國(guó)自己的適航體系,，已上升為國(guó)家意志,。“沒有工業(yè)實(shí)踐和驗(yàn)證技術(shù)來支持適航標(biāo)準(zhǔn)體系,，就沒有讓產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的話語(yǔ)權(quán),。”張弓說,，這也是具備完善適航體系的國(guó)家經(jīng)常設(shè)置的行業(yè)壁壘,。

　　2017年10月，中國(guó)民航適航審定中心正式成立,，伴隨著長(zhǎng)江1000系列和渦軸16等國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制,，將給CCAR33適航規(guī)章提供迫在眉睫的支撐性技術(shù)文件。CCAR33必將越來越有話語(yǔ)權(quán),，也必將保障國(guó)產(chǎn)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)在藍(lán)天上自由安全地翱翔。(矯陽(yáng))

【糾錯(cuò)】

責(zé)任編輯： 徐宙超