长江1000发展策略十分巧妙！3项先进技术让它有底气叫板进口航发

众所周知，我国为国产C919客机配套研制的国产航发是长江1000大涵道比涡扇发动机。从整体技术指标来看，除了耗油率与进口航发LEAP-1C差不多，其整体技术水平仍然落后半代。

乍一看，这个研发目标似乎太过于保守，然而实际上长江1000项目的研发思路很不简单！

根据商发公司在召开的适航取证大会上公布的内容来看，长江1000A预计最快2024年装配在C919上，进行平台和动力适航取证，最快2025年完成取证、并交付客户运营。比原计划晚了2年左右，这让很多网友十分不满，认为商发公司研制速度太慢了，甚至质疑研发团队和决策者的能力。

然而，深入研究你就会发现长江1000项目决策者的研制思路有多么巧妙！

长江1000是我国自主研制的首款商用大涵道比涡扇发动机。当时研发团队没有任何设计经验。如何既快又好研制出一款世界先进级别的大涵道比发动机就非常考验决策者的智慧。这个时候，中国人的精明就体现出来了！

根据公开的资料可知，首台进口航发LEAP-1C交付给航发商公司的时间是2015年7月22日。而长江1000发动机的立项研制时间是2016年，这个时间点非常微妙，刚好是进口航发LEAP-1C取得适航证的时间。当时航发商发公司从CFM公司订购的LEAP-1C刚刚交付不久。

这个时候立项研制长江1000就很好办，直接借鉴LEAP-1C验证过的，可行的设计，在此基础上根据自身实际适当修改，造出足够先进的核心机就可极大降低项目研制失败的风险。

按照商发公司公布的消息来看，国产长江1000A发动机由1级风扇、3级增压压气机、10级高压压气机、2级高压涡轮与6级低压涡轮组成，直径1.95米仅比LEAP-1C小0.03米，长3.29米，与LEAP-1A尺寸基本相当。在设计上长江1000A几乎与LEAP-1C发动机完全一致，仅低压涡轮少一级，燃烧室有差异（较为落后）以及涵道比从11左右降低至9左右这三处明显不同之处。

这是巧合吗？显然不大可能！

据此我们推测，长江1000发动机项目研发总体思路是，在有涡扇20民用衍生型AEF-1300兜底的前提下，直接借鉴进口发动机设计，采用“小步快跑+快速迭代升级”思路推进研制工作。

具体来说是这样的：

第一步，确保尽快研制成功。

初始目标定位是，长江1000整体技术指标只比涡扇20高半代，落后进口发动机半代，确保国内工业基础能够保证长江1000项目研制成功。落后部分主要是几种难度很大的关键零部件，例如碳纤维复合材料风扇叶片，先进燃烧室。部分材料国内暂时做不出来或者还没走完测试研发流程，那就寻求进口过渡，直到国产替代材料完成研发、测试。

第二步，少数几种关键零部件单独研制，争取取代原来的零部件。

成功了就快速迭代，失败了也没关系，大不了不用。一旦研制成功，就能快速缩短长江1000同进口发动机的技术差距。

在实际操作过程中，长江1000发动机项目决策者做法既务实，又激进！

总的来说就是，在涡扇20民用衍生型AEF-1300可以兜底的前提下，先进口成熟可靠的零部件给长江1000过渡，同时集中力量重点研制3种关键零部件，以便用最少的代价，快速追平外国最先进水平。

一、用初步成熟可用的涡扇20民用衍生版AEF-1300为国产C919客机兜底。

2020年2月15日，据华尔街日报报道，传闻美国政府计划制定法案，限制现阶段C919所使用的发动机LEAP-1C出口，以制裁中国。然而经过一段时间权衡利弊以后，美国政府最终还是没有这么做。2020年4月7日，美国媒体报道称，美国政府正式批准LEAP-1C发动机出口许可延期，有效期至2025年。

然而，发动机断供危机并未解除。事实上，C919项目决策者当初在启动本项目时就已经充分评估过各种风险，为避免因发动机被断供而导致项目流产，在本项目启动之初就为C919客机同步规划了一款基于涡扇20衍生而来的商用大涵道比涡扇发动机，当时命名为SF-A，其航展模型与涡扇20模型几乎一模一样。

然而这个发动机技术水平只达到第三代水平，而当时国外同行已经开始发展第四代商用大涵道比涡扇发动机，在最为重要的耗油率指标方面，相比第三代可大幅度降低。这样一来，等到涡扇20及其衍生的商用发动机研制成功，国外同行也差不多研制出第四代商用大涵道比涡扇发动机，仍然落后外国同行一代，不具备市场竞争力。虽然涡扇20及其衍生的商用发动机并不具备市场竞争力，却可以带动国内商用大涵道比涡扇发动机产业发展，并为国产C919客机兜底，避免被发动机卡脖子。

二，进口零部件只是用于过渡。

资料显示，初期长江1000发动机的钛合金空心风扇叶片由英国摩根先进材料集团制造，高压压气机由德国MTU航空发动机公司制造，燃烧室由意大利Avio公司制造。

当时之所以这么做是因为国产钛合金空心风扇叶片还处于研发、测试阶段，尚未成熟，直接采用进口产品省钱又可靠。况且，长江1000采用钛合金空心风扇叶片也只是过渡方案，采用碳纤维复合材料风扇叶片才是最终目标。

至于高压压气机，实际上国内也能做，涡扇10、涡扇13、涡扇15、涡扇19，以及涡扇18等发动机，无一例外都需要多级压气机。采用进口产品同样是看中省钱又好用这点，这么做方便研制团队集中有限资源重点研发几种关键零部件，以较少投入尽快追平国际同行。

三、3项先进技术让长江1000拥有追平，甚至超越进口发动机的能力。

1、钛合金空心风扇叶片换成碳纤维复合材料叶片，减重500公斤以上。

碳纤维复合材料存在不耐冲击和不耐摩擦两个难以攻克的致命缺点。资料显示，目前只有美国GE公司成功攻克了这两个缺点，但耗时长达30年。想要研制成功很不容易，我国也没有十足把握，因此一开始长江1000不得不采用钛合金空心风扇叶片，以便确保能够在较短时间内研制成功。

然而，谁能想到，如今我国竟然已经成功研制出复合材料风扇叶片，堪称神速。

2021年10月11日，“航空知识”澎湃号发布了一篇名为《拒绝卡脖子的长江1000A发动机》的报道，文中提到，我国已经成功研制出复合材料风扇。按照Leap发动机的测试结果来看，可减重50%。

2020年2月22日，中国复合材料学会澎湃号发布一篇名为《国产碳纤维叶片将用于中国长江发动机》的报道，文中提到，采用碳纤维复合材料制造的LEAP发动机，重量比使用钛合金制造要减少500多公斤，整体上使机身整体重量减少1吨左右，这不仅能降低飞机的油耗，而且使得飞机的航程极大提高。

考虑到长江1000尺寸与LEAP-1C基本相当，如果今后将现在使用的钛合金空心风扇叶片更换成碳纤维复合材料风扇叶片，那么它同样能够减重500多公斤！

2、运用我国领先且独有的纳米孪晶强韧化钛铝合金叶片，减重50%，油耗降低20%。

资料显示，目前主流的商用大涵道比涡扇发动机压气机后继排叶片采用的是镍基高温合金材质，因重量较大，导致耗油率较高。为降低耗油率，欧美发达国家同行又研制出钛合金叶片取而代之。据了解，镍基高温合金密度超过8g/cm3，而钛合金叶片密度只有4.5～4.7g/cm3。为进一步降低耗油率，后来欧美发达国家同行又再次研发了钛铝金属间化合物。例如，有报道称，美国GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb合金（简称4822钛铝高温合金）取代原来的镍基高温合金，制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片，使发动机减重约200磅，节油20%，氮氧化物排放减少80%，噪音显著降低，2007年在波音787客机上成功试飞，2009年正式投入运营，成为当时航空与材料领域轰动性技术进展。

令人意外的是，我国也在钛铝金属间化合物研究上取得重大突破。2016年6月21日，“中国新闻网”发布一篇名为《中国研制出新型航空航天材料 飞机或有更强“中国心”》的报道，在此根据该文意思简要描述：

2016年南京理工大学陈光教授团队研制的PST TiAl单晶合金（Ti-45Al-8Nb）室温拉伸塑性和屈服强度分别高达6.9%和708MPa，抗拉强度高达978MPa。该合金在900℃时的拉伸屈服强度为637MPa，一举将目前钛铝金属间化合物的使用温度从650~750℃提高到900℃以上，在核心性能和持久寿命上均优于“4822合金”。（其中，PST是纳米孪晶强韧化的意思）

中国科学院院士、钛合金和钛-铝系金属间化合物专家、中国钛合金研究与应用创始人之一曹春晓称指出，通常，镍基单晶高温合金的承温能力每提高25~30℃，即为一代新合金。而陈光团队发明的钛铝单晶合金，一下将承温能力提高了150~250℃以上，是重大突破，属引领性成果。难怪曹春晓院士称这项成果具有原创性、突破性、引领性和基础性。

2021年1月5日，“中国民用航空网”一篇名为《中国C919获重大突破，新航发推力将增加2倍》的报道提到：据估计，长江-1000的高压压气机和低压涡轮在更换了新型钛铝合金叶片之后有望整体减重200千克。

3、先进的燃烧室技术。

目前这个项目处于高度保密状态，就不展开介绍，有兴趣可自行通过某些渠道了解。

通过更换先进燃烧室，长江1000可保证耗油率较低的前提下，还能大幅度降低氮氧化合物等污染物的排放量，为走向全世界扫清“环保不达标”的障碍。

可见，一旦以上三项关键技术发展成熟，并应用在长江1000，将能实现超过700公斤的减重，节油20%，氮氧化物排放减少80%以上，噪音显著降低等指标，最终长江1000整体技术水平将有望追平，甚至大幅度反超LEAP-1C。

资料显示，发动机每减重1kg，飞机结构也能减重1kg，这意味着配备应用上述三项关键技术的长江1000发动机之后，国产C919客机机身结构也能实现1400公斤以上的减重，加上2台发动机自身减重效果，总计减重将超过2800公斤！研究表明，在任何参数不改变的情况下，机身减重1吨最少能够降低2%左右的燃油消耗、增加5%以上的航程。这意味着，采用这种迭代改进型长江1000之后，C919客机燃油消耗将至少降低5.6%，航程至少增加14%。

综上所述，长江1000项目决策者研发测量非常巧妙，一方面利用初步成熟的涡扇20兜底，另一方面充分利用外国技术用于过渡，以便节约经费。然后，集中力量，重点研制难度很大的碳纤维复合材料风扇叶片、钛铝合金叶片、先进燃烧室三个关键零部件。如果能够研制成功，那么应用这三种关键先进零部件的长江1000将有望追平，甚至大幅度反超进口发动机LEAP-1C，进一步提升国产C919客机的市场竞争力。即便不成功，用初始版长江1000也能保证C919客机具有较好市场竞争力。

作为我国自主研制的第一款商用先进大涵道比涡扇发动机，可靠性远比技术先进更加重要，它关系到中国自主研发的客机发动机能否站稳脚跟，活下来。尽管很多人都希望长江1000尽快量产，但为确保它能够一炮走红，我宁愿它经历更加严苛的测试，精益求精，晚几年问世！