Leap-1C —— 反推裝置的創(chuàng)新與改善
前言
2月2日，據(jù)報道，東航采購的第一架國產(chǎn)大飛機C919——代號東航B919A，國產(chǎn)大飛機C919近日從北京大興機場出發(fā)后，試飛途中左引擎反推設備突發(fā)故障，經(jīng)判斷飛機無法抵達原定目的地合肥，機組人員選擇備降上海虹橋機場，幸好故障發(fā)現(xiàn)得及時，并未造成人員受傷或其他損失。
眾所周知，C919的發(fā)動機一共有兩種適配型號，分別是來自CFM公司的Leap-1C以及國產(chǎn)自研的CJ-1000系列發(fā)動機。在CJ-1000尚未投入使用時，C919使用前者，但是由前段時間的報道來看，Leap-1C的反推失效，不得不引起普通民眾的驚慌：難道又是美國在背后興風作浪，動了手腳？下面就分別介紹民航制動的原理以及Leap-1C在技術上的創(chuàng)新與不足。
民航客機的制動方法
減速板（speed brake）
減速板，顧名思義，主要作用便是減速。在裝有減速板的飛機上，通常有2 - 4塊減速板，它們通常對稱地布置在機身或機翼上，在閉合位置上緊貼飛機機體。當需要增加阻力時，由液壓作動力使減速板開啟一個角度，增加飛機的迎風面積并破壞飛機流線形，對空氣形成增阻和擾流的作用，使飛機驟然減速。飛行速度越大，減速板的增阻效果越好。值得一提的是，它也可以起到快速下降的目的，但是空中打開的角度有限，并且打開的數(shù)量受限，因此我們常常稱之為擾流板。
反推（Reverse）
反推，是指客機著陸時，液壓作動筒使反推整流罩的移動套筒后移，帶起阻流門，露出格柵段，堵住風扇氣流向后流的通路而轉(zhuǎn)向從格柵段流出，產(chǎn)生反推力，使得客機著陸后可較快的減速，縮短了著陸距離并使客機安全性大大提高。反推大致分為三種類型：抓斗式、瓣式轉(zhuǎn)動式以及折流門式。從制動效率和燃油經(jīng)濟性看，折流門式效率最高，因此現(xiàn)在絕大多數(shù)機型均采用折流門式反推。
值得注意的是，因渦扇發(fā)動機具有內(nèi)外涵道之分，我們所說的反推通常指的是外涵道反推，當然也有例外，如環(huán)球霸王C17運輸機，它采用了F117-PW-100發(fā)動機，這種發(fā)動機最大的特點就是內(nèi)外涵道皆有反推，因此強大的反推性能使得它可以短距起降。
機輪剎車系統(tǒng)（AirCraft Wheel and Brake System）
機輪剎車系統(tǒng)是民用飛機地面減速中最關鍵的一部分，決定了飛機的著陸安全。飛機機輪剎車系統(tǒng)包括兩部分產(chǎn)品，一部分是剎車機輪，有時簡稱為機輪，一部分是剎車控制系統(tǒng)，也簡稱為剎車系統(tǒng)。基于本期的主題，以及筆者技術有限，關于機輪剎車系統(tǒng)，我們就不再贅述。
以上三種制動方式中，主要還是依靠機輪制動，減速板和反推只不過是輔助，其主要作用還是在機輪觸地后破壞空氣流動，以讓機輪能緊貼地面，以起到有效制動的辦法。
Leap-1C反推的創(chuàng)新
1C反推屬于折流門式反推，其裝置采用了一種全新的“O-Duct”結構的O型反推。與傳統(tǒng)折流門的雙D型門不同，“O-Duct” 反推裝置結構組件與吊掛相連采用的是滑軌的形式，同時作為整體“O”形結構。O型反推裝置不僅明顯改善了涵道中的氣流流動，降低了發(fā)動機的油耗，它的O形結構反推增加了反推效率，使得飛機可以在更短距離內(nèi)減速。O形反推是未來反推技術的趨勢，例如波音787、波音747-8等使用的Genx反推也是O型結構。同時，1C反推折流門還是由 E-TRAS 電作動系統(tǒng)驅(qū)動的形式，與同系列的1a、1b的液壓驅(qū)動門不同，大幅提升了響應時間，降低了反推裝置的重量。
問題與不足
發(fā)動機的組成可以粗略地劃分為核心機與短艙，短艙是反推裝置與非核心機器件所在的位置，而核心機是整個發(fā)動機的心臟。Leap-1C的核心機與Leap-1A（A320neo家族）幾乎一致，既然如此，再加上1C運用了如此之多的新技術，理應比同級的其它系列產(chǎn)品（1A與1B）的性能更高，但為什么它的續(xù)航性卻是三款產(chǎn)品中最差的？原因很簡單：材料。CFM出于種種目的對1C進行了大幅度的降級，復合材料風扇機匣被替換為傳統(tǒng)的高溫合金機匣，高低壓渦輪的陶瓷基復合材料葉片和鈦鋁葉片也替換為上一代的常規(guī)高溫合金材料葉片，這意味著材料問題增加的重量遠比技術革新所減輕的要大許多，使得原本燃油經(jīng)濟性三者領先的1C，推重比卻是三款系列中最差的。同時，技術上的創(chuàng)新并不意味著初期暢通無阻，在實際應用中依舊有很多問題需要解決，先前已經(jīng)出現(xiàn)不少Leap系列反推門故障導致的問題，這代表創(chuàng)新，仍需扎扎實實。
結語
誠然，1C在技術上的革新引人注目，但是因為日前中美關系的焦灼，美國對華的限制愈演愈烈，甚至還在合作領域上動手腳。許多國家都希望自己有著獨門技術，在航空領域大放異彩。然而，航空發(fā)動機的設計并非易如拾芥，沒有良好的資金投入與技術，只能顧此失彼，這項艱難的任務是不可能完成的。
隨著我國科技的進步，中航商用航發(fā)也推出了自研的CJ系列發(fā)動機，雖然一定程度上借鑒了cfm56的技術，并且CJ1000的經(jīng)濟性差一些，但最起碼從生產(chǎn)到設計真正完成了獨立設計，在中國民航領域中無疑實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。盡管道路曲折，但前途必然光明，希望在未來，中國的國產(chǎn)大飛機也能在航空領域上大方色彩。
參考文獻
[1]趙利. CFM公司全力推動Leap-1B發(fā)動機的研制進展[J]. 國際航空, 2012(7):2.
[1] Smith K K . Special Conditions: CFM International, LEAP-1A and -1C Engine Models; Incorporation of Woven Composite Fan Blades.?
[1]古京. C919用LEAP-1C發(fā)動機獲型號認證[J]. 航空制造技術, 2017(03):7.
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