Leap-1C —— 反推裝置的創(chuàng)新與改善
前言
2月2日，據(jù)報(bào)道，東航采購的第一架國產(chǎn)大飛機(jī)C919——代號(hào)東航B919A，國產(chǎn)大飛機(jī)C919近日從北京大興機(jī)場(chǎng)出發(fā)后，試飛途中左引擎反推設(shè)備突發(fā)故障，經(jīng)判斷飛機(jī)無法抵達(dá)原定目的地合肥，機(jī)組人員選擇備降上海虹橋機(jī)場(chǎng)，幸好故障發(fā)現(xiàn)得及時(shí)，并未造成人員受傷或其他損失。
眾所周知，C919的發(fā)動(dòng)機(jī)一共有兩種適配型號(hào)，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(dòng)機(jī)。在CJ-1000尚未投入使用時(shí)，C919使用前者，但是由前段時(shí)間的報(bào)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(fēng)作浪，動(dòng)了手腳？下面就分別介紹民航制動(dòng)的原理以及Leap-1C在技術(shù)上的創(chuàng)新與不足。
民航客機(jī)的制動(dòng)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(jī)上，通常有2 - 4塊減速板，它們通常對(duì)稱地布置在機(jī)身或機(jī)翼上，在閉合位置上緊貼飛機(jī)機(jī)體。當(dāng)需要增加阻力時(shí)，由液壓作動(dòng)力使減速板開啟一個(gè)角度，增加飛機(jī)的迎風(fēng)面積并破壞飛機(jī)流線形，對(duì)空氣形成增阻和擾流的作用，使飛機(jī)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(jī)著陸時(shí)，液壓作動(dòng)筒使反推整流罩的移動(dòng)套筒后移，帶起阻流門，露出格柵段，堵住風(fēng)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(jī)著陸后可較快的減速，縮短了著陸距離并使客機(jī)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(dòng)式以及折流門式。從制動(dòng)效率和燃油經(jīng)濟(jì)性看，折流門式效率最高，因此現(xiàn)在絕大多數(shù)機(jī)型均采用折流門式反推。
值得注意的是，因渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)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(dāng)然也有例外，如環(huán)球霸王C17運(yùn)輸機(jī)，它采用了F117-PW-100發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)最大的特點(diǎn)就是內(nèi)外涵道皆有反推，因此強(qiáng)大的反推性能使得它可以短距起降。
機(jī)輪剎車系統(tǒng)（AirCraft Wheel and Brake System）
機(jī)輪剎車系統(tǒng)是民用飛機(jī)地面減速中最關(guān)鍵的一部分，決定了飛機(jī)的著陸安全。飛機(jī)機(jī)輪剎車系統(tǒng)包括兩部分產(chǎn)品，一部分是剎車機(jī)輪，有時(shí)簡稱為機(jī)輪，一部分是剎車控制系統(tǒng)，也簡稱為剎車系統(tǒng)?；诒酒诘闹黝}，以及筆者技術(shù)有限，關(guān)于機(jī)輪剎車系統(tǒng)，我們就不再贅述。
以上三種制動(dòng)方式中，主要還是依靠機(jī)輪制動(dòng)，減速板和反推只不過是輔助，其主要作用還是在機(jī)輪觸地后破壞空氣流動(dòng)，以讓機(jī)輪能緊貼地面，以起到有效制動(dòng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)組件與吊掛相連采用的是滑軌的形式，同時(shí)作為整體“O”形結(jié)構(gòu)。O型反推裝置不僅明顯改善了涵道中的氣流流動(dòng)，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗，它的O形結(jié)構(gòu)反推增加了反推效率，使得飛機(jī)可以在更短距離內(nèi)減速。O形反推是未來反推技術(shù)的趨勢(shì)，例如波音787、波音747-8等使用的Genx反推也是O型結(jié)構(gòu)。同時(shí)，1C反推折流門還是由 E-TRAS 電作動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的形式，與同系列的1a、1b的液壓驅(qū)動(dòng)門不同，大幅提升了響應(yīng)時(shí)間，降低了反推裝置的重量。
問題與不足
發(fā)動(dòng)機(jī)的組成可以粗略地劃分為核心機(jī)與短艙，短艙是反推裝置與非核心機(jī)器件所在的位置，而核心機(jī)是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟。Leap-1C的核心機(jī)與Leap-1A（A320neo家族）幾乎一致，既然如此，再加上1C運(yùn)用了如此之多的新技術(shù)，理應(yīng)比同級(jí)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(duì)1C進(jìn)行了大幅度的降級(jí)，復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣被替換為傳統(tǒng)的高溫合金機(jī)匣，高低壓渦輪的陶瓷基復(fù)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(yuǎn)比技術(shù)革新所減輕的要大許多，使得原本燃油經(jīng)濟(jì)性三者領(lǐng)先的1C，推重比卻是三款系列中最差的。同時(shí)，技術(shù)上的創(chuàng)新并不意味著初期暢通無阻，在實(shí)際應(yīng)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(dǎo)致的問題，這代表創(chuàng)新，仍需扎扎實(shí)實(shí)。
結(jié)語
誠然，1C在技術(shù)上的革新引人注目，但是因?yàn)槿涨爸忻狸P(guān)系的焦灼，美國對(duì)華的限制愈演愈烈，甚至還在合作領(lǐng)域上動(dòng)手腳。許多國家都希望自己有著獨(dú)門技術(shù)，在航空領(lǐng)域大放異彩。然而，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)并非易如拾芥，沒有良好的資金投入與技術(shù)，只能顧此失彼，這項(xiàng)艱難的任務(wù)是不可能完成的。
隨著我國科技的進(jìn)步，中航商用航發(fā)也推出了自研的CJ系列發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然一定程度上借鑒了cfm56的技術(shù)，并且CJ1000的經(jīng)濟(jì)性差一些，但最起碼從生產(chǎn)到設(shè)計(jì)真正完成了獨(dú)立設(shè)計(jì)，在中國民航領(lǐng)域中無疑實(shí)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(jī)也能在航空領(lǐng)域上大方色彩。
參考文獻(xiàn)
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