国産初の大型旅客機エンジン検証機が完成、3Dプリント燃料ノズル搭載

現在、航空宇宙分野における3Dプリントの最大の応用事例は、GEの3Dプリント航空機エンジン燃料ノズルです。このために、GEはConcept Laserとrcamという2つの金属3Dプリント会社を買収し、数百台の金属3Dプリンターを購入して昼夜を問わず印刷し、毎年4万個の3Dプリント燃料ノズルを生産しています。 GE は、その甘さを味わった後、3D プリントを通じてエンジン全体を再設計し、製造し始め、非常に良い結果を達成しました。

△GE Aviation 3Dプリントエンジン燃料ノズル<br /> 最近、南極熊は中国がついにこの点で突破口を開いたことを知った。工業情報化部が2017年12月29日に公式サイトで発表したところによると、わが国初の大型旅客機エンジン検証機（CJ-1000AX）の初号機完成機が12月25日に上海で組み立てられた。同日、エンジンの中核機が上海で設計速度の100％で安定稼働を達成した。最初の検証機は、3Dプリントされた燃焼室燃料ノズルを含む多くの重要な技術で画期的な進歩を達成しました。アンタークティック・ベアは、中国の3Dプリント燃料ノズルを高く評価したい。

△工業情報化部ウェブサイトのスクリーンショット<br /> 上海で初の大型旅客機エンジン検証機（CJ-1000AX）が組み立てられ、中国初の民生用大バイパス比ターボファンエンジン検証プラットフォームが確立され、その後の研究開発作業の強固な基礎が築かれました。
CJ-1000AXは中国商用飛行機集団（CAEC）によって開発され、直径1.95メートル、長さ3.29メートルである。構造が複雑で製造が難しく、ファン/ブースト段、コアエンジン、低圧タービン、補助伝動ケーシング装置などで構成され、約35,000個の部品で構成されています。

中国航空エンジン公司商用エンジン会社は「主力メーカーとサプライヤー」の開発モデルを採用し、24台の試作に共同で参加しました。チタン合金のワイドコードと高中空比のファンブレード、アルミニウム合金の大型薄肉ファン格納ケース、 3Dプリント燃焼室燃料ノズルなど、多くの重要な試作技術で相次いで突破口を開きました。同時に、大口径長軸ユニットの水平組み立ての技術的困難も克服し、18か月で最初の完成機の試作と組み立てを完了しました。
△最初に組み立てられたCJ-1000AX機（出典：工業情報化部のウェブサイト）
また、工業情報化部のウェブサイトは同日、25日に上海で大型旅客機エンジン検証機（CJ-1000AX）のコアエンジンが設計速度の100％で安定稼働を達成し、その後の徹底的なテストと検証に強力なサポートを提供したと報じた。

コアエンジンは高圧コンプレッサー、燃焼室、高圧タービンおよび関連システムで構成されており、実際の作動温度、圧力、速度は極めて高く、その技術的な複雑さと難しさは機械分野で最高レベルです。コアエンジンテストの主な目的は、各コンポーネントと関連システムの性能、機能、互換性を検証し、問題を事前に明らかにし、機械開発全体のリスクを軽減することです。

コアエンジンテストは39日間にわたり、合計46回のテストランを実施し、コアエンジン部品と関連システムの性能、機能、互換性を予備検証した。また、圧縮機ブロック推定、燃焼室点火予測、タービン運転状態分析、中国で初めて開発された「骨格特性」性能シミュレーションモデルなどの技術も検証し、コアエンジン研究開発システムを効果的に補完し、充実させた。
△現在C919に使用されているLEAP-1Cエンジンは、米仏合弁のCFMインターナショナル社が開発した。（写真提供：Flightglobal）
海外航空メディアFlightglobalは、WeChat公式アカウント「二機動力制御」によると、CJ-1000エンジンの成功はCFMインターナショナル（米GEと仏サフランの合弁会社）のLEAP-1Cエンジンに商業的影響を与えると考えている。現在、C919エンジンの動力エンジンはLEAP-1Cエンジンのみである。
△LEAP-1Cエンジン関連データ（データソース：サフラングループ公式サイト、Guancha.com中国語翻訳）
また、外観的には、CJ-1000AXの直径は1.95メートル（76.8インチ）、長さは3.29メートル（10.7フィート）です。比較すると、Leap-1C は直径 1.98 メートル、長さ 3.32 メートルです。 CJ-1000AX の長さが短いのは、Leap-1C と比較して低圧タービンに 1 段の回転ブレードを使用する設計によるものと考えられます。そのため、CJ-1000AX の低圧タービンは 6 段ですが、Leap-1C エンジンは 7 段です。

Flightglobalはまた、中国は商用エンジンにおける先進技術の応用において、依然として西側諸国との間に大きな隔たりがあると考えている。その典型的な例として、CJ-1000Aのファンシステムは、米国のプラット・アンド・ホイットニー社のようなギア伝動構造を採用しておらず、CFM社が採用している炭素繊維複合材のファンブレードも採用していない。その代わりに、英国ロールスロイス社タイプの中空チタン合金のワイドコードファンブレードを採用している。

エンジンはこれまでずっと我が国の航空産業の発展を制限する主なボトルネックであり、我が国が大型旅客機を開発する上での欠点であった。「中国の心」の問題を解決できなければ、我が国の航空産業は完全かつ独立したシステムとは言えない。そのため、我が国は大型旅客機プロジェクトを開始した直後に、国産旅客機用動力システムの開発に取り組むAVIC商用エンジン株式会社を設立しました。

ビッグ・エアクラフト誌の以前の報道によると、2014年中国航空推進技術サミットフォーラムで、中国航空工業集団有限公司の設計研究センターの上級専門家である倪金剛氏が、参加した代表者らに国産エンジン開発の現状を紹介した。

倪金剛氏は、同社がCJ-1000AX検証機を開発中であると述べた。現在の計画では、2018年に検証機の開発とテスト走行を完了し、同時に部品、システム、プロセス、材料などの技術を複数回にわたって継続的に改善し、エンジンがC919大型旅客機の技術要件を満たすことを確保する予定である。順調に進めば、2022年にはCJ1000-AエンジンがC919大型旅客機に搭載され、2026年までにCJ1000-BエンジンがC919航続距離延長機に搭載される予定だ。

シリーズ開発と耐空証明に関しては、中航商用飛行機は、狭胴機向けCJ-1000シリーズについては2018年に検証機体基準を達成し、2022年から2025年の間に耐空証明を完了する予定である。広胴機向けCJ-2000シリーズについては、2020年に技術事前研究を完了し、2022年に試験検証機体基準を満たし、2025年から2030年の間に耐空証明を完了する予定である。小型リージョナルジェット機CJ-500シリーズについては、現在の市場需要が限られているため、短期的には発売されないだろうと倪金剛氏は述べた。

出典: Guanchazhe.com & 工業情報化省

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