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AES100

AES100 由中国航发动研所主导自主设计研发,中国航发南方工业有限公司牵头制造生产,是一款1000kW级先进民用涡轴发动机。其设计功率1100千瓦、首翻期3000小时,采用先进材料和功能部件,具有高效率、低油耗、长寿命、高安全性等优势,可满足双发5—6吨级直升机和单发3—4吨级直升机动力需求。

2016年,AES100发动机研制项目立项,2018年,AES100发动机完成首台样机试制,并通过新机整机试验的关键环节,中国航发动研所先后于2018年12月、2021年3月完成了AES100发动机PSP的签署及所有30份CP的批准工作。2021年7月27日,AES100发动机双发配装直升机首飞成功。2024年1月29日,AES100的整机结冰适航试验圆满完成,同年获颁中国民用航空局型号合格证,计划于2025年内取得PC证(生产许可证)。

该型发动机寿命、耗油率等技术指标达到国际第四代涡轴发动机技术水平,配有独立的健康管理系统。该型发动机是中国第一款自主创新研制的具有国际竞争力和完全自主知识产权的1000千瓦级先进民用涡轴发动机,对于开拓、发展和完善中国民用涡轴发动机研发体系和适航体系有着重要意义。2025年3月,中国首次公开AES100高空模拟试验。

历史沿革

2016年,AES100发动机研制项目立项,确认由中国航发动研所主导自主设计研发,中国航发南方工业有限公司牵头制造生产,目标是要利用八年半时间生产出中国第一型完全独立自主研制的民用涡轴发动机。2017年3月,中国航发湖南动力机械研究所抽调技术骨干,组成“铸心”新长征党员突击队,通过一次次仿真试验,朝着最理想的设计方案一点点精进。

2018年,AES100发动机完成首台样机试制,并通过新机整机试验的关键环节,即按程序磨合运转,顺利达到100%设计转速,实现转速达标,有效验证了发动机在全转速范围的压气机燃烧室燃气涡轮、动力涡轮、附件传动等部件和燃油控制、滑油、空气、电气等系统之间的匹配性,摸清了发动机转子动力学和振动变化规律。

中国航发动研所先后于2018年12月、2021年3月完成了AES100发动机PSP的签署及所有30份CP的批准工作,明确了局方和申请方在AES100全生命周期的协作关系、方式和原则,确定了AES100发动机适航符合性验证思路、适航符合性工作项及推进计划。2021年7月27日,AES100发动机双发配装直升机首飞成功,标志着中国民用涡轴发动机的自主研制迈出了坚实的一步。

2022年7月,AES100首家先锋用户签约仪式在京举行。中国航发动研所、南方公司与航天科技彩虹公司签订发动机采购合同,AES100发动机将为“彩虹”大型倾转旋翼无人机提供动力。

2024年1月29日,中国航空发动机集团发布消息,中国自主研制的AES100先进民用涡轴发动机的整机结冰适航试验圆满完成。该试验的成功标志着涡轴发动机适航技术取得重要突破,填补了国内空白。同年10月,AES100发动机还获颁中国民用航空局型号合格证。同年11月13日,中国航发在中国中国国际航空航天博览会上盛大召开了AES100产品发布暨通航动力产品推介会。

2025年3月,中国航空发动机集团专职总师单晓明表示,AES100会在2025年取得PC证(生产许可证),为以后的批产、应用打下基础。2025年3月,中国首次公开AES100高空模拟试验。

基本构造

AES100具备了当代先进涡轴发动机气动和结构布局特征,由“轴流+离心”组合压气机、环形回流燃烧室、双级燃气涡轮双级动力涡轮、附件传动等部件以及全权限数字式电子控制FADEC)系统和健康管理系统组成。其设计功率1100千瓦、首翻期3000小时,采用先进材料和功能部件,具有高效率、低油耗、长寿命、高安全性等优势,可满足双发5—6吨级直升机和单发3—4吨级直升机动力需求。

进气组件

AES100发动机的进气组件使用了进气机匣与滑油箱一体化的设计,管路内置。还具有集成进气防冰功能和滑油储油功能。

压气机

AES100发动机的压气机是组合压气机构型,采用了“驼背形”流道、宽弦叶片、“子弹头"叶型等三维先进气动设计,实现了宽转速范围的高部件效率和喘振裕度。具有可调导时、级间放气、抗外物损伤的特点。

燃烧室

AES100发动机的燃烧室是高温升短环回流构型,燃烧室创新地采用了多级涡流器和高质量小流量雾化喷嘴,可做到低污染排放。

燃气涡轮

AES100发动机的燃气涡轮使用了双级亚音速轴流构型,轴承共腔、环下供油,可冷却时片。燃气涡轮导向器采用了弯扭叶片构型工作叶片采用了高效率气膜冷却,通过多学科耦合优化,获得了高效率涡轮部件。

动力涡轮

动力涡轮采用双级轴流构型,前输出式动力涡轮,轴叶片包容。

控制系统

控制系统采用全权限数字式电子控制系统,可使用健康管理系统。可抗高油污染。

附件传动单元体

附件传动单元体采用集成化小型化附件设计,管路内置。低重量,高可靠性。

关键技术

AES100发动机突破了压气机涡轮部件高效率先进气动叶型、高品质燃烧室温度场控制、高收油效率轴承环下供油、低振动响应轴承共腔等关键技术,创新开展了结冰、包容、防火、最大不平衡、吞雨、吸冰、喘振、动应力测量等一系列适航关键技术研究。

应用领域

2022年7月,中国航发动研所、南方公司与航天科技彩虹公司签订发动机采购合同,AES100发动机将为“彩虹”大型倾转空中机器人提供动力。2035年,预计AES100发动机需求近3000台。

AES100发动机主要用于民用直升机,也能满足其在目前中国国内最高的民用机场——海拔4411米的稻城亚丁机场的使用需求。AES100以5~6吨级民用直升机动力需求为牵引,同时也适用于3吨级单发民用直升机,相对以往同类型发动机,油耗降低10%左右;使用寿命从1000小时提升到3000小时。

价值意义

AES100发动机的成功研发将进一步完善中国民用涡轴发动机研发体系和适航体系。以AES100为基础衍生的涡桨、涡轮风扇发动机和混合动力系统正在同步发展,将形成家族化、系列化融合发展的良好局面,促进中国民用航空发动机产业化发展。实现了中国先进民用航空发动机自主研制产品从无到有的历史性突破,将对掌握中国通用航空动力发展主动权,支持国家通用航空产业发展和航空应急救援体系建设,服务国家“低空经济”具有重要战略意义。对中国现代化产业体系建设意义深远。它不仅能提升航空产业核心竞争力,还将带动新材料、电子、智能制造等多领域协同发展,创造大量就业机会与经济增长点。

参考资料

我国首次完成整机结冰适航试验,涡轴发动机适航技术获突破.中国民用航空网.2024-01-30

强劲“中国心”,突破!AES100民用涡轴发动机达到适航要求.中国青年网-百家号.2025-03-16

打造更强劲“中国心”.中青报.2025-03-16

国产首型先进民用涡轴发动机正式发布.国家自然科学基金委员会.2025-03-16

国产首型,发布!达到国际先进水平.人民日报-今日头条.2025-03-16

中国航发:党员突击队 铸造中国“心”.中国青年网-百家号.2025-03-16

重磅,我国航发AES100发动机首飞成功(附结构视频).金属加工-微信公众平台.2025-03-16

重要突破!中国自主研制→.央视财经-微信公众平台.2025-03-16

计算所首个符合CCAR33部发动机适航审定产品完成鉴定.看航空-百家号.2025-03-07

中国航发官宣:自研AES100发动机首单签约 功率1000kW级.和讯网.2022-07-03

国产航空发动机适航验证取得突破 AES100发动机完成高空台燃油结冰适航符合性试验.中国民航网.2024-02-05

首次披露!神秘档案,代号“40号机”…….百家号.2025-03-18

AES100签约首家先锋用户 | 为“彩虹”大型倾转旋翼无人机提供动力.中国航发-微信公众平台.2025-03-16

铸心逐梦 通航致远 | 十型通航动力重磅亮相,百亿订单再显领军实力!.中国航发动研所-微信公众平台.2025-03-16

首飞+3!三款航空发动机今年进度条将继续刷新.央视新闻-今日头条.2025-03-07

国产民用涡轴发动机AES100将装配“彩虹”无人机.中国民用航空网.2024-01-30

中国航发研发的AES100 1000KW直升机发动机首飞成功.中国民用航空网.2024-01-30

中国航发自主研制的1000kW级先进民用涡轴发动机AES100首家先锋用户签约仪式在京举行.国家国防科技工业局.2025-03-16

我国第一型具有完全自主知识产权的先进民用涡轴发动机AES100在珠海发布.看航空-今日头条.2025-03-16

全国人大代表、中国航发动研所专职总师单晓明:发力航空发动机技术,为低空经济注入强劲动力.中国企业报-今日头条.2025-03-16