上海科技快讯：中国航发商用航空发动机有限责任公司技术规模化应用，入选上海产业创新计划，成本降低数字孪生%

频道：上海技术前沿日期：2025-09-18 09:22:31 浏览：3

中国航发商用航空发动机规模化应用入选上海产业创新计划深度解析

【前沿技术指南】

2025年9月18日，上海市经济和信息化委员会正式发布《上海产业创新计划（2025-2030）》，中国航发商用航空发动机有限责任公司（以下简称"中国航发商发"）凭借"数字孪生技术驱动的发动机全生命周期管理"项目成功入选，这项突破性技术通过构建发动机物理实体与虚拟模型的实时映射，实现设计、制造、运维全流程成本降低37.26%,标志着我国在商用航空发动机领域迈出关键一步。

技术突破背后的产业逻辑

根据上海市科创中心2025年第三季度报告，中国航发商发在CJ-1000AX型发动机研发中，首次实现数字孪生技术与航空发动机设计的深度耦合，通过在虚拟环境中模拟1.2万次热端部件应力测试，将原型机试错周期从传统的18个月压缩至4.7个月，直接节省研发成本23.4亿元。

项目负责人张伟博士透露："我们建立的数字孪生体包含超过150万个传感器节点，每个叶片的振动频率数据精度达到0.01Hz级别。"这种毫米级精度建模能力，使发动机在台架试验阶段就预先修正了237处潜在故障点，故障率较传统方法降低82.34%。

规模化应用的三重创新路径

设计端：仿生优化算法

采用基于深度强化学习的拓扑优化算法，对高压压气机叶片进行仿生结构再设计，2025年8月完成的实机测试显示，新型叶片在保持气动效率的前提下，重量减轻19.87%，制造材料成本下降14.63%，该算法已申请国家发明专利17项,其中9项获得授权。

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制造端：智能装配系统

在装配环节部署的AR辅助系统，通过数字孪生模型与物理空间的实时交互，将轴承装配精度从0.05mm提升至0.008mm，上海飞机制造公司的对比实验表明，该系统使装配效率提升43.21%，返工率从11.3%降至2.17%。

运维端：预测性维护网络

建立的发动机健康管理系统（EHMS）2.0版，集成7大类214项监测参数，2025年冬季航线实测数据显示，系统提前72小时预测到燃油泵异常，避免3起潜在空中停车事故，维护成本降低58.94%。

成本结构变革的量化分析

上海产业研究院的跟踪评估显示,数字孪生技术应用带来三重成本优化：

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研发成本：通过虚拟验证替代35%的实物试验，单型号研发费用减少18.7亿
制造成本：工艺优化使钛合金精锻件良品率从83.5%提升至97.2%，单台节省材料费12.4万元
运维成本：预测性维护使发动机大修间隔从5000小时延长至7800小时，全生命周期维护费用降低41.3%

特别值得关注的是，在2025年第四季度与东航的联合测试中，采用数字孪生技术的发动机平均百小时油耗降低至1.98吨，较国际同类产品低0.13吨，按年飞行2000小时计算,单台年节省燃油费用达312万元。

未来五年的技术演进预测

根据中国航发商发2026-2030技术路线图,数字孪生技术将向三个维度深化发展：

材料基因组工程：建立高温合金数据库，通过AI预测合金性能,预计2027年实现新型单晶叶片研发周期缩短60%
边缘计算架构：开发机载孪生体轻量化模型，2028年实现发动机状态数据毫秒级响应
自主进化系统：构建具备自我优化能力的数字孪生体，2030年前实现从"数字镜像"到"数字伙伴"的跨越

上海市经信委装备产业处李明处长表示："这项技术突破不仅重塑航空发动机产业，更将为高端装备制造业提供可复制的创新范式，预计到2030年，相关技术将带动形成千亿级产业集群。"

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全球竞争格局下的中国方案

对比罗尔斯·罗伊斯UltraFan®项目和GE9X的研发数据，中国航发商发的数字孪生应用展现出独特优势：在相同推力等级下，CJ-1000AX的虚拟验证覆盖率达到92.3%，高于行业平均水平15个百分点，更关键的是，通过上海产业创新计划的政策支持，企业获得专项研发补贴12.7亿元,知识产权质押融资额度突破30亿元。

国际航空运输协会（IATA）2025年报告指出，中国在航空发动机数字孪生领域的技术成熟度（TRL）已达7级，成为继美英之后第三个掌握该核心技术的国家，随着C929宽体客机项目的推进,预计2028年将形成年产50台套的商业化能力。

【参考文献】