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CFM56航空發動機，一種由CFM國際制造的高涵道比渦輪風扇發動機，是一種飛機發動機。

20世紀60年代，西方國家航空發動機領域由美國普拉特·惠特尼公司，通用電氣和英國羅爾斯·羅伊斯公司主導，后來法國的斯奈克瑪公司與通用電氣公司合作成立CFM國際公司開發新型發動機。1974年6月，兩臺CFM56-2發動機分別在通用電氣和斯奈克瑪公司開始進行地面試車臺考核實驗，這是CFM56家族系列中的初始型號。1979年7月，CFM國際公司和普惠公司同時開始研制新的發動機：1979年11月，CFM56-2發動機在美國改裝的波音707-320上首飛，累計飛行130小時，同時在法國的"快帆"飛行臺上完成了必要的試驗；1981年3月推出CFM56-3發動機、CFM56-5A于1987年8月取得適航證、CFM56-7于1996年10月取得適航證。

CFM56發動機由風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪、噴尾管、反推裝置等部件構成，其動力分配主要是風扇排氣提供78%的推力，次要是渦輪排氣提供22%的推力，同時驅動附件齒輪箱，其家族成員的推力介于18,000至34,000磅之間。使用于波音737、空客A320/A340等機型，同時用于KC-135R加油機等軍用平臺，是世界上使用最為普遍的渦輪風扇發動機之一。

發展歷程

研發背景

20世紀60年代，西方國家的航空公司所采用的商用發動機基本由英國、美國供應，其中美國占有絕對優勢，當時西方航空發動機領域的三大巨頭，即美國普拉特·惠特尼公司，通用電氣和英國羅爾斯·羅伊斯公司，聯手分割并霸占了商用發動機領域，形成了三足鼎立的格局，他們在互相競爭的同時又彼此結成同盟，聯合制定商用航空發動機制造行業法規，層層設置障礙，將其他潛在競爭對手拒之門外。西歐各國看到世界空運的繁榮前景，認為70%應該屬于中短程航線，他們有意與美國爭奪這個范圍的民航飛機市場，法國斯奈克瑪公司經過形勢分析和研判之后，毅然決定進軍民用發動機領域，而這一政策在當時得到了法國政府的大力支持。

雖然斯奈克瑪公司在軍用發動機領域已經有了一定的基礎，但在商用發動機方面還是毫無經驗，由于發動機研制需要極大的資金投入，一旦項目失敗就可能血本無歸，所以在普惠公司、羅·羅和通用三大巨頭之間，斯奈克瑪公司決定選擇通用公司（GE）進行合作。CFM56發動機是圍繞GE公司的F101軍用發動機的核心機來設計的。核心機是噴氣發動機的“心臟”，是發動機設計中最困難的部件。CFM56發動機采用已有設計可以大大節省研制費用。

為了啟動項目，GE要將F101運到巴黎附近的斯奈克瑪公司的工廠，從兩家公司來的工程師們將在那里裝配和試驗第一臺全尺寸CFM56發動機。F101是當時美國最先進的發動機，又是軍用發動機，出口需要得到美國政府的批準，而美國國防部因為擔心技術外泄，在1972年初拒絕批準該項申請。在申請被拒絕后，GE并沒有馬上撤銷該項目，而是通過尼克松的科學顧問E．戴維要求政府重新審查。為此，美國政府成立了由G．韋思(美國國際經濟政策委員會成員)和 B．威廉·安德斯(阿波羅8號航天員，美國國家航天委員會成員)等人組成的“GE— SNECMA工作組”來研究這個問題。工作組首先聽取了GE負責飛機發動機項目的副總裁吉哈德·紐曼的匯報。吉哈德紐曼認為，CFM56會創造巨大的出口機會和上千個工作崗位，并且風險可控。在項目的全過程中，斯奈克瑪公司會將核心機作為‘‘黑匣子”來處理，它在物理上是密封的。但美國國防部堅決不同意，認為這個項目肯定有風險。美國國防部認為， CFM56成功后會損害美國國家安全，因為這樣做會從整體上損害美國軍用噴氣發動機的工業基礎，也就是把普惠公司置于危險的境地。

1972年7月，申請遭到拒絕。一個月后，韋思去巴黎參加一個與航空無關的經濟研討會。在此期間，他突然靈機一動，也許一個簡單的改變就可以解決這個難題，只要將發動機一體化和首次試驗從巴黎移到美國俄亥俄州的GE工廠，在那里進行技術交換，風險就消除了。韋思認為，在地理位置上作出調整，CFM56項目就能夠進行下去。經過協商，幾周后GE提交了一份新的申請。在這份新的申請中，通用電氣建議合作可以安排成讓斯奈克瑪公司把密封的核心機作為“黑匣子”來處理，由GE公司供給完整的核心機，按照需要了解的基礎交換資料。此外，改由GE公司負責系統一體化實施，并且民用F101的核心機設計參數將降低到不超過CF6的水平。然后，GE進一步建議美國國務院和商務部監督資料交換，以保證符合美國政策。

在這份新的申請中，還增加了兩個細節：一個是GE為F101發動機向政府支付8000萬美元的特許稅；另一個是法國承諾，不謀求對美國賣給歐盟的航空航天產品征收進口稅。美國政府部門關于這項新計劃的辯論將這件事拖延到了1973年。過了一段時間，韋思在白宮西樓偶然遇到時任財政部長霍華德·舒爾茨，并向他簡要說明了新途徑，舒爾茨表示可以接受并會支持。1973年5月18日，工作組向時任國務卿基辛格和財政部長奧拉夫·朔爾茨匯報，建議批準該項目，并進一步向時任美國總統尼克松作了匯報。1973年5月30日，尼克松和時任法國總統蓬皮杜要舉行雙邊峰會，CFM56項目列在日程表上。在進行會議準備的過程中，尼克松說，他期待的是政治討論，但是他被“某種噴氣發動機”的事打了岔。尼克松駁回了所有反對意見，按照工作組的建議批準了該項目。當日，尼克松與蓬皮杜聯合宣布了此決定。1973年6月4日，亨利·基辛格代表尼克松發布了220號國家安全決策備忘錄，正式批準該合作項目。于是，GE和斯奈克瑪公司于1973年9月恢復了合作，1974年9月28日正式成立了CFM國際公司。

項目歷程

CFM56-2

1974年6月，兩臺CFM56-2發動機分別在通用電氣和斯奈克瑪公司開始進行地面試車臺考核實驗；1974年9月，斯奈克瑪和通用公司通過CF6-50發動機和F101發動機兩個項目的成功合作后建立了對彼此的信任，經過時任法國總統蓬皮杜和時任美國總統尼克松以及美國國防部的協商，通用電氣與斯奈克瑪公司正式成立了雙方各承擔50%的責任、義務和風險，并且分享50%利益的合資企業——CFM國際公司，并以國防部的F101發動機的核心機為基礎，共同開發一種能夠滿足八十年代飛機要求的高效率、低油耗、低噪音、低污染、85~155千牛推量級、大涵道比的渦輪風扇發動機，但是由通用電氣完全負責F101發動機的核心機部分；1979年11月9日，CFM56-2發動機獲得美國FAA和法國民航管理局DGAC的適航證，它是CFM56家族系列中的初始型號。

此時，通用電氣公司雖然在TF39基礎上發展了CF6-6和CF6-50 兩款產品，在寬體客機市場獲得了可觀的市場份額，但單通道飛機發動機市場幾乎被普惠所壟斷，當時的波音707和道格拉斯DC-8裝配的都是JT3D發動機。盡管兩家發動機制造商都已經意識到，高涵道比渦輪風扇發動機未來市場潛力巨大，但研制高涵道比渦扇發動機難度大，技術風險高。此外，當時研制一款推力在100千牛的發動機研制經費高達10億～15億美元，單獨一家公司很難承受如此巨額的研制成本。經過艱苦的談判后，1974年通用電氣與斯奈克瑪公司簽訂協議，雙方成立平股合資公司CFM國際公司，共同研制新一代航空發動機。在母公司的支持下，CFM很快研發出中等推力、高涵道比的CFM56渦扇系列發動機。

1977年，美國空軍對KC-135空中加油機的發動機替換方案公開招標。這一合同涉及超過600架飛機的發動機替換，對CFM56計劃有極重大的意義。在民用領域，1982年4月24日，美國達美航空以第一架使用CFM56-2發動機為動力的麥道DC-8-71飛機開啟了歷史性的商業運營，航線從亞特蘭大到佐治亞州的薩瓦那。

當CFM56-2發動機問世之后，給飛機制造商、東航浙江公司及部隊用戶提供了一個擇優選擇的機會。由于CFM56-2發動機采用了先進的單元體設計和視情維護理念，耗油率、污染排放物和噪聲都大為降低，發動機整體性能和可靠性得到了大幅度提高，西方各大航空公司和部隊用戶對CFM56-2發動機的整體性能非常滿意，根據兩種發動機的對比結果，他們紛紛選擇了CFM56-2發動機，要求將其所擁有飛機的發動機換成CFM56-2發動機。

CFM56-3

1964年，波音公司為了滿足市場100座級中短程飛機的迫切需要，開始了波音737系列飛機的研制，該型號飛機初始型號737-100/200都是選裝普惠公司的JT8D發動機。當CFM56-2發動機擊敗JT3D之后，通用電氣和斯奈克瑪公司決定下一步跟普·惠公司爭奪737飛機發動機的訂單；1981年3月，CFM國際公司與波音公司簽署了發動機專項應用研究開發合同，共同推出一款專門以CFM56-3發動機為動力的飛機，即737-300。由于傳統設計的737只能裝配低涵道比發動機，它的兩翼距地面較低，因此，737的翼展下不能完全容納CFM56-3整個發動機。為了贏得訂單，CFM國際公司做出了一個冒險的決定，一方面，減少渦輪風扇發動機的大小。附件機匣、附件、機械艙從正下方移到發動機兩側，最終形成了經典的非圓形式，即經典的非圓外殼設計。

CFM56-5

1979年7月，空中客車公司宣布了150座級雙發單通道中短程客機空中客車A320的設計方案，為了搶奪A320的市場，CFM國際公司和普惠公司同時開始研制新的發動機；1983年9月，普·惠和羅·羅公司、日本航空航空發動機公司、德國摩天宇和意大利菲飛特公司聯合成立了國際航空發動機公司IAE，共同研制生產V2500發動機90。CFM國際公司則于1984年9月開始研制一款新型發動機，即CFM56-5A；1987年8月，CFM56-5A取得適航證，而V2500在1988年才取得FAA頒發的型號適航證，此時CFM56-5A已經提前了V2500一年的時間在空中客車A320飛機上投入使用，CFM國際公司也已經與空中客車公司簽訂了第二款CFM56-5B發動機的合作協議，并在后續的空中客車A321和A320上投入使用。

CFM56-7

波音公司的737系列飛機曾經備受用戶青睞，但在20世紀80年代出現了走下坡路的趨勢。波音公司經過一番研究后得出結論：空客的A320系列飛機之所以能夠攻占原來屬于波音737飛機的市場，其中一個關鍵原因就是A320飛機上使用了許多先進技術，而這些先進技術領域里，發動機的技術突破則是重中之重，所以他們認為新一代的737飛機需要與CFM國際公司合作。

1993年，新一代波音737系列飛機和CFM國際公司新型發動機CFM56-7的研制工作同時開始，1996年10月新型號發動機CFM56-7取得美國聯邦航空局和法國民用航空管理局頒發的適航證。CFM56-7B發動機推力范圍為87~121千牛，增加渦輪進口溫度裕度以提高發動機在翼服役壽命，應用先進的熱力學循環原理以降低燃油消耗，使用了全新的鈦合金的直徑為1550毫米的寬弦風扇葉片，高壓渦輪葉片使用的是高溫高強度的N5單晶合金，以及由通用電氣不斷改進和研發的高壓核心機技術，這些新科技的實施都得益于應用了當時最先進的三維空氣動力學設計技術。為了滿足環保要求，CFM-7B發動機還提供了讓控制污染排放性能更佳的雙噴頭燃燒室。1997年2月，波音737-700/ CFM56-7首飛。其后，波音737-800和波音737-900相繼選裝CFM56-7B型發動機，CFM56-7發動機是波音公司指定為新一代波音737飛機的唯一動力，此舉也進一步鞏固了CFM國際公司在航空發動機領域的領先地位。

持續發展

Tech56和技術插件

1998年，CFM國際為了適應波音和空中客車公司對新一代單通道飛機發動機的需求，啟動了“Tech56”計劃。這一計劃包括了大量新技術，并且可用于現有發動機。然而，波音和空中客車并沒有開發全新的飛機以取代737和空中客車A320的意愿，因此CFM國際決定將這一計劃中的部分技術以“技術插件”的形式配置于CFM56，從而改進燃油效率、維護成本和排放標準。技術插件計劃始于2004年，其配置包括重新設計的高壓壓氣機葉片、改進的燃燒室和渦輪部件。賽峰集團（CFM國際母公司）聲稱技術插件計劃能夠提供更高的燃油效率和更低的氮氧化物排放，同時減輕發動機磨損，進而降低5%左右的維護成本。配置了技術插件計劃的發動機（包括所有CFM56-5B和-7B發動機）于2007年投入使用，同時也可作為現有發動機的可選升級組件。

CFM56-7B“Evolution”

2009年，CFM國際宣布了對CFM56發動機的最新升級CFM56-7B“Evolution”，也作CFM56-7BE。這一升級和波音737的最新型號同時宣布，進一步改進了渦輪的空氣動力學特性和發動機的冷卻性能，并減少了零件總數。CFM國際預期這一升級能減少4%維護成本和1%油耗，而2010年5月完成的地面和飛行測試顯示油耗減少了1.6%。經過450小時的測試，CFM56-7BE在2010年7月30日取得了美國聯邦航空局和歐洲航空安全局的適航認證。

組成結構

風扇和低壓壓氣機

CFM56系列使用單級風扇，大多數衍生型號使用三級低壓壓氣機，CFM-5B和-5C系列使用四級低壓壓氣機。低壓壓氣機通過低壓軸由低壓渦輪驅動，負責在氣流到達高壓壓氣機之前的初步壓縮。

CFM56首先使用了在不拆卸發動機的條件下可更換的風扇葉片，這一特性對鳥擊等只需要更換數個葉片的情況特別有用；CFM56的風扇直徑隨型號不同而改變，并直接影響發動機表現。例如，CFM56-2和CFM56-3低壓軸的轉速相同，而CFM56-3系列風扇直徑更小，葉梢速度更慢，使得風扇葉片工作效率更高，最終減少了約3%的單位推力燃油消耗。

風扇

CFM56-3的風扇由38片Ti/TA6V鈦合金做的實心、帶中間凸肩的風扇葉片，取代了CFM56-2型中的46片帶冠葉片，葉身高為368mm，根部為燕尾形榫頭，其安裝方式同于CFM56-2型，雖然葉身上帶有減振的中間凸肩，但在使用中葉片中振動應力仍大。因此，1989年12月起在根部加裝減振塊，利用減振塊與葉片中間根間的相互干摩擦減振，將振動應力減低。據俄羅斯的研究表明,采用干摩擦的減振塊后,能將葉片的振動應力降低60%左右,減振效果甚佳。羅·羅公司的RB211-535E4、TRENT等發動機等的高壓渦輪葉片(帶冠)中,也裝有類似結構的減振塊。在CFM56-5型上，沿用了CFM5-3型的這種減振塊。

CFM5-3型的風扇輪盤做了較大的改動，與輪盤做成一體小軸，在2型中是由盤前緣向前伸的。因此，風扇軸是穿過盤孔與小軸相連接的；小軸是由輪盤后緣向后伸出的，因此風扇軸是在輪盤后端與小軸相連接，不需穿過盤心，這樣盤心的孔徑可以小些，相應地輪盤厚度可以薄些。固定在輪盤前緣的進氣錐做成兩段，后段用 RR58/AU2GN鋁合金做成，用后安裝邊與輪盤相連，并作為風扇葉片的前擋環，防止葉片由前端逸出。前錐是用KINEL5504復合材料做成的錐形薄殼件，它與后段用過盈配合并用螺釘連接。

全錐形進氣錐具有較好的防冰能力，但是砂石、雨水和碎冰等外物易于進入核心部分，在CFM563出現幾次飛機遇到大雨造成空中停車事件后，除了采取其他措施外，對前錐的形狀進行了試驗研究，結果發現如果前錐做成橢圓形，有利于將外物甩向外涵道，因此1991年2月將前錐改成橢圓形。這兩種形式的前錐同時在使用中的發動機存在，新生產的發動機則按橢圓形前錐生產。GE90采用了類似的前橢后錐的結構。為了使人們容易發現發動機是否在工作，于1984年5月起，在進氣錐上加涂一白色螺線形條帶。

高壓壓氣機

CFM56的所有型號均使用了九級高壓壓氣機。其較為緊湊的設計成功控制了發動機的重量和軸承、油路系統的復雜度。在CFM56系列發展中，盡管Tech56計劃中的六級設計并沒有得到應用，其2007年技術插件計劃對高壓壓氣機葉片的空氣動力學特性進行了改進，并應于其產品之上。

燃燒室

CFM56的大多數早期型號均使用單環形燃燒室。在燃燒室中，燃料被持續混合進氣流之中并被點燃，使得氣流的壓力和溫度升高，產生推力。也有型號使用管形燃燒室或環管形燃燒室。1989年，CFM國際開始引入雙環形燃燒室，這一設計包含一個在高推力時使用的新的燃燒區域，降低了氮氧化物和二氧化碳的排放。這一設計在1995年投入使用，首先應用于技術插件計劃改進的CFM56-5B和-7B系列。

通用電氣在Tech56計劃中還開發了一種名為雙環腔預混渦流器（TAPS）燃燒室的新技術。這一設計保持了雙環形燃燒室分區燃燒的優點，同時通過預混流使空氣和燃料達到理想的混合比，從而進一步減少氮氧化物的排放。應用了這一技術的CFM56-7B發動機比使用單環形燃燒室和雙環形燃燒室的發動機效率分別提高了46%和22%。TAPS的分析工具也被用于改進部分-5B和-7B系列發動機上的單環形燃燒室。

渦輪

CFM56的所有型號均使用單級高壓渦輪，并由高壓壓氣機流出的空氣冷卻。在部分型號中，高壓渦輪葉片是從高溫合金單晶材料生產出來的，具有高強度和蠕變抗性。CFM56的大多數型號使用四級低壓渦輪，-5C系列使用五級低壓渦輪。這一變化是為了驅動-5C系列更大的風扇。Tech56計劃也對渦輪進行了改進，包括葉片的空氣動力學特性優化，使所需的葉片數減少20%，從而減輕了發動機自重。部分Tech56計劃中對渦輪的改進被加入技術插件計劃，其后又在CFM56-7BE計劃中得到升級。

尾噴管

CFM國際在最初設計時即測試了混合式和分離式尾噴管，大部分型號的CFM56發動機使用了分離式尾噴管，而只有為A340設計的高推力型CFM56-5C使用了混合式尾噴管。通用電氣和斯奈克瑪公司還測試了雪佛龍股份有限公司型尾噴管減小噪音的效果。風洞試驗和飛行試驗發現這一設計能在起飛階段減小1.3分貝的噪音，因此作為可選組件安裝于提供給空中客車A321的發動機。

反推裝置

CFM56支持數種反推裝置。用于空中客車公司型號的CFM56-5系列發動機使用花瓣型反推裝置，當反推裝置啟動時，導流葉片張開，將通過涵道的空氣轉向外部，并產生反推力。

技術參數

CFM56-2系列

CFM56-2系列是CFM56的原始型號。CFM56-2由一臺44個葉片的單級風扇、由四級低壓渦輪驅動的三級低壓壓氣機、由單級高壓渦輪驅動的九級高壓壓氣機和環狀燃燒室組成。

CFM56-3系列

CFM56-3系列是CFM56的第一種衍生型號，專門為第二代波音737設計，靜態推力介于18,500至23,500磅之間。CFM56-3系列的風扇直徑比-2系列減小至60英寸，但是保留了原始發動機布局。新的風扇主要衍生自通用電氣CF6-80發動機而不是CFM56-2。同時，CFM56-3的助推器被重新設計以適應新的風扇。

CFM56-4系列

作為CFM56-2系列的改進型，CFM56-4系列最初計劃是作為A320家族設計的發動機，可以產生25,000磅的推力。CFM56-4系列設計上的更新包括直徑68英寸的風扇，新的低壓壓氣機和全權數字發動機控制裝置。

CFM56-5系列

CFM56-5系列是專門為空中客車公司飛機設計的發動機，其推力介于22,000至34,000磅之間。這一系列主要包括三種截然不同的子型號CFM56-5A/B/C。這一系列引入了全權數字發動機控制裝置和新的空氣動力學改進，可用以區別于波音飛機使用的姊妹型號。

CFM56-5A系列

CFM56-5A系列是CFM56-5系列的最初版本，為短程至中程的空中客車A320家族設計，衍生自CFM56-2和CFM56-3系列，推力介于22,000至26,500磅之間。得益于在空氣動力學上的改進，例如新的風扇、壓氣機和燃燒室，這一系列發動機相對之前型號能夠減少10-11%的油耗。

CFM56-5B系列

為了適應空中客車A321的需求，CFM56-5B系列在-5A系列上進行了改進，推力能夠達到22,000至33,000磅之間。這一型號同時也能使用于其他A320家族成員（空中客車A318/空中客車A319/A320）并能取代CFM56-5A。其最顯著的改進是一個能減少氮氧化物等污染物排放的雙環形燃燒室，新的風扇，更長的風扇外殼和新增的第四級低壓壓氣機。CFM56-5B系列是在空中客車上使用最廣泛的CFM56發動機。

CFM56-5C系列

CFM56-5C系列是CFM56家族中推力最大的型號，推力可達31,200至34,000磅。這一系列用于空中客車A340的早期型號A340-200和A340-300上，于1993年投入服務。主要的變化是更大的風扇，第五級低壓渦輪和CFM56-5B型號中的四級低壓壓氣機。CFM56-5C系列不同于所有其他型號的CFM56，使用了混合式尾噴管，工作效率略有提高。

CFM56-7系列

CFM56-7系列是用于波音737NG（737-600/700/800/900）和波音公司公務機（BBJ）的型號，起飛推力介于19,500至27,300磅之間。相比其前驅型號CFM56-3系列，-7系列有更高的推力范圍，較高效率和較低維護成本。這一系列引入的新特性包括全權數字發動機控制裝置，雙環形燃燒室（可選）和改進的內部設計。

服役狀態

CFM56航空發動機多被應用到空客A318ceo（24,500 – 32,900 磅推力）、空客A319ceo（23,000 – 28,000 磅推力）、空中客車A320ceo（27,980 – 30,000 磅推力）、空中客車A321ceo（27,980 – 30,000 磅推力）、波音下一代 737（24,500 – 32,900 磅推力）、波音 AEW&C（23,000 – 28,000 磅推力）、波音 P-8 海神（27,980 – 30,000 磅推力）等航空飛機上。

截至2017年11月，CFM國際公司的CFM56發動機機隊的累計飛行循環已突破5億個，自首架由該發動機提供動力的DC-8-71飛機于1982年4月投入商業運營以來，該發動機已累計完成了近9億飛行小時。有超過24000臺CFM56發動機由全球的560家民用和軍用運營商運營；CFM已交付了31000多臺發動機，CFM56-5B發動機的飛行循環已超過1億個，自1996年為空中客車A320ceo飛機提供動力以來，已完成1.8億飛行小時；自1998年以來，CFM56-7B發動機已累計完成了1.7億循環及3億多飛行小時。

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