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原标题:美称中国将大力发展大型航空发动机可军民两用

浏览次数:75 时间:2019-06-19

  然而,中国已经瞄准这个最具挑战性的商业技术领域。进入这个领域要面临诸多障碍,但是也可能在销售和售后服务方面获得巨额利润;也可以确保中国具备自主制造大型军用飞机的能力,从而消除对外国发动机供应商的依赖。

  民用飞机发动机的研发具有重大军事影响,民用飞机使用的大涵道比涡扇发动机,在不经修改或稍微修改的情况下,便可用于装备包括空中加油机、运输机、空中预警机和其他大型军用飞机。美国的重要重型运输机(C-17和C-5)、空中加油机(KC-10和KC135)、预警机和其他飞机(E-3A和P-8A)都可以使用与民用飞机所用发动机基本相同的发动机。

图片 1 国产大型航空发动机亮相北京航展

  中国商用飞机有限责任公司希望生产2000架C919飞机,尽管首架飞机将使用外国发动机,中国希望能够在随后生产的飞机上使用国产发动机。《环球时报》2011年4月发表的一篇文章称,国产发动机将在2020年左右正式投入使用。

  商用航空发动机研发成功的必要因素

  即使在技术已经成熟的基础领域,资承包商提供的产品也可能出现严重的系统问题。典型的“低端技术弱点”包括变速箱,起火和VSV系统;发展和组装这些系统会带来重大的设计影响和途径依赖。

  据美智库“洞察中国”网站9月19日刊文对中国研发大型民用飞机涡扇发动机的前景,及其成功对飞机行业的影响进行了深度分析。

  从功能的角度讲,以下几方面将是竞争的领域。首先是发动机自身,这包括废气温度临界稳定性;火山灰的阻碍作用,攻击性能的高角度以避免气流紊乱;整个发动机的振动抑制(包括发动机的控制单元;油料管和排放/噪音交换),废气排放/噪音消除非常的复杂,因为规则都可能会随着时间和市场改变。减少二氧化碳的排放非常容易,但是会增加噪音和其他物质的排放。如何优化这些参数,保持平衡是一项重大挑战。

  中国与通用公司等巨头建立的合资公司,可能让中国自己的航空工业大部分难题得到解决。为了遵守出口管制法律中的条款,通用保留了足够的技术。但是事实上,一个崛起的军事大国可能以较低代价获得制造喷气式发动机所需要的技术。它们可以用这些技术研发出可装备空中加油机、预警机、反潜机、运输机和装备先进武器的亚音速轰炸机等关键军事力量投送平台的发动机。而研发出这些军事力量投送平台是中国亟待解决的问题;然而,能够自己制造出配套的发动机将会消除一个重大障碍。

  该公司还在进一步的扩张中;它的网站上刊登的文章称,该公司计划未来5-8年招募3000名员工。一位业内专家就此表示,要想发展国产商用喷气式发动机需要5000-10000名员工,甚至更多的人力。例如,如果把所有资承包商算在内,通用和斯奈克玛公司仅研发CFM56发动机就使用了2000名工程师和5000多名技师。即使这样,电子、子模块等部件仍由外部供应商提供。按照这样的情况,商用航空发动机公司现在的员工人数意味着:(1)其发动机生产难以实现完全自主;(2)它可能会获得大量未经公开的资金支持。2011年6月底,商用航空发动机公司展示了CJ-1000A发动机的1:2模型。该公司还表示,他们已经对发动机原型机的零部件进行了测试,并将会在2011年底公布该发动机整体的设计计划。C919客机有望在2016年投入商用运营。刚开始,它将会使用CFM国Leap-X1C大涵道比涡扇发动机。CFMI公司是美国通用航空和法国斯奈科斯公司按照50-50的投资建立的合资公司,主要生产CFM系列发动机。Leap-X1C系在CFM56-5B和CFM56-7B的基础上研发而来,使用了更多的复合材料,压缩机使用了叶片。10-11:1的涵道比,与空客A320和下一代波音-737使用的CMF56发动机相比,燃料消耗减少了16%;这将使C919装备世界级的先进发动机。Leap-X1C发动机还将用于新型空客A320,据报道也将用于波音737MAX。如果这些能够按照预定计划发展,其他竞争对手不会在发动机硬件上取得优势(尽管他们可能拥有包括发动机维修和全球售后支持在内的许多优势)。

  中国需要制定整体的发展战略,这包括为每种飞机设计各自的发动机;或者是作为全面的供应商专注特定类型飞机所需的发动机。

  中国制造商用发动机所面临的风险

  将发动机组装到飞机上也是一项技术和系统挑战,目标和活动的有效协调非常必要。否则将会出现非常大的问题,可能会导致次优结果。即使发展良好,与流体力学和电子系统有关的决策也能导致意外的结果。这些关键部件的完美融合与保持是又一重要因素。发动机效率很大程度上依靠气流效率,进气口的航空动力布局也能对效率造成重大影响。

  据报道,中航工业集团旗下的商用航空发动机公司计划在未来五年年均投资3亿美元,进行喷气式发动机的研发;而这个数字却远远少于当前发动机市场的主制造商。一位业内专家告诉我们这可能是因为:(1)商用发动机公司可能实际上没有指定较高的目标(无论在发动机性能还是在国产化程度上);(2)它享有大量隐性资金补贴;(3)这反映了他们过于乐观;(4)可能是上述因素综合作用,通过设计或必要的过程,该公司很可能最终从国外购买零部件进行最后的组装。如果中国航空发动机具备全球竞争力,三大巨头将会面临来自中国的挑战。

  大型涡扇发动机性能可靠,足以起飞重达200吨的飞机,并让飞机以800公里的时速穿越陆地和海洋上空,持续航行数千公里;在长期飞行中几乎不出故障和事故。之所以能实现这样的飞行,是因为它们一直得到了大量全球标准、技术和技术人员的支撑。

  中国商用发动机的出口至少还需要很多年,但是考虑到一旦中国掌握自主生产能力,它就会成为强大的竞争对手,这是值得深思的。随着中国经济的发展,未来二十年内,中国的商用发动机市场将是世界上增长最快、规模最大的市场之一。

  此外,如果中国公司掌握了商用喷气式发动机的生产能力,它们便能够最终将安装国产的发动机整机出口。中航工业可能会在自己生产的飞机上使用国产发动机,但中国的航空公司可能面临着更为复杂的情况。面对官方使用国产发动机的要求,中国航空公司难以直接拒绝,但是可能仅限于支线客机。

  中国的发动机制造商受到一系列战略和经济动机的驱动;从商业角度讲,巨大的销售和服务市场将会创造巨大的财富机会。CITI银行估计,售后市场收益可能是销售额的七倍;而且,为发动机提供服务获得的利润要远大于销售发动机获得的利润。以致于专家们惊呼,许多发动机制造商在销售发动机的同时,还在“出售发动机排放的热气”。

  中国有望在未来20年内购买5000架商用飞机和2300架商务飞机,这些飞机大概需要配备16000台民用涡扇发动机,最少也需要13000台涡扇发动机。未来二十年,中国对商用发动机的需求非常之巨大。除此之外,中国军方还可能需要500-1000台发动机。

  此外,中国还要满足其他一些标准和要求。

  对我们来说,这表明该公司认为国内的商用喷气式发动机人力资源仍然匮乏。从全球主要发动机公司招募富有经验的人员,而非在国内培养人才将会更有效。中国国内高校未来能否培养出发动机研发设计人才,以及多少掌握关键技术的海归人才回国都值得关注。

  据《人民日报》报道,中航工业集团旗下的商用航空发动机公司计划在未来五年内每年将投资3亿美元进行喷气式发动机的研发;但这远远少于当前发动机市场的主制造商(罗尔斯罗伊斯、通用航空和普惠公司)的投资,它们2010年的研发支出介于14至20亿美元之间(占它们各自收益的8.3-13%)。商用航空飞机发动机公司较低水平的投入,使之难以赶上当前的主要制造商,可能难以发展具备竞争力的商用(和军用)喷气式发动机制造能力。

  值得关注的点

  中国商用喷气式发动机项目的现状

  未来20年内,中国可能需要购买5000架商用飞机和2300架商务飞机;这些飞机大概需要配备16000台民用涡扇发动机,最差的情况也需13000台涡扇发动机。同时,中国军方的大型飞机可能也会需要500-1000台发动机。

  媒体报道称,商用飞机发动机公司正投巨资进行新型发动机的研发;并表示准备到2011年底,把商用涡扇发动机研发员工人数增加到500人。这意味着其涡扇发动机部门的员工人数增加超过60%,其中40%的新员工将从国外招募。该公司已经从国外招募了大量员工,并已经在英国举行了招聘会,它还准备到美国延揽人才。

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