航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制及生產(chǎn)是一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的工作,涵蓋了氣動(dòng)、傳熱、材料、工藝、強(qiáng)度、振動(dòng)、裝配、控制和維修等諸多領(lǐng)域。相關(guān)設(shè)計(jì)及制造廠所必須要全面綜合地考慮已有材料性能、機(jī)械制造技術(shù)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能需求與工作環(huán)境,以及類(lèi)似產(chǎn)品的使用經(jīng)驗(yàn)等諸多因素,才有可能獲得到較好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝,并最終加工組裝得到滿足各種要求的航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。
一、全球航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)概況
自1903年以來(lái),世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研制及制造技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn),各大航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司都積累了大量的研制數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)品性能獲得了極大的提升。但是,由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制工作所需的超高技術(shù)要求、超高資金投入、超長(zhǎng)研制周期、超高試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)等因素,世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)成為了門(mén)檻極高的產(chǎn)業(yè),相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)也呈現(xiàn)出了典型的寡頭壟斷格局。在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng),主要是美國(guó)和英國(guó)的企業(yè)占據(jù)著壟斷地位;在軍用市場(chǎng),世界主要軍事強(qiáng)國(guó)均有自己的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制及制造企業(yè),例如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、加拿大、俄羅斯、德國(guó)、中國(guó)、烏克蘭和日本。
在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域,全球相關(guān)制造企業(yè)之間相互配合及滲透,呈現(xiàn)著金字塔式的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。通用電氣公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“通用”或“GE”)、普拉特?惠特尼公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“普惠”或“PW”)、羅爾斯?羅伊斯公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“羅羅”或“RR”)位于該產(chǎn)業(yè)的核心位置。它們的航空發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)務(wù)均開(kāi)始于第二次世界大戰(zhàn)之前,相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)中獲得了充分的驗(yàn)證與提升。之后,為了拓展民用市場(chǎng)和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),這些公司直接主導(dǎo)或者與其他企業(yè)合資先后成立了CFM國(guó)際公司、國(guó)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“IAE”)和發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)盟公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“EA”)。目前,這六個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司均具有獨(dú)立研制大型民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的能力,并且控制著民用飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心技術(shù),包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造加工、總裝集成等,壟斷著全球各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的銷(xiāo)售及客戶(hù)服務(wù)市場(chǎng),特別是CFM國(guó)際公司。
法國(guó)賽峰公司、美國(guó)霍尼韋爾公司、德國(guó)MTU公司、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)制造集團(tuán)及中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司等是第二梯隊(duì)。它們擁有較完整的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制與生產(chǎn)能力,為其他航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)提供著大型部件或核心零部件的制造加工,而且在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)和小型民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和一些經(jīng)典產(chǎn)品。此外,日本三菱重工、川崎重工、石川島播磨重工和韓國(guó)三星等企業(yè)也具有優(yōu)秀的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件加工制造能力,主要為其他下游企業(yè)提供發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。
多年來(lái),世界一流航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)持續(xù)大力投入技術(shù)提升和新產(chǎn)品研發(fā),同時(shí),所屬?lài)?guó)家也在政府層面出臺(tái)政策法規(guī),對(duì)其他國(guó)家推行著技術(shù)封鎖,抑制其他國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如,美國(guó)政府將航空發(fā)動(dòng)機(jī)列為國(guó)防科技戰(zhàn)略的核心,嚴(yán)格管理和控制著本國(guó)企業(yè)相關(guān)技術(shù)的出口或外移,甚至在某些核心技術(shù)和零部件方面,對(duì)其歐洲盟友也實(shí)行著禁運(yùn),包括空心葉片制造技術(shù)、整體葉盤(pán)制造及修復(fù)技術(shù)和先進(jìn)燃燒室制造技術(shù)。此外,這些國(guó)家在人力資源方面也實(shí)行著管控,禁止其他國(guó)家人員通過(guò)各種途徑進(jìn)入航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心研制領(lǐng)域工作,或者限制本國(guó)相關(guān)技術(shù)人才去國(guó)外工作。
通常來(lái)講,一款航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制過(guò)程需要上萬(wàn)小時(shí)的試驗(yàn),從設(shè)計(jì)、研制、加工、生產(chǎn)到服役往往需要十多年的時(shí)間,花費(fèi)約15-30億美元。如果技術(shù)或設(shè)計(jì)積累不夠,研發(fā)投入將無(wú)法估量;如果研究先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī),相關(guān)費(fèi)用、時(shí)間及風(fēng)險(xiǎn)呈指數(shù)增長(zhǎng)并且也無(wú)法估量。因此,其他國(guó)家研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)面臨著一系列的困難和風(fēng)險(xiǎn)。
通用、普惠和羅羅擁有著先進(jìn)技術(shù)和豐富的研制經(jīng)驗(yàn),每年在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中投入數(shù)十億美元。2012年至2018年期間,羅羅公司研發(fā)投入合計(jì)76.65億美元,年均10.95億美元。終于,通過(guò)前期大量的工作驗(yàn)證,羅羅公司于2018年正式宣布與空客公司聯(lián)合研發(fā)UltraFan新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)UltraFan,預(yù)計(jì)將比其遄達(dá)系列發(fā)動(dòng)機(jī)相比燃油效率將進(jìn)一步提高25%。
二、重要航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)處于高度壟斷狀態(tài),特別是運(yùn)用于大中型客機(jī)和運(yùn)輸機(jī)的大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎全由美國(guó)和英國(guó)所屬企業(yè)控制著。俄羅斯、中國(guó)、德國(guó)、日本、烏克蘭作為第二至第三梯隊(duì),也在盡力推進(jìn)相關(guān)項(xiàng)目的研發(fā)。如下是世界范圍內(nèi)重要的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造及配套廠商:
1.通用航空公司(GE Aviation):簡(jiǎn)稱(chēng)GE航空,是世界領(lǐng)先的民用、軍用、公務(wù)和通用飛機(jī)噴氣及渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、部件和集成系統(tǒng)制造商。在全世界范圍內(nèi),每2秒鐘就有一臺(tái)由GE航空公司的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的飛機(jī)起飛。
2.羅爾斯·羅伊斯公司(Rolls-Royce):是歐洲最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè),是全球第二大軍用發(fā)動(dòng)機(jī)和第二大民用發(fā)動(dòng)機(jī)制造商,是大型豪華公務(wù)飛機(jī)生產(chǎn)商灣流公司的主要發(fā)動(dòng)機(jī)提供商。
3.普拉特·惠特尼公司(Pratt & Whitney Group):是聯(lián)合技術(shù)公司的子公司,在全球軍用領(lǐng)域擁有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力,是美國(guó)第五代戰(zhàn)機(jī)F-22和F-35的唯一動(dòng)力供應(yīng)商;在民用領(lǐng)域,其PW4000系列發(fā)動(dòng)機(jī)從1984年投入使用一直延續(xù)至今。
4.CFM國(guó)際公司(CFM International):由GE和賽峰合資成立,其CFM56系列產(chǎn)品是世界最暢銷(xiāo)的產(chǎn)品之一。目前,該公司的LEAP系列發(fā)動(dòng)機(jī)是商業(yè)航空史上訂單攀升最快的產(chǎn)品,未來(lái)也將繼續(xù)成為新型單通道飛機(jī)動(dòng)力裝置的受歡迎的型號(hào)。
5.IAE國(guó)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司(International Aero Engines):主要為150座級(jí)客機(jī)提供V2500發(fā)動(dòng)機(jī),與CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)爭(zhēng)奪市場(chǎng),是目前在量產(chǎn)方面生產(chǎn)的第二個(gè)最成功的商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目,也是航空史上第三個(gè)最成功的商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目。
6.霍尼韋爾航空航天(Honeywell Aerospace):在二戰(zhàn)期間快速崛起,主要產(chǎn)品為航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航空電子設(shè)備和輔助動(dòng)力裝置(APU),著名渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品為T(mén)53和T55型號(hào)。
7.EA發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)盟公司(Engine Alliance):由GE和普惠合資成立,為新型遠(yuǎn)程飛機(jī)提供發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)、制造及維修服務(wù)。GP7200發(fā)動(dòng)機(jī)為波音747-500 / 600X飛機(jī)提供動(dòng)力,經(jīng)改進(jìn)后也可為空客A380飛機(jī)提供動(dòng)力系統(tǒng),目前主要與羅羅公司的Trent 900競(jìng)爭(zhēng)。
8.聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)制造集團(tuán)(United Engine Corporation):是俄羅斯國(guó)有企業(yè),下屬土星科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司是俄羅斯最具實(shí)力的航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造企業(yè)之一,具備很強(qiáng)的科研和生產(chǎn)制造能力。
9.賽峰飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司(Safran Aircraft Engines):法國(guó)賽峰集團(tuán)下屬子公司,研制或參與研制了包括陣風(fēng)戰(zhàn)機(jī)的M88型發(fā)動(dòng)機(jī)、CFM56系列發(fā)動(dòng)機(jī)和LEAP系列發(fā)動(dòng)機(jī)。
10.MTU航空發(fā)動(dòng)機(jī)(MTU Aero Engines):德國(guó)重要航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造和配套企業(yè),近年來(lái)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)業(yè)務(wù)發(fā)展快速,主要?dú)w功于V2500發(fā)動(dòng)機(jī)和CF34系列。該公司正在積極參與歐洲下一代飛機(jī)及新型發(fā)動(dòng)機(jī)研制項(xiàng)目。
11.馬達(dá)西奇(Motor Sich):烏克蘭重要航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè),著名產(chǎn)品包括用于安124與安225運(yùn)輸機(jī)的D18T發(fā)動(dòng)機(jī)和米24、米28、卡50、卡52、米17等俄系直升機(jī)的TV3-117系列發(fā)動(dòng)機(jī)。此外,我國(guó)獵鷹高級(jí)教練機(jī)也是采用其AL-222-25發(fā)動(dòng)機(jī)。
12.中國(guó)航發(fā)(Aero Engine Corporation of China):2016年從中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司獨(dú)立出來(lái),是我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)建設(shè)主體,主要產(chǎn)品包括渦扇-15、渦扇-10和渦軸-9等,基本覆蓋了我國(guó)現(xiàn)役全部軍用機(jī)型。
13.日本航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司(Japanese Aero Engine Corporation):由川崎重工,石川島哈里馬重工和三菱重工合資組建,成立于1981年,曾與羅羅公司合作開(kāi)發(fā)RJ500發(fā)動(dòng)機(jī)。
三、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)
3.1民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品
近百年來(lái),航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)一直在不斷地追求著更高的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和低噪音等,主要通過(guò)改進(jìn)氣動(dòng)設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、低排放燃燒室、高效葉片冷卻技術(shù)、智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等方式。具體到產(chǎn)品參數(shù),推力大小一直是評(píng)價(jià)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)之一。圖表7匯總了過(guò)去六十年部分經(jīng)典航空發(fā)動(dòng)機(jī)的首次試驗(yàn)時(shí)間及推力數(shù)據(jù)。可見(jiàn),科技的進(jìn)步和經(jīng)驗(yàn)的積累使得研制大推力甚至超大推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)成為可能。
GE90型航空發(fā)動(dòng)機(jī)是GE公司為波音777客機(jī)研制的一款高涵道比超大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),其1995年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),至今已經(jīng)衍生出兩個(gè)子型號(hào),即最大推力為94000磅的GE90-94B和最大推力115000磅GE90-115。目前,GE90-115仍然是世界上推力最大的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)。2016年,它的改進(jìn)型GE9X型首次在地面進(jìn)行測(cè)試,預(yù)計(jì)將在2019年為波音777-9的首次飛行提供動(dòng)力,并將于2020年正式投入使用。GE9X配備更大的風(fēng)扇,采用更先進(jìn)的陶瓷基復(fù)合材料,更高的涵道比和壓縮比,雖然推力有所減弱,但是燃油效率將提升10%左右。
3.2 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀
民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)主要由GE、RR、PW及其主導(dǎo)或合資成立的CFM國(guó)際、IAE公司壟斷。根據(jù)Flight Global報(bào)告,2018年全球商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)存量市場(chǎng)規(guī)模是52107臺(tái),較2016年的48609臺(tái)新增3498臺(tái)。上述五家公司合計(jì)占據(jù)了該市場(chǎng)的份額高達(dá)96.26%,其中,CFM國(guó)際22934臺(tái)、GE公司11718臺(tái)、IAE公司6118臺(tái)、羅羅公司5920臺(tái)和普惠公司3466臺(tái)。
近三年,CFM國(guó)家的產(chǎn)品銷(xiāo)量較好,2016年市場(chǎng)占有率為41.93%,2017年增至43.12%,2018年達(dá)到了44.01%。但是,普惠公司產(chǎn)品數(shù)量卻由2016年的3919臺(tái)降至3466臺(tái),市占率由2016年的8.06%降至2018年的6.65%。
窄體客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng):根據(jù)Flight Global報(bào)告,該細(xì)分市場(chǎng)的存量為31690臺(tái),其中CFM國(guó)際市占率為71.13%,IAE市占率19.31%,PW市占率5.55%。這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計(jì)占據(jù)了市場(chǎng)總額95.99%,而且?guī)缀跛性谏a(chǎn)的窄體客機(jī)都選配了CFM國(guó)際的CFM56或LEAP系列發(fā)動(dòng)機(jī),包括中國(guó)商飛研制的C919客機(jī)。
寬體客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng):根據(jù)Flight Global報(bào)告,該細(xì)分市場(chǎng)的存量為12701臺(tái),其中GE市占率為51.21%,RR市占率為28.31%,PW市占率為13.42%。目前,這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計(jì)占據(jù)了市場(chǎng)總額92.95%,在產(chǎn)的寬體客機(jī)主要選配了GE公司的GE90、GE9X和GEnx發(fā)動(dòng)機(jī),和RR公司的Trent系列發(fā)動(dòng)機(jī)。
支線客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng):根據(jù)Flight Global報(bào)告,該細(xì)分市場(chǎng)的存量為7214臺(tái),其中GE市占率為72.28%,RR市占率為17.08%,霍尼韋爾市占率為6.27%。目前,這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計(jì)占據(jù)了市場(chǎng)總額95.62%,在產(chǎn)的支線客機(jī)主要選配了GE的CF34系列發(fā)動(dòng)機(jī)。
3.3 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
據(jù)商飛預(yù)測(cè),未來(lái)二十年現(xiàn)有民用客機(jī)機(jī)的81%(18266架)將逐步退役。此外,民機(jī)市場(chǎng)還需要超過(guò)24436架的新增客機(jī)。因此,全球市場(chǎng)至2037年預(yù)計(jì)將有超過(guò)42702架新機(jī)交付,用于代替和支持民機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展,其中,預(yù)計(jì)三分之二為單通道窄體客機(jī)。新增民機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)及飛機(jī)市場(chǎng)價(jià)值參見(jiàn)圖表10。
為了迎接需求旺盛的市場(chǎng),各大航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)在過(guò)去十年已經(jīng)先后啟動(dòng)了多款新型號(hào)產(chǎn)品的研制項(xiàng)目。據(jù)統(tǒng)計(jì),2008年至2018年,有八款重要型號(hào)進(jìn)行了首次試車(chē),其中四款將用于窄體客機(jī),三款用于寬體客機(jī),一款將用于支線客機(jī)(圖表11)。
現(xiàn)有民機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)訂單數(shù)據(jù)及即將入市的新型號(hào)飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)可參見(jiàn)圖表12。CFM國(guó)際獲得全球市場(chǎng)訂單的57.13%,共計(jì)5792臺(tái);羅羅公司獲得了30.80%,共計(jì)3122臺(tái),GE公司獲得了11.20%,共計(jì)1135臺(tái),其中CFM國(guó)際的Leap系列和羅羅公司的PW1000G系列發(fā)動(dòng)機(jī)將繼續(xù)占據(jù)市場(chǎng)的較大份額,主要用于A320neo、737MAX、C919、A220等機(jī)型。
根據(jù)公開(kāi)信息,2019年至2022年即將入市的民用機(jī)型包括波音777X、MC-21、E-jet 175/195等,其裝備的航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)可參見(jiàn)圖表13。我國(guó)自主研制的C919已獲得了近千架訂單,其正式入市之后也將較大的影響著相關(guān)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)的格局和發(fā)展。
四、軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)
4.1軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品及市場(chǎng)
軍用航空器主要包括戰(zhàn)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)、轟炸機(jī)等,其中以直升機(jī)、戰(zhàn)機(jī)和運(yùn)輸機(jī)為主,規(guī)模相對(duì)較大。根據(jù)Armed Forces網(wǎng)站數(shù)據(jù), 2018年,美國(guó)軍隊(duì)配備有12304架包括直升機(jī)在內(nèi)的軍用飛機(jī),占全球軍機(jī)占比為26.61%,其次是俄羅斯4441架,占全球軍機(jī)占比為9.60%。
軍用飛機(jī)裝載的動(dòng)力系統(tǒng)主要為渦漿發(fā)動(dòng)機(jī)、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),主要制造企業(yè)是GE、普惠、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)和中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)。此外,Lycoming Engines、Honeywell Aerospace、Allison Engine Company、法國(guó)透博梅卡、馬達(dá)西奇等公司也為世界范圍內(nèi)的軍機(jī)提供了相對(duì)少量的航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。
根據(jù)《World Air Forces 2018》報(bào)告,現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)中,美國(guó)F-16和F-18戰(zhàn)機(jī)數(shù)量最多,達(dá)2269架和1118架,動(dòng)力系統(tǒng)是普惠F100系列和通用的F414/F404系列。俄羅斯制造的蘇-27和其升級(jí)版蘇-30服役數(shù)量為967架,動(dòng)力系統(tǒng)是俄羅斯聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)下屬的土星公司研制的AL-31系列。
全球最著名運(yùn)輸機(jī)的當(dāng)屬美國(guó)C-130“大力神”、C-17“環(huán)球霸王”和俄羅斯伊爾-76,現(xiàn)役數(shù)量分別為889架、274架和182架,其搭載的動(dòng)力系統(tǒng)分別是羅羅的T56系列、普惠PW2000系列和俄羅斯聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)下屬的索洛維耶夫設(shè)計(jì)局研制的D-30系列。
美國(guó)黑鷹S-70/SH/UH-60是服役數(shù)量最多的軍用直升機(jī),多達(dá)3842架,其動(dòng)力系統(tǒng)采用了GE公司的T700。此外,俄羅斯的Mi-8中型運(yùn)輸機(jī)也在全球范圍內(nèi)大量服役著,其搭載著烏克蘭馬達(dá)西奇的產(chǎn)品。
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綜述可見(jiàn),現(xiàn)役軍機(jī)及其動(dòng)力系統(tǒng)的制造公司的概況是:
全球主要戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè):(美國(guó))普惠、(美國(guó))通用、(俄羅斯)聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)和中國(guó)航發(fā);
全球主要運(yùn)輸機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè):(英國(guó))羅羅、(美國(guó))普惠、(加拿大)普惠、(俄羅斯)聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)、(烏克蘭)馬達(dá)西奇和中國(guó)航發(fā);
全球主要直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠商:(美國(guó))通用、(俄羅斯)聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)、(美國(guó))霍尼韋爾、(加拿大)普惠、(英國(guó))羅羅和(法國(guó))賽峰。
4.2 俄羅斯軍機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)概況
俄羅斯的經(jīng)濟(jì)實(shí)力相對(duì)于美國(guó)和中國(guó)較弱,但是其空軍實(shí)戰(zhàn)能力卻受到世界矚目,因此存在一些值得我國(guó)借鑒和學(xué)習(xí)的方面。截止2018年底,在兩年半的敘利亞反恐戰(zhàn)事中,俄羅斯空軍累計(jì)觸動(dòng)了3.6萬(wàn)架次作戰(zhàn)飛行,但僅損失了5架軍機(jī)。俄戰(zhàn)略技術(shù)分析中心出版《殘酷的天空—當(dāng)代沖突中的空軍》書(shū)籍,稱(chēng)贊其空軍的實(shí)戰(zhàn)表現(xiàn)是近20年來(lái)全球最成功的。
俄羅斯現(xiàn)役軍機(jī)4441架,包括軍用直升機(jī)1505架,攻擊機(jī)783架和戰(zhàn)斗機(jī)751架。此外,俄軍還裝備有多用途飛機(jī)523架,例如運(yùn)輸機(jī)、偵察機(jī)、加油機(jī)等。其中,1247架直升機(jī),包括Mi-8/17、Mi-24/35、Ka-27/28/29/52等型號(hào),裝備著TV3-117系列渦軸發(fā)動(dòng)機(jī);429架戰(zhàn)機(jī),包括Su-27/30/33/34/35等型號(hào),裝備著AL-31F系列渦扇發(fā)動(dòng)機(jī);314架運(yùn)輸機(jī)及其改裝的平臺(tái)機(jī),包括Il-76/78、Tu-134/154等型號(hào),裝備著D-30系列渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
TV3-117系列渦軸發(fā)動(dòng)機(jī):是世界上產(chǎn)量最大的渦軸家族之一,也是世界上最可靠的發(fā)動(dòng)機(jī)之一,配裝在95%的米系列和卡系列直升機(jī)上。為了適應(yīng)各型直升機(jī)的要求,TV3-117系列發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展出了20多種改進(jìn)型,產(chǎn)量超過(guò)3萬(wàn)臺(tái),累計(jì)飛行時(shí)間超過(guò)1200萬(wàn)小時(shí)。
我國(guó)軍/民用直升機(jī)規(guī)模及市場(chǎng)增長(zhǎng)迅猛,而且擁有極長(zhǎng)的邊境線,迫切需要裝備高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的直升機(jī)。但是,國(guó)內(nèi)的軍工渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及穩(wěn)定性相對(duì)不足,是我國(guó)目前正在大力發(fā)展的方向之一。
D-30系列渦扇發(fā)動(dòng)機(jī):最大推力為12.5噸,翻修壽命3000小時(shí)左右,主要裝配于大中型飛機(jī),包括俄制Il-76/78、Tu-134/154、中國(guó)制轟-6系列、運(yùn)-20系列飛機(jī)等。該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)中國(guó)空軍有著非常重要的意義。
4.3 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)
美國(guó)企業(yè)(PW和GE)的軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)代表著世界最高水平,其發(fā)展方向和趨勢(shì)就是其他國(guó)家和地區(qū)相關(guān)企業(yè)的努力方向。結(jié)合實(shí)際使用情況以及性能的要求,美國(guó)和歐洲依據(jù)推重比將軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)分為五代,參加圖表19。
其中,第五代發(fā)動(dòng)機(jī)以美國(guó)普惠的F135型號(hào)為代表(推重比超過(guò)11),已經(jīng)大批量的列裝F-35戰(zhàn)斗機(jī)。依靠其強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)能力,美國(guó)已經(jīng)開(kāi)始第六代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)及研制,預(yù)計(jì)推重比將達(dá)到15以上,而且第七代航空發(fā)動(dòng)機(jī)也可能開(kāi)展了預(yù)研。據(jù)報(bào)道,2018年美國(guó)空軍采購(gòu)70架搭載F-135發(fā)動(dòng)機(jī)的F-35戰(zhàn)斗機(jī),后來(lái)又增購(gòu)了24架,2019年美國(guó)空軍計(jì)劃采購(gòu)77架F-35戰(zhàn)斗機(jī),這樣到2020年美國(guó)空軍F-35戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量可能會(huì)突破400架,這個(gè)數(shù)字將會(huì)超過(guò)F-15成為美國(guó)空軍第二大戰(zhàn)斗機(jī),僅次于F-16,并且按照這個(gè)裝備速度,F(xiàn)-35將會(huì)在2025年之前超過(guò)F-16成為美國(guó)空軍第一大戰(zhàn)斗機(jī),也就是說(shuō)美國(guó)空軍可能在2025年之前基本上完成從三代戰(zhàn)斗機(jī)到四代戰(zhàn)斗機(jī)升級(jí)。
世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)之中,普惠公司在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面的能力尤為突出。它的近11000臺(tái)軍用發(fā)動(dòng)機(jī)在22個(gè)國(guó)家的服役,其中包括:用于F-35的F-135系列,用于F-22的F-119系列,用于F-15和F-16的F100系列,用于C-17的F-117系列等。所以,該公司的軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制方向很可能就是未來(lái)其他國(guó)家軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。
目前,全球現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)之中,四代半及五代戰(zhàn)機(jī)占比極低。未來(lái),隨著現(xiàn)役軍機(jī)的退役及新戰(zhàn)機(jī)的補(bǔ)充,全球范圍內(nèi)的普惠的F-135系列、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)制造集團(tuán)的AL-41F系列、以及中國(guó)的WS-15系列等先進(jìn)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量將逐漸增多。
五、無(wú)人機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)
自上世紀(jì)90年代開(kāi)始,無(wú)人機(jī)由于在戰(zhàn)爭(zhēng)中的出色表現(xiàn)迎來(lái)了迅猛的發(fā)展,并且呈現(xiàn)出察打一體化和高空長(zhǎng)航時(shí)的發(fā)展趨勢(shì)。目前,全世界有超過(guò)30個(gè)國(guó)家裝備了無(wú)人機(jī)系統(tǒng),并在軍隊(duì)中組建了無(wú)人機(jī)機(jī)隊(duì)。其中,以美國(guó)軍隊(duì)裝備的無(wú)人機(jī)型號(hào)最為眾多,并且其技術(shù)也引領(lǐng)著世界的發(fā)展方向。具體發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)及制造企業(yè)參見(jiàn)圖表-22。
無(wú)人機(jī)采用的動(dòng)力裝置主要包括活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。此外,微型無(wú)人機(jī)通常使用了電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇主要與其所要求的性能有關(guān),可參見(jiàn)圖表23。例如,活塞發(fā)動(dòng)機(jī)適用于低速、中低空的偵察、監(jiān)視無(wú)人機(jī)及長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī),飛機(jī)起飛質(zhì)量較輕;渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)適用于飛行時(shí)間較短的中高空、高速偵察機(jī)及靶機(jī)、無(wú)人攻擊機(jī), 飛機(jī)起飛質(zhì)量可達(dá)2500kg;渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)適用于垂直起降無(wú)人機(jī);渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)適用于高空長(zhǎng)航時(shí)的大型無(wú)人機(jī),例如美國(guó)“全球鷹”RQ-4。
由于歷史、技術(shù)、使用經(jīng)驗(yàn)等原因,目前大部分現(xiàn)役無(wú)人機(jī)均采用活塞發(fā)動(dòng)機(jī),局限性較大。未來(lái),推力更大、耗油率低、高空性能好的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)有望在在無(wú)人機(jī)動(dòng)力裝置中將占有越來(lái)越重要的地位。
六、航發(fā)集團(tuán)下屬上市公司
6.1 中國(guó)航發(fā)動(dòng)力股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng):航發(fā)動(dòng)力 / 代碼:600893.SH)
航發(fā)動(dòng)力是國(guó)內(nèi)大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造基地企業(yè),國(guó)內(nèi)唯一的生產(chǎn)制造渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、活塞全種類(lèi)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的企業(yè)。公司主要業(yè)務(wù)包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)及衍生產(chǎn)品、外貿(mào)出口轉(zhuǎn)包業(yè)務(wù)、非航空產(chǎn)品及其他業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品和服務(wù)有軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)及部件、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件出口、軍民用燃?xì)廨啓C(jī)、軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修保障服務(wù)。
6.2 中國(guó)航發(fā)動(dòng)力控制股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng):航發(fā)控制 / 代碼:000738.SZ)
控制系統(tǒng)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心組成部分,直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)和可靠性。航發(fā)控制是國(guó)內(nèi)重要航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研制與生產(chǎn)企業(yè),在軍用市場(chǎng)擁有壟斷性的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
隨著國(guó)家“兩機(jī)”專(zhuān)項(xiàng)的推進(jìn)實(shí)施,公司將在自主產(chǎn)品研制和能力建設(shè)上進(jìn)一步提升核心競(jìng)爭(zhēng)力和行業(yè)地位,充分受益我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
6.3 中國(guó)航發(fā)航空科技股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng):航發(fā)科技 / 代碼:600391.SH)
航發(fā)科技主要業(yè)務(wù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件研發(fā)、制造、銷(xiāo)售、服務(wù),外貿(mào)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)和衍生民品,其中,內(nèi)貿(mào)航空及衍生產(chǎn)品主要是以該公司牽頭組織,通過(guò)借助行業(yè)力量,系統(tǒng)集成,最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)交付;而外貿(mào)產(chǎn)品則主要通過(guò)承接國(guó)際知名航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司的委托加工業(yè)務(wù)。