航空發動機“領飛員”

2016年2月15日，普惠公司為其在新加坡的首個製造廠舉行開幕禮

世界航空發動機技術主要由少數國家的航空發動機公司壟斷。另外，一些航空發動機公司為了在國際航空市場獲得更多話語權，紛紛展開國際合作，開啟航空發動機技術變革的新模式。

文／陳光

美國軍工和航空航天領域兩大領軍企業雷神公司和聯合技術公司（UTC）6月9日發表聯合宣告，宣佈將正式合併。有專家表示，合併後的新公司——雷神技術公司將對國際航空發動機格局產生重大影響。

當前，世界航空發動機技術主要由少數國家的航空發動機公司所壟斷。另外，一些航空發動機公司為了在國際航空市場獲得更多話語權，紛紛展開國際合作，開啟航空發動機技術變革的新模式。

美國實力最強

美國是當今世界上研製航空發動機最多，也是實力最強的國家，有多家航空發動機公司，其中兩家是世界著名的公司，即普拉特·惠特尼公司（以下簡稱普惠公司）與通用電氣公司（以下簡稱GE公司）。

普惠公司是美國聯合技術公司的分公司，是世界上重要的軍用和民用航空發動機的研製、生產與維修的公司。全世界180多個國家和地區的600多家航空公司、7400多家支線航空公司和27個國家的空軍在使用普惠公司生產的發動機。同時，普惠公司還研製和生產工業和船用燃氣渦輪發動機以及航天推進用發動機。

普惠公司先後研製出的發動機有上世紀50年代初研製的J57雙轉子渦輪噴氣發動機（其民用型稱JT3C），用於B-52轟炸機、KC-135加油機以及F-100、F-101等戰鬥飛機上，共生產了20000多臺，是早期生產最多的發動機。

上世紀70年代，普惠公司研製了第三代戰鬥機用的推重比為8。0、帶加力燃燒室的F100小涵道比渦輪風扇發動機，該發動機用於美國第三代戰機F-15和F-16。值得一提的是，美國新一代戰機F-22、F-35的發動機，都是普惠公司的手筆。

此外，普惠公司在民用航空發動機領域也建樹頗多。早在上世紀60年代，普惠研製了用於波音727與波音737-1、737-2的JT8D小涵道比渦輪風扇發動機。隨後，普惠公司研發了用於波音747、767的PW4052（1987年），用於A330的PW4164（1994年），及用於波音777的PW4084（1995年）。進入21世紀後，普惠公司又研製了齒輪傳動的渦輪風扇發動機PW1000G，用於A320neo等客機。

GE公司主要從事燃氣渦輪發動機的設計、生產、銷售和服務業務，其產品應用在軍用飛機、民用飛機、船舶及其他工業領域中，它研製的發動機有近40種型號。

從上世紀40年代起，GE公司先後研製出各型發動機，如上世紀40年代後期研製的J47渦輪噴氣發動機（B-47、B-36轟炸機以及F-86“佩刀”式戰鬥機使用）；上世紀50年代初研製的J79單轉子渦輪噴氣發動機（F-104、F-4“鬼怪”式戰鬥機與B-58轟炸機使用）；上世紀60年代中期研製的F101帶加力燃燒室的小涵道比渦扇發動機（B-1轟炸機使用）。後來，GE公司還承接了為B-2轟炸機生產F118（F110去掉加力燃燒室）發動機的專案。

在民用方面，GE公司以用於C-5A的TF39作基礎，研發了他們的第一種用於旅客機的大涵道比渦輪風扇發動機CF6，隨後發展了用於波音767的CF6-80A，用於A300、波音747、767的CF6-80C2，用於A330的CF6-80E1，以及用於波音777的GE90等發動機。GE90發展型GE90-115B的推力達到511千牛，是目前世界上推力最大的發動機。目前，GE公司正在為波音公司的最新客機777X研製GE9X發動機。

另外，為滿足21世紀“綠色航空”的要求，GE公司還研發了經濟性好、排汙低的GEnx發動機，用於波音公司的787“夢幻”客機。

英國獨樹一幟

英國的羅爾斯·羅伊斯（簡稱羅羅公司）是世界三大著名航空發動機公司（另兩家為美國的普惠與GE公司）之一，初建於1904年。

上世紀50年代，羅羅公司研製了“達特”“威伯爾”“埃汶”等渦輪噴氣發動機，在60年代研製出世界上第一種渦輪風扇發動機“康維”。英法兩國研製的“協和號”超聲速客機所用的“奧林帕斯593”帶加力燃燒室的渦輪噴氣發動機，就是羅羅公司的產品。世界上第一種垂直起降的“鷂”式飛機所用的四個噴口可旋轉的“飛馬”發動機，也是羅羅公司的傑作。

60年代羅羅公司研製的“斯貝”渦輪風扇發動機既用於三叉戟客機上，又用於F-4“鬼怪”式戰鬥機上。

此外，羅羅公司積極與其他國家的發動機公司開展合作。如歐洲著名的“狂風”戰鬥機所用的加力式渦輪風扇發動機RB199，就是由羅羅公司、德國的MTU公司與義大利維奧集團聯合組成的渦輪聯合公司研製的。而歐洲聯合研製的“颱風”戰鬥機的發動機EJ200，則由羅羅公司、德國MTU公司、義大利阿維奧集團與西班牙ITP公司聯合組成的歐洲噴氣渦輪公司研製。

從1972年釆用RB211-22B大涵道比渦輪風扇發動機為動力的L-1011三發客機投入運營開始，羅羅公司開始研發三轉子發動機。在近半個世紀中，羅羅公司研製了多型用於客機的三轉子大涵道比渦扇發動機，有RB211與遄達兩個系列。

俄羅斯實力評估

蘇聯曾是航空大國，在發動機方面，它有聞名全球的中央航空發動機研究院，還有眾多的以總設計師名字命名的設計局，例如克里莫夫設計局、伊索托夫設計局、索洛維也夫設計局、留裡卡設計局、圖曼斯基設計局、伊夫琴科設計局等。蘇聯解體後，大部分設計局留在俄羅斯，少數則留在烏克蘭。

中央航空發動機研究院是蘇聯/俄羅斯航空發動機領域綜合性、系統性研究機構，負責基礎性與前瞻性的研究，擁有包括高空模擬試車臺在內的大型試驗裝置50餘臺，負責對各設計局研發的發動機及各種附件進行效能調整試驗，各項環境試驗與發動機定型考核試驗等，成為繼續帶動俄羅斯航空發動機技術發展的火車頭。

蘇聯解體後，俄羅斯政府因經濟困難一直大力削減軍費開支，航空發動機工業失去了國家在人力、物力和財力方面的充分保證，研究與發展經費受到極大影響，發展速度減緩，一度喪失了航空大國的優勢，航空發動機的主要效能指標明顯落後於世界先進水平。

2000年普京擔任俄羅斯總統後，十分重視國防工業的建設，為使航空工業重振雄風，採取了一系列改革措施。2007年8月，普京簽署了《關於成立聯邦國有獨資企業燃氣渦輪製造科研-生產中心“禮炮”》1039號俄聯邦總統令，開始了俄羅斯航空發動機行業的一體化整合。

2008年，4個航空發動機控股公司的國有股份全部整合到一起，建立起了一體化的管理機構，成立了聯合發動機製造集團控股公司（ODK）。截至2015年年底，有超過85%的俄羅斯航空發動機生產廠和設計局被整合，有23家航空發動機製造生產企業和設計局按照各種持股比例併入到ODK。在專業化重組的基礎上，ODK成立了4個發動機部，分別是戰鬥機發動機部、民用發動機部、直升機發動機部和燃氣輪機部。

其中，ODK民用發動機部作為俄羅斯民用航空發動機的主研單位，其發展重點是SaM146發動機和PD-14發動機。SaM146作為其拳頭產品和優先發展專案，在2014年已經獲得歐洲航空安全域性（EASA）頒發的適航許可證。PD-14是俄羅斯目前正在研製的用於幹線客機的先進發動機，其結構有常規型和帶齒輪傳動風扇兩種。

俄羅斯是首次研製像PD-14這種量級和技術指標的先進民用航空發動機的國家。因此，在該發動機研製過程中，改組和專業化整合的優勢得以充分發揮。

烏克蘭整合出成效

蘇聯解體後，烏克蘭繼承了蘇聯15%～20%的航空工業，包括生產企業和科研院所。但是原有的完整工業體系不復存在，加之自身綜合國力和國內市場的限制，航空工業受到嚴重打擊，一度陷入十分困難的境地。

近年來，烏克蘭效仿俄羅斯的模式，也開始對航空發動機產業進行改革，出臺了一系列措施，取得一定的進步。目前烏克蘭的發動機研發生產單位主要有扎波羅日伊甫琴科“進步”機械製造設計局和西奇發動機股份公司等。

扎波羅日伊甫琴科“進步”機械製造設計局是烏克蘭主要的航空發動機設計單位之一，負責航空和地面用燃氣渦輪發動機的設計、試製、取證以及生產和使用。它的主要產品有AI-20渦輪螺旋槳發動機、D-36三轉子渦扇發動機、D-18T大涵道比渦輪風扇發動機、D-136渦輪軸發動機（為世界上最大直升機所用）、D-27槳扇發動機（世界上唯一投入使用的槳扇發動機）等。目前研製了D-436-148、AI-436T12民用渦輪風扇發動機，AI-222-25軍用渦輪風扇發動機。

西奇發動機股份公司是以扎波羅日航空發動機製造廠為主，聯合了烏克蘭8家航空發動機專業廠成立的股份制公司。該公司主要生產“進步”設計局設計和俄羅斯克裡莫夫設計局設計的發動機，近十幾年來主要生產AI-222-25、D436渦輪風扇發動機，D-27槳扇發動機，TV3-117渦輪軸發動機等。

國際合作

由於航空發動機的研製技術複雜且成本高昂，因此在民用大涵道比渦輪風扇發動機中，採用兩家或多家公司組成合資公司的方式很常見，這樣做能集各公司之長處，使研製的發動機具有較強的競爭力，另外還可分擔出現的風險。在合資公司的名稱與它所研製的發動機型號上，一般要能反映出各家公司的名稱。

如CFM國際公司（CFMI）是由美國GE公司與法國斯奈克瑪公司（SNECMA）（現為賽峰飛機發動機集團）按50/50投資於上世紀70年代建立的，研發CFM56系列發動機。

2019年5月28日，中國東方航空公司接收了一架波音公司的737-800客機，該機上使用的發動機就是CFM國際公司的第15000臺CFM56-7B。

國際航空發動機公司（IAE）是由美國的普惠公司、英國的羅羅公司、日本的日本航空發動機財團、德國的MTU公司與義大利的FAIT公司在上世紀80年代初為研製V2500大涵道比渦輪風扇發動機而組成的合資公司（後來FAIT公司退出）。

發動機聯盟（EA）是美國的GE與普惠兩家公司按50/50投資比例於1996年建立的，它主要研發的產品為用於A380的GP7200。由發動機名字來看，可看出這型發動機是由GE與普惠（PWA）聯合研製的。

普惠公司在1995年為777客機研發了PW4084發動機後，再沒得到航空公司提出的研製大推力發動機的要求，因而失去新的大發動機市場。為此，它才與多年競爭對手GE公司聯合，組建合資公司研製GP7200發動機。

GP7200是採用了兩家公司既有的發動機部件組合而成的，它的高壓部分釆用了GE公司GE90的高壓部分，低壓部分則採用了普惠公司PW4084的低壓部分，另外，在研製中還加入了一些新發展的技術，以更好地與羅羅公司的遄達900競爭國際航空發動機市場。

（作者系中國著名航空發動機專家、北京航空航天大學退休教授）

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