縱觀全球航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,,百年老店的美國通用電氣(GE)公司作為參與者之一,書寫了許多濃墨重彩的篇章,。1942年,,GE成功造出美國第一臺噴氣式航空發(fā)動機I-A,助力美國第一架噴氣式戰(zhàn)機XP-59飛上藍天,,美國由此進入噴氣時代,。盡管在此之前英國和德國已先后研制出自己的渦輪噴氣發(fā)動機并實現(xiàn)噴氣飛行,但隨著美國航空動力產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展,,美國作為“后起之秀”一步步實現(xiàn)趕超,,成為當今世界航空工業(yè)的霸主。這其中,,GE航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,,眾多成功與失敗都在詮釋和印證:動力先行是航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。 下好一招先手棋 20世紀60年代末,,為了應對蘇聯(lián)米格-23和米格-25等先進飛機裝備的威脅,,F(xiàn)-14、F-15等全球聞名的戰(zhàn)機應運而生,,但是飛機和發(fā)動機研制,、交付和使用的全過程并非一帆風順,作為戰(zhàn)機動力之一的F100發(fā)動機由于研制周期太短,、驗證不充分,,后期故障頻發(fā),一度讓美國軍方傷透了腦筋,。美國軍方總結(jié)的寶貴經(jīng)驗其中之一便是——發(fā)動機的研制比飛機要難得多,,需要的研制開發(fā)周期比飛機要長得多,。這也早已成為全球飛機與發(fā)動機生產(chǎn)制造廠商的共識——誰能“動力先行”,誰就掌握了競爭的主動權(quán),。 1962年,,波音聯(lián)合GE向美國空軍建議,研制能夠運送坦克等大型武器裝備的運輸機,,能較大程度地提高美軍的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移能力,,并指出當時C-141運輸機動力不足,需要開發(fā)劃時代的新型發(fā)動機,。美國軍方對未來裝備進行了認真分析和研究后,,開啟了C-5A“銀河”大型軍用運輸機項目,并明確要求“動力先行”,。 GE公司在GE1核心機的基礎(chǔ)上設(shè)計了新一代TF39大涵道比渦扇發(fā)動機,。TF39凝聚了GE公司十幾年的研究精華,以及眾多開創(chuàng)和突破性尖端科技,。得益于GE公司始終堅持的部件研制試驗和不斷持續(xù)優(yōu)化,,使發(fā)動機每個部件的效率都達到極致。美國軍方在沒有選定飛機制造商之前就宣布,,GE公司的TF39獲得了C-5A的訂單,,并要求GE與三家飛機制造商波音、洛克希德和道格拉斯分別簽署合作協(xié)議,,最終洛克希德在競爭中勝出,承擔C-5A的研制重任,。 由于研制時間充分,,以及前期技術(shù)積累深厚,TF39發(fā)動機共完成了17700小時的整機試驗,,12萬小時的部件和系統(tǒng)試驗,,于1968年順利通過美國空軍鑒定定型后開始批產(chǎn)。1970年,,以4臺TF39為動力的C-5A運輸機如期開始裝備部隊,。 C-5A大型軍用運輸機和TF39先進大涵道比渦扇發(fā)動機的成功研制,不僅為部隊遠距離投放大型武器裝備和軍需物資提供了高效,、快捷,、大容積的空中運輸通道,也為后來大型民用客機和大涵道比渦輪風扇發(fā)動機的研究與開發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ),。 改寫命運之役 動力先行不只是軍方的經(jīng)驗和要求,,競爭激烈的民用市場上,機會稍縱即逝,,如果發(fā)動機不能按時交付,,或者產(chǎn)品性能不能滿足客戶需求,,都會造成極其嚴重的后果。 1967年10月,,美國民航當局解除了對機票價格的管制,,航空公司開始追求最大限度地降低飛機的里程運營成本,提高其競爭性和盈利性,,加上當時FAA適航取證要求飛機在跑道上滑跑的關(guān)鍵位置,,一臺發(fā)動機意外失效,飛機必須靠剩余的發(fā)動機安全起飛,。三發(fā)250座級大型寬體客機的構(gòu)想受到美國各大航空公司的歡迎,。道格拉斯公司和洛克希德公司分別推出了DC-10和L-1011三發(fā)250座級寬體飛機的設(shè)計方案,分別由GE和羅羅公司提供動力,。 GE公司初始設(shè)計的CF6-6發(fā)動機已經(jīng)適合DC-10和L-1011的設(shè)計要求,,但是GE根據(jù)多年的經(jīng)驗,認為在飛機設(shè)計和研制過程中,,隨著航空公司用戶要求的飛機航程越來越遠,、飛行速度越來越快、運載能力越來越強,,飛機對發(fā)動機推力的需求也越來越大,,所以在設(shè)計階段就留有一定的增推空間,但是仍無法滿足客戶要求,,于是又在CF6-6的基礎(chǔ)上推出了CF6-50發(fā)動機,。1970年8月,DC-10飛機進行了首飛,。而事實上,,在此之前,GE公司的飛行試驗團隊已經(jīng)將CF6-50安裝在自己的B-52飛行試驗平臺上進行過多次飛行試驗測試,。 而另一邊,,羅羅公司的RB211發(fā)動機陷入了技術(shù)“沼澤”。1970年12月,,RB211發(fā)動機風扇的一攬子技術(shù)問題仍得不到有效解決,,直接影響了L-1011飛機的研制、取證,、制造,、交付等進程,洛克希德公司和訂購了L-1011飛機的航空公司都開始向羅羅公司索要高額賠償金,。大量資金被吞噬,,羅羅公司不得不申請破產(chǎn)保護,英國政府全面接管羅羅公司的債務,,并對其進行了重組,。盡管最終RB211發(fā)動機走出了泥潭,,和L-1011飛機一起在技術(shù)上獲得了成功,但是由于發(fā)動機交付時間比預期推遲了6年,,L-1011飛機的市場早已被吞食干凈,。洛克希德公司因為銷售不暢未能收回成本,宣告停止了自身的商用飛機業(yè)務,。 科技創(chuàng)新的先遣隊 然而,,動力先行,絕不是簡單的“一念成行”,。航空發(fā)動機領(lǐng)域幾十年的實踐經(jīng)驗證明,,企業(yè)投入大量的真金白銀,聚集數(shù)以萬計的各相關(guān)專業(yè)精英,,經(jīng)過精心的組織策劃和數(shù)十年堅持不懈的奮力拼搏,,才有可能開發(fā)出符合市場需求、具有市場競爭力,、被客戶所鐘愛的發(fā)動機,。航空發(fā)動機研制涉及到產(chǎn)品設(shè)計、制造,、工藝,、材料、試驗驗證等多個技術(shù)領(lǐng)域,,只有打好技術(shù)基礎(chǔ),,才能研制出高性能的產(chǎn)品,從而在航空發(fā)動機高科技領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,,在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢,。 “為未來業(yè)務的需求做好技術(shù)準備,當市場出現(xiàn)需求時即一切就位,。”這是GE始終踐行的理念,。GE通常要花10—20年的時間進行飛機發(fā)動機高新技術(shù)的預先研究和開發(fā),,以掌握先進技術(shù),積累經(jīng)驗,,規(guī)避風險,,從而得到性能先進、經(jīng)濟性良好的發(fā)動機型號設(shè)計方案,。 自20世紀50年代初期,,GE就在渦輪噴氣發(fā)動機事業(yè)部設(shè)立了發(fā)動機設(shè)計、材料,、工藝,、能源等先進技術(shù)的研究開發(fā)分部,,科技創(chuàng)新成為GE公司噴氣發(fā)動機技術(shù)進步的重要標志。 20世紀60年代,,GE伊文代爾材料實驗室開發(fā)出Rene鎳基合金,,起初被用于J79發(fā)動機,后來被廣泛應用于GE4,、TF39,、CF6、F101,、T700等型號發(fā)動機,,對提高發(fā)動機性能起到了關(guān)鍵作用。 20世紀70年代,,GE全面開展了發(fā)動機和飛發(fā)一體化各個領(lǐng)域技術(shù)的研究,、開發(fā)、設(shè)計,、試驗工作,,這些先進技術(shù)在20世紀80年代甚至進入21世紀后都得到了充分利用,并發(fā)揮了舉足輕重的作用,。 同時,,GE公司借助于美國政府資助的一系列航空發(fā)動機高科技發(fā)展計劃,不斷開發(fā)發(fā)動機高新科技,,并應用于新型發(fā)動機產(chǎn)品的研制和對現(xiàn)有產(chǎn)品性能的改進與完善,。獲裝波音777飛機的GE90發(fā)動機在設(shè)計過程中就大量采用了美國飛機發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)研究計劃中取得的重要成果。 GE在飛機發(fā)動機科研和高新技術(shù)開發(fā)方面的高額投入,,成為其產(chǎn)品在市場上立足并取勝的先決條件,。 GE航空集團每年都拿出約占其營業(yè)額10%—15%的經(jīng)費,數(shù)額高達十幾億甚至幾十億美元,,用于飛機發(fā)動機先進技術(shù)的研究與開發(fā),。其中,20%用于基礎(chǔ)科學,,即與航空發(fā)動機直接相關(guān)的基礎(chǔ)科學研究與開發(fā),,如新材料、新工藝,、新的計算分析程序和軟件,、燃燒基礎(chǔ)理論、空氣動力學,、結(jié)構(gòu)力學分析,、計算機輔助設(shè)計、檢測技術(shù)等。30%用于應用技術(shù),,即發(fā)動機高新科技的工程應用,、加工制造以及質(zhì)量監(jiān)控;50%用于產(chǎn)品開發(fā),,即發(fā)動機及相關(guān)部件和系統(tǒng)的設(shè)計,、工藝、工程制造,、試驗,、適航取證、售后服務等,。 動力先行,,人才也要跟得上腳步。GE能夠設(shè)計出世界上最先進的飛機發(fā)動機,,離不開其擁有一支完備而出色的項目管理和工程技術(shù)人員隊伍,。GE的全球研發(fā)中心總部和分部吸引著世界上出色的科技專業(yè)人才,總部2000人50%以上具有博士學位,。GE的傳奇總裁韋爾奇在自傳中寫到,,GE飛機發(fā)動機集團就像一家卓越工程師和管理人員的職業(yè)培訓中心。這些工程師和管理人員同甘共苦,,研究,、開發(fā)、制造出性能卓越的飛機發(fā)動機,,以理性的價格賣給客戶,,為GE公司創(chuàng)造巨額的銷售產(chǎn)值和合理的利潤,也讓所有參與者和合作者都從中受益,。 跟隨GE的時間軸看向各國航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,即使工業(yè)基礎(chǔ)強大如德國寶馬公司,也曾經(jīng)由于在現(xiàn)代航空發(fā)動機行業(yè)缺少“懂行”的人才隊伍,,白交了數(shù)十億美元給羅羅公司而無所斬獲,。印度更是早在20年前就開始了其卡韋瑞發(fā)動機研制,也因為缺乏既有專業(yè)技能又有實際經(jīng)驗的項目管理和工程技術(shù)人員,,到頭來落得個竹籃打水一場空,。 無數(shù)事例證明,發(fā)動機技術(shù)是買不來的,,也無法靠“引進、仿造”獲得,,沒有任何捷徑,,動力要先行,預研必須先行,人才更要先行,。 |
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