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深度解读中国航空发动机集团 (好文)

知识自动化2019-01-09 17:01:34


昨天下午,一则“中国航空发动机集团完成组建”的短暂消息,迅速在人群里沸腾。1.25日正式发布官方消息,但马蜂窝已经被炸开。如果说组建不过是马拉松的第一步,焦急的国民已经恨不得在终点线上张望和等待亲人来冲线了。


发动机单飞

发动机将脱离中航的母体,寻求独立发展。这是一个划时代的大事。这意味着传闻已久的“飞发分离”已经完成。2012年起便开始酝酿的航空发动机重大专项落地的脚步,终于变得清脆而悦耳。在“2016年全国工业和信息化工作会议"上,工信部部长苗圩提到要抓紧实施航空发动机重大专项。而几天前,科技部部长万钢表示,遴选启动一批体现国家战略意图的重大科技项目和工程,排名第一的就是航空发动机。

 制造业皇冠上的明珠,非航空发动机莫属。美国国家关键技术计划说明文件将航空发动机技术描绘成“是一个技术精深得使新手难以进入的领域。它需要国家充分保护并利用该领域的成果,长期数据和经验的积累,以及国家大量的投资。”

言外之意,镇国之宝,谁也不能借,谁也不能看。

飞机无疑是制造业最高技术的集大成者,而发动机正是心脏。


流血的心脏不能再等了

蔡英文上周六正式赢选,这个严重挑战大陆神经的女人,为台海两岸画上了不确定的问号。1996年的台海危机的阴影,又一次进入人们的脑海。

中国强军目标越来越明确了。一切都按照真正“能打仗打胜仗”来衡量。而军机的心脏却一直是短板。相比国外各种成熟的战机,中国军机都得了相思病:思念国产发动机早日进入实用阶段。涡扇15和涡扇20型发动机就是中国军机所渴望的两个典型,涡扇20用于大型运输机,而涡扇15则是备受期待的第四代战机歼-20最思念的搭档。


国外军机发动机有多种选择

俄罗斯空军在叙利亚的空袭行动的成功,有一个非常明显的信号。空袭行动,得到了其战略运输航空兵的强力保障,数十架安-124和伊尔-76大型运输机,频繁起降位于叙利亚的空军基地,输送了大部分人员装备,以及空袭所需弹药和设备。鉴于中国周边复杂的形式,空军的战略运输需求已经没有时间让大运项目四平八稳的进行。然而目前运-20依然采用进口发动机,目前过渡发动机是应急产品涡扇-18,这是以进口D-30KP-2发动机为基础的国产化动力,属于短平快项目,目前已接近完成,只能在三五年内临时作为运-20和轰-6K的国产动力。而以“太行”发动机为基础的新型涡扇20发动机,才是未来主力机的动力配置。       歼-20是中国自行研制的第一种第四代隐身战斗机,它的研制让中国成为继美国、俄罗斯之后第三个具备研制第四代隐身战斗机的国家。总体上,在亚音速续航力、超音速续航力进而超音速持续转向能力方面,歼-20甚至优于T-50和F-22战机。然而最大问题依然是发动机,目前歼-20战斗机使用的发动机为俄罗斯研制的AL-31F-M1,该发动机的推力仅为14吨左右,完全不能满足歼-20战斗机的实际需求。为了发挥歼-20战斗机的优秀设计,下一代涡扇-15发动机正在热盼之中,预计定型要在2020年之后。这个速度估计已经让军方等不及了。


急需替换的心脏

 民机同样有更大更艰巨的需求。中国一直是未来也将继续是飞机和发动机的最大买家。为解决发动机薄弱的问题,中航工业在2009年联合上海电气集团等国有企业共同发起成立了中航商用航空发动机有限责任公司,其主要目标是解决国产大涵道比发动机研发、制造等方面的需求。然而这一进展的速度,似乎并不能令人满意。C919去年11月份下线,给心急火燎的国民又是增添无尽的欢喜。尽管这离交付还有很长的时间,我们的脖子已经伸长地跟鸵鸟一般,希望看到这一天早日的到来。“未来20年我们大致需要5000至6000架类似于C919这样的飞机,它所带来的经济拉动作用是巨大的。”中国商飞C919总设计师吴光辉说。发动机,就是巨大的市场经济的动力。它不需要比喻。

更重要的是,随着GE发动机售后服务市场的成熟,基于工业互联网的发动机健康维护业务,已经成为发动机的一个重要而健康的利润来源。它已经完全可以成为服务型制造业的典范了。


技术难在何处

发动机的落后,一直是我国飞机制造业的最大的心痛。发动机研发只要有“三难”:设计难、加工组装难、材料难。航空发动机的零部件工作在高温、高压、高转速条件下,而且要有几千小时的工作寿命,达到很高的可靠性,这对设计、加工以及航空材料的要求非常高。仅仅以材料为例,航空发动机的材料数千种之多,从钢、铝合金到钛合金、陶瓷、单晶高温合金等。制造这些材料,往往需要非常复杂的工艺。以高温合金为例,就需要定向凝固、单晶生长、粉末冶金、机械合金化、陶瓷型芯、陶瓷过滤、等温锻造等。目前国产最先进“太行”发动机仍未使用国外第三代航空动力装置广泛使用的单晶涡轮叶片和整体粉末冶金涡轮盘。


发动机难点列举

然而在这三大技术难关之上,还有一个核心问题就是体制。国产发动机往往并不是按照其自身规律在发展,而是发动机一直在追赶飞机型号。而一款发动机的研制周期要比研制飞机长大约五六年甚至更长,所以发动机的发展,一直在疲于奔命。

体制卡在何处

2011年,有专家呼吁启动“两机专项”即航空发动机和燃气轮机,但是专项却一直未出台。

发动机专项迟迟未获批准的原因主要在于中航工业现有的体制。中航工业集团内部既有发动机业务,也有飞机设计制造业业务。正是这一点,成为了问题的症结。在现有的中航工业体制下面,发动机的发展依附于飞机,研制一个飞机才研制一个发动机。航空发动机只能跟着飞机走,所以航空发动机始终滞后于飞机的发展。

换言之,即使发动机专项是需要国务院向下拨款,但关键问题是拨给谁?航空发动机如果在中航工业内部,即使专项资金划拨给中航工业,也很难保障专项资金不流入其他业务板块。

为了解决这一问题,就只能将航空发动机业务从中航工业剥离出去。考虑到发动机已经成为中国军方和民用最薄弱的链条,单独成立国家发动机公司的方案似乎是唯一的选择。

实际上,分拆发动机和飞机制造业务完全符合国际通例。国际上的飞机制造商大多专注于飞机制造和研发,例如波音和空中客车两大巨头,而发动机则由专门的发动机公司提供,例如通用、普惠和罗尔斯-罗伊斯等。这种分线发展的好处就是,可以先将发动机研制出来,研制飞机的时候再找合适的发动机,


原有体制下的发动机

屋子里的孩子很多,是让老大独立门户的时候了。

国家发动机公司的成立,因此真正成为重磅性的消息。这将使得发动机的发展,彻底摆脱对飞机的依附,大量发动机型号研制都会提上日程,这将使得飞机拥有充分的动力选择。

去年九月底中航旗下的三家发动机上市公司发布的停牌公告,激发了人们对中航工业的“机发分离”极大想象力。单独成立国家发动机公司,将这三家公司资产植入,成为最具操作的可能。

一时间大家都猜到了终于要发生的变化。

单一发动机企业的结构

散落的明珠要串起来

传统发动机强国无不将航空发动机产业视为保持大国地位的核心,给予长期稳定的投入。美、英、法的航空发动机年均科研投资分别为30亿、10亿和9亿美元。美国仅为了下一代发动机综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)一项预研计划就持续17年总投资达50亿美元,相当于我国20年发动机预研总投入的6倍。而且,这仅仅是预研计划。该计划在2005年告一段落,正式进入后继工程VAATE计划,完成IHPTET从实验室到工厂的实际技术转换和新技术的革新,其目标是2017年要比2000年的基线发动机成十倍地增加可承受涡轮推进系统的能力。

相对于中国对航空发动机投入比较少,而且又相互分散,大大地降低了中国航空发动机的发展能力。

而这次新建中国航空发动机集团,预计将把46个单位(包括22个发动机厂所,材料研究院621所,修理厂全部整合起来。

这次所有的发动机资源,将装到一个篮子里了。 

简称

典型产品

中航动力 600893

涡扇WS16、涡轴WZ11、涡桨WJ10等

成发科技 600391

涡扇18A

中航动控 000738

发动机控制系统及部件等

沈阳黎明航空410

涡扇WS10太行系列大推力发动机,参与了WS15的研制

沈阳发动机设计研究所606

WP7/WP13/昆仑/WS10等。参与WS15项目。三大主机所之一

中国航空工业空气动力研究院,627626合并

航空气动力实验研究

西安航空发动机430,又名红旗厂

参与WS15项目,涡扇WS20

中国航空动力动力机械研究所,株洲608

中国的直升机发动机和小发基本都是该所研制的,三大主机所之一

中国燃气涡轮研究所,624

从事航空燃气涡轮发动机研究,研制WS15,三大主机所之一

中航商发

SF-A

5719、5711等三家维修厂

分别隶属于空军装备部、中航工业等

。。。

。。。

部分发动机相关单位

政策之手与市场之手

在中国急于发展航空产业的同时,发动机独立的曙光逐渐显现。

2013年,国务院办公厅关于印发《促进民航业发展重点工作分工方案的通知》指出,引导飞机、发动机和机载设备等国产化。

2015两会上,政府工作报告中明确指出将航空发动机与燃气轮机地位提升至与其他战略新型产业同级,体现国家空前重视程度,市场也强烈预期“两机专项”即将出台。

5月份,国务院印发的《中国制造2025》指出,突破高推重比、先进涡桨(轴)发动机及大涵道比涡扇发动机技术,建立发动机自主发展工业体系,开发先进机载设备及系统,形成自主完整的航空产业链。
太行发动机

自此,国家意志基本形成。

中银国际在一份研究报告中指出,一方面,国防建设装备需求迫切,军用发动机市场潜力巨大,未来10年,预计我国空军、海军新增的军用飞机总数将在3000架左右,对应发动机需求量超过6000台,军用航空发动机市场销售需求将超过1700亿元,发动机后期维修市场需求超过1100亿元。另一方面,民用航空发动机市场未来10年,预计中国民航发动机销售需求量可达4800亿元以上,相应维修及更换零部件服务市场需求可达3200亿元以上。按照这种预测,未来10年,国内军用、民用航空发动机市场规模合计将达到10800亿元。


三家上市公司被分拆

此次分拆,将使得中航工业集团让出航空发动机资产,整个集团管辖的资产无疑缩水。然而,这种分拆不是为了像当年中铁机车总公司分为南北车集团去人为地制造竞争,而是为了聚焦航空发动机资产业务。显然,国家层面正在试图提升航空发动机资产的战略地位。

NASA铝合金大门上刻着一句著名的话——如果我们有梦想,我们就能将其实现。

长按,请关注原创

作者:老知,北京联讯咨询公司专家,资深情报师。有意联系请发送邮件到:zhishipai@yeah.net。发动机相关单位资料,有需要者后台回复申请。

 (免责声明:本文为作者查找文献所作,文中事实未能完全确认,仅供读者参考。)