5月末,坐落于天府之国腹地的成都,已有了些许初夏的感觉。由于地处西南边陲,周遭群山密布,独特的地理位置使其成为我国航空工业的重镇之一,赫赫有名的歼10战机就诞生于此。
借助于得天独厚的行业资源,2014年5月28~29日,由中国航空学会主办,中航工业燃气涡轮研究院与中航工业成都发动机(集团)有限公司协办,上海广尧商务咨询有限公司承办的“2014中国航空推进技术高峰论坛”在成都举行,来自国际飞机发动机协会、中国民用航空局、中国商飞、中航工业、俄罗斯中央发动机研究院、GE、罗罗等多家单位的近200名企业代表参会,共同探讨未来民用航空发动机产业的市场需求及最新技术动态。
《大飞机》杂志作为本次论坛的支持媒体应邀参会,记者借此机会与国内外专家进行了广泛沟通与交流。
潜力巨大的市场
上世纪20年代,普惠公司创始人弗里德里克?伦奇勒曾提出“发动机是飞机的心脏”这一观点,如今,这已成为行业共识。目前,从世界范围看,能够独立研制各类飞机的国家有20多个,但能独立研制航空发动机的国家却只有美、俄、英、法、德等少数几个国家。这也意味着庞大的全球发动机市场被上述为数不多的国家所垄断。
国际飞机发动机协会在此次高峰论坛上发布了这样一组数据:目前,全球现有商用飞机20860架,在役发动机44836台。其中,CFM国际公司的市场占有率最高,全球有8648架飞机选装了17656台CFM国际公司的发动机产品,市场占有率达到39%。紧随其后的是GE公司,市场占有率为22%。罗罗、IAE和普惠公司的市场占有率相差不大,分别为13%、11%和10%。CFM国际公司之所以能够占有如此高的市场份额,与其主攻窄体客机市场有很大的关系。
或许是因为在论坛前夕,俄罗斯总统普京透露了中俄将联合研制宽体客机这一重磅信息的缘故,与会的专家代表都对宽体客机及其动力系统给予了极大关注。
中国商飞公司北京民用飞机技术研究中心副主任王光秋在主旨发言中表示,截至2013年12月,装备宽体飞机(包括客机和货机)的发动机市场规模达到近12000台。其中,GE发动机占46%的市场份额,罗罗占23%,普惠占22%。未来20年,预计全球宽体客机数量将以年均5.2%的速度增长,到2032年将达到9497架,相应的发动机总需求量预计为24000台,市场价值达到5200亿美元。
国产发动机引人关注
发动机一直是制约我国航空工业发展的主要瓶颈,也是国家发展大型客机的短板,如果不能解决“中国心”的问题,我国的航空工业就谈不上是一个完整的、独立自主的体系。
因此,我国在启动大型客机项目后不久,就成立了中航商用发动机有限责任公司,致力于为国产客机研制动力系统。在此次高峰论坛上,中航商发设计研发中心高级专家倪金刚向参会代表介绍了目前国产发动机的研制进展。
倪金刚表示,公司正在研制CJ-1000AX验证机,目前的计划是在2018年完成验证机的研制和试车工作,并同步开展部件、系统、工艺、材料等技术的多轮持续改进,以确保发动机满足C919大型客机的技术要求。如果进展顺利,CJ1000-A发动机将于2022年装备C919大型客机,到2026年,CJ1000-B发动机将装备C919延程型客机。
在系列化发展和适航取证方面,中航商发计划用于窄体客机的CJ-1000系列于2018年实现验证机达标,2022~2025年完成适航取证;用于宽体客机的CJ-2000系列计划2020年完成技术预研,2022年完成试验验证机达标,2025~2030年完成适航取证。而针对小型支线客机的CJ-500系列,倪金刚表示,由于目前的市场需求量有限,因此短期内不会启动。
对于与会代表十分关心的国产发动机适航取证问题,来自中国民用航空管理局航空发动机适航审定中心的张弓表示,与民机适航取证一样,我国无论是局方还是制造方申请人都缺乏这方面的经验,但国家层面已经充分意识到提高适航审定能力的重要性。正在进行局方审定试飞的ARJ21-700飞机项目,推动了我国民机适航审定能力的快速提高。未来针对国产发动机项目,局方将进一步探讨与美国FAA、欧洲EASA签署双边适航协议的可能,同时加快组建自己的适航审定队伍。
新技术的竞技场
随着用户对发动机产品的性能、可靠性、维修性、环保性等要求的不断提高,发动机制造商也在不断探索新技术、新材料、新的发动机构型,以满足客户对发动机推进效率和燃油效率近乎苛刻的要求。
论坛期间,罗罗与GE这两家宽体客机发动机市场的“老冤家”分别阐述了各自的创新举措,而普惠公司则希望借助齿轮传动式涡扇发动机(GTF)重新夺回失去的市场。
开式转子技术是罗罗公司野心勃勃的产品开发线路图中最引人关注的技术。公司负责航空研究和技术的总经理西蒙?威克斯博士表示,罗罗在将开式转子发动机引入市场方面已经做了大量工作,关键技术日趋成熟。作为欧洲“净洁天空”研究项目的一部分,公司目前正在策划一项对全尺寸开式转子验证机的飞行试验,但要完成适航取证至少需要花10~15年时间。这意味着开式转子发动机进入服役最早也要等到2025年以后。
此外,罗罗在全新的UltraFan发动机中引入了普惠的GTF技术,计划在2025年投入使用。威克斯博士强调,根据设计,UltraFan的涵道比将达到惊人的15:1,与现有的为A350XWB提供动力的遄达系列发动机相比,其燃油效率将至少提高25%。仅这两项技术的研发,就需要罗罗每年至少投入10亿英镑。
与罗罗潜心研究新技术的思路不同,GE更关注通过在发动机的关键部位大量使用复合材料,来达到减重和提高燃油效率的目标。
GE中国研发中心工程部执行总经理王鹏表示,GE目前正在加速推进波音777X飞机下一代发动机GE9X的研发工作。这款新型发动机将更加注重在油耗、噪声和排放等方面的改进,其燃油效率将比目前的GE90-115B提高10%。根据计划,GE9X将于2016年进行整机测试,2018年取得适航证,2019年装备777X投入运营。
对于普惠公司来说,CFM国际公司的崛起使其市场份额从20世纪60年代的90%,下降到了如今的22%,但GTF技术正在帮助其重新夺回失去的市场,因为它掀起了单通道飞机换发的浪潮。如今,在航空发动机行业的四巨头中,GE与赛峰的合作不断加强,未来普惠与罗罗是否会联手以占据更多的市场份额,或许是航空发动机领域的一个新看点。