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《大飞机》:普惠的光荣与梦想

2015年03月06日 14:02   来源:《大飞机》杂志   华润熙

  普惠公司的全称为普拉特?惠特尼公司,由弗雷德里克?布兰特?伦休勒于1925年创建,是目前全球主要航空发动机制造商之一。

  普惠公司的总部及其民机部和制造部设在美国东北部康涅狄格州东哈特福德,军机部设在佛罗里达州西棕榈滩。小发动机分部相对独立,位于加拿大魁北克省朗盖尔(近蒙特利尔),称普惠加拿大公司(P&WC),主要研制生产用于支线客机、公务机和直升机的涡桨和涡轴发动机以及小型涡扇发动机。

  崭露头角

  普惠公司自创立后就致力于发展气冷式星型航空发动机,第一个型号“黄蜂”的功率为425?600马力,以后又发展了“大黄蜂”和“小黄蜂”发动机。

  1930年代,上述三个型号都发展出了双排气缸型,称为“双黄蜂”,功率达到1350马力,用于很多种战斗机、轰炸机和运输机,包括当时被称为“空中霸王”的道格拉斯DC-4 客机。各型“双黄蜂”在二战中共生产了173618台。此后,普惠还进一步发展了更大的4排28个气缸的“双黄蜂”,功率高达4300马力,主要用于B-50轰炸机。

  二战后,普惠开始发展涡轮发动机,先从罗罗引进许可权,在美国生产并销售尼恩发动机。接着,普惠又先后发展了J42 和J48发动机。

  真正让普惠感到骄傲的是J57发动机。1952年4月15日对普惠来说是一个特殊的日子。这一天,装有8台J57发动机的波音B-52轰炸机原型机成功升空。

  由于J57性能优越,美军大量采购用来装备其战斗机,包括F-100超佩刀、麦克唐纳的F-101、康维尔的F-102 三角剑等等,普惠一跃成为当时最成功的发动机制造商之一。

  1950年代中期,J57的额定功率不断加大,采用加力燃烧室时推力可达87千牛。接着,普惠发展了J57的扩大型J75(推力可达118千牛)和缩小型J52(推力为38?50千牛),以适应各种飞机的需要。J75主要应用于F-105、F-106和改进的U-2,J52则主要应用于较小型的攻击机,如A-4、A-6等。

  1954年7月15日,装四台J57发动机的波音707试飞成功。J57的民用型JT3逐步成为波音707以及道格拉斯的DC-8选装的发动机。借此,普惠开始大举进军民用飞机发动机领域。

  盛极一时

  虽然J57的推力十分突出,但涡喷发动机的高耗油率妨碍了它的进一步发展。为提升燃油效率,普惠在J57的燃气发生器前端加装了一个两级风扇,发展出JT3D涡扇发动机。波音707-120和DC-8都采用了JT3D。JT3D的军用型TF33则用于B-52H战略轰炸机、C141运输机和E-3A预警机等。

  1963年,普惠推出用于中短程客机的JT8D涡扇发动机。1964年初,装三台JT8D的波音727开始商业运行。波音727共交付了1831架。1960年代后期,JT8D又先后用于麦道DC-9、波音737-100/200以及法国的新型快帆客机等,成为当时最成功的发动机。

  高峰时期,普惠每个工作日要交付17台JT8D。1970年代,普惠将JT8D进一步加以改进,推出了JT8D-200系列发动机,推力加大到82?97千牛,提高了效率,降低了噪声和排放。这一时期,普惠占据了绝大部分单通道客机发动机市场,可以说是盛极一时。

  1970年代末,波音推出757作为727的后继机。罗罗推出RB211-535发动机,抢先夺得启动用户美国东方航空公司的订货。普惠不甘示弱,推出PW2000系列发动机。但罗罗充分利用了先发优势,PW2037/2040只占有不到40%的市场份额。所幸PW2000的军用型F117被选为载重54?68吨的美国空军战略运输机C-17以及C-32A (757军用型)的唯一发动机。

  逐步落后

  1960年代中期以来,波音、麦道和洛克希德都开始发展宽体客机,稍后欧洲成立了空客,推出的第一款产品A300也是宽体客机。普惠瞄准这一市场率先发展推力为191?236千牛的高涵道比涡扇发动机JT9D。

  JT9D成为波音747采用的第一款发动机。1970年1月,安装该发动机的747客机从纽约飞往伦敦,正式投入商业运营。此后,JT9D又用于麦道DC-10和空客A300等机型。

  1970年代后期,普惠推出JT9D-7R系列发动机。JT9D-7R采用三大新技术:宽弦风扇、单晶涡轮叶片和发动机电子调节装置等,降低油耗8%。

  此后,普惠又在JT9D的基础上研制出PW4000发动机。PW4000采用了许多新技术,使发动机结构趋于简单,零件数减少了54%,进一步降低了油耗。PW4000先后发展出很多型号,适用于波音767、777以及空客A310、A330等机型。

  虽说普惠在宽体客机时代也有不错的表现,但自1990年代以来,相比GE和罗罗两大巨头,普惠的市占率逐步缩小,渐渐丧失了原有的领先地位。

  重振雄风

  1980年代,GE和SNECMA合资的CFM公司推出了CFM56系列高涵道比涡扇发动机,逐步在单通道客机市场取得优势。为与之抗衡,普惠联合罗罗、德国MTU公司和日本JAEC公司,组建国际航空发动机公司(IAE),推出V2500系列发动机。虽然V2500在空客A320项目中占有略少于一半的市场份额,但总体销量仍远远落后于CFM56。

  为了重振雄风,普惠全力研制了被称为“静洁动力”的PW1000G系列齿轮传动涡扇发动机(GTF),其主要特点是在风扇和低压压气机之间引入一个减速齿轮箱,使低压转子可以在能取得较高效率的高转速下工作,而风扇则可以在气动损失和噪声都较小的速度下工作,从而提升燃油效率,并降低排放。

  普惠宣称,GTF的油耗可降低12%?13%,噪声可降低24-31dB。经过数年研制,目前已推出五种型号的发动机,分别被加拿大庞巴迪公司的CS-100/300、空客A320neo系列、日本三菱重工的MRJ、俄罗斯伊尔库特的MS-21和巴西的E-jets E2系列等客机所选用。普惠重整雄风的愿望能否实现,航空界正拭目以待。

(责任编辑:缪杰娴)