李會(huì)超

對(duì)民航飛機(jī)感興趣的讀者朋友，一定對(duì)“波音”“空容”這些民航巨頭十分熟悉。我們出行乘坐的大中型噴氣式客機(jī)，一般都由這兩家公司設(shè)計(jì)制造。不過(guò)，現(xiàn)任除了這兩大巨頭，由“中國(guó)商飛”設(shè)計(jì)制造的國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)也逐漸走上歷史舞臺(tái)。雖然很驕傲，但是言歸正傳，我們今天要介紹的并不是這些“臺(tái)前顯貴”，而是叱唣航空領(lǐng)域的“幕后豪門”——發(fā)動(dòng)機(jī)制造商。

我們知道，飛機(jī)能夠翱翔，其動(dòng)力就來(lái)自安裝在翅膀下或機(jī)身上的發(fā)動(dòng)機(jī)。這些圓筒狀的“大家伙”能夠源源不斷地將飛機(jī)前方的空氣吸入自己的“大肚子”，再通過(guò)自身內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，將空氣加速向后噴出，從而使飛機(jī)獲得前進(jìn)的動(dòng)力。要設(shè)計(jì)制造一臺(tái)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，并不是一件容易的事情。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，需要用到氣體動(dòng)力學(xué)、工程熱物理、機(jī)械、電子、自動(dòng)控制等許多學(xué)科的知識(shí)。為了保證飛行的安全，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障的概率要非常低：一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)壽命一般在2萬(wàn)小時(shí)左右，相當(dāng)于每天24小時(shí)開機(jī)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)兩年，而每飛行1 000小時(shí)，其出現(xiàn)空中停車的概率在0.002～0.005次之間。因?yàn)轱w機(jī)可能出現(xiàn)在世界的各個(gè)角落，所以發(fā)動(dòng)機(jī)必須能夠克服灰塵、煙霧、大雨等惡劣環(huán)境帶來(lái)的影響?？諝膺M(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)之后，會(huì)在葉片的作用下被壓縮、加速，然后高速向后噴出。為了達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，葉片必須持續(xù)高速旋轉(zhuǎn)，從而承受巨大的離心力。不僅如此，發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸和重量的限制又要求發(fā)動(dòng)機(jī)葉片必須十分纖薄，這就對(duì)葉片的材料和工藝提出了很高的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)，這種由數(shù)萬(wàn)個(gè)零件組成的機(jī)器，因其設(shè)計(jì)難度極高，被譽(yù)為“工業(yè)皇冠上的明珠”。目前，全世界只有為數(shù)不多的幾個(gè)國(guó)家具備設(shè)計(jì)、制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的能力。而大中型民航客機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)絕大多數(shù)來(lái)自英國(guó)的羅爾斯·羅伊斯公司（簡(jiǎn)稱羅羅），美國(guó)的通用電氣公司（簡(jiǎn)稱通用）和美國(guó)的普拉特·惠特尼公司（簡(jiǎn)稱普惠）。我們剛剛說(shuō)的“臺(tái)前顯貴”們?cè)谠O(shè)計(jì)制造客機(jī)時(shí)，都會(huì)向羅羅、通用、普惠等公司采購(gòu)合適的發(fā)動(dòng)機(jī)。

羅爾斯·羅伊斯公司

提到“羅羅”，就不能不提馳名世界的汽車品牌勞斯萊斯。實(shí)際上，羅羅和勞斯萊斯的英文名都是Rolls-Royce，只是在不同的行業(yè)中被翻譯成了不同的中文名稱。歷史上，羅羅飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司和勞斯萊斯汽車公司是由查爾斯·勞斯和亨利·萊斯創(chuàng)辦的同一家公司，后來(lái)因經(jīng)營(yíng)原因各自獨(dú)立。在第二次世界大戰(zhàn)中，羅羅生產(chǎn)的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)成為抗擊法西斯空中力量的主要?jiǎng)恿?lái)源。在著名的敦刻爾克空戰(zhàn)中，英國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)——“噴火”“颶風(fēng)”“野馬”“蚊式”等都使用了梅林發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)入噴氣時(shí)代后，羅羅為L(zhǎng)-1011“三星”客機(jī)研制的RB211型發(fā)動(dòng)機(jī)成為世界上第一款三轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。在法、英、德聯(lián)合成立空中客車公司并占據(jù)民航客機(jī)市場(chǎng)的半壁江山后，羅羅的“瑞達(dá)”系列發(fā)動(dòng)機(jī)更是大放異彩，瑞達(dá)600、瑞達(dá)500、瑞達(dá)TXB和瑞達(dá)900型發(fā)動(dòng)機(jī)，分別為空客A330、A340、A350、A380等大型寬體客機(jī)提供了澎湃的動(dòng)力。此外，瑞達(dá)系列發(fā)動(dòng)機(jī)還打入美國(guó)市場(chǎng)，成為波音767、777、787等大型寬體客機(jī)的可選發(fā)動(dòng)機(jī)。

通用電氣公司

大家對(duì)“發(fā)明大王”愛迪生的名字應(yīng)該不陌生，通用電氣公司的前身正是愛迪生電燈公司。通用的早期業(yè)務(wù)大都與發(fā)電和照明有關(guān)，他們的工程師的一項(xiàng)重要工作就是不斷改進(jìn)發(fā)電機(jī)使其更高效地發(fā)電。1903年，通用制造出第一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，同年，年輕的工程師莫斯在對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行改造的嘗試中發(fā)現(xiàn)，在空氣進(jìn)入汽輪機(jī)前先對(duì)其進(jìn)行壓縮，能夠有效地提高汽輪機(jī)的工作效率。1917年，當(dāng)通用在改造一種名叫“Liberty”的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)如果把汽輪發(fā)電機(jī)壓縮空氣的原理應(yīng)用到飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上，在空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)前先對(duì)其進(jìn)行壓縮，能夠增加空氣的密度，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的燃燒更加充分。這樣，當(dāng)飛機(jī)飛得很高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率就不會(huì)因?yàn)榭諝庀”《蠓陆盗?。今天，在空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)前對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，已經(jīng)是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)配備。此外，通用在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的一些革新，同樣可以用來(lái)改進(jìn)發(fā)電機(jī)技術(shù)。1948年，通用在測(cè)試J79型發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，采用了一種名叫可調(diào)靜子葉片技術(shù)，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升，特別是肚力飛行速度超越音速，起到了舉足輕重的作用。這種技術(shù)隨即被應(yīng)用到了發(fā)電機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)上，取得了相當(dāng)不錯(cuò)的效果。我們?cè)趪?guó)內(nèi)旅行中最常乘坐的空客A320系列飛機(jī)和波音737系列飛機(jī)，絕大部分子型號(hào)都在使用通用和法國(guó)賽峰公司合作研制的CFM56系列發(fā)動(dòng)機(jī)。而我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的C919客機(jī)，目前使用的也是CFM56的升級(jí)產(chǎn)品-LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)。在大型客機(jī)方面，通用是波音747、777、787等機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)主供應(yīng)商。在波音777系列中，航程最長(zhǎng)、載客量最大的波音777-300ER型客機(jī)只能使用全世界動(dòng)力最強(qiáng)的GE90發(fā)動(dòng)機(jī)，而不能換用其他供應(yīng)商的發(fā)動(dòng)機(jī)。在波音777的下一代機(jī)型波音777X中，GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)又是唯一的發(fā)動(dòng)機(jī)選擇。

普拉特·惠特尼公司

普惠公司本來(lái)是美國(guó)的一家機(jī)床制造商，以機(jī)械設(shè)備加工精度極高見長(zhǎng)。1925年，由于設(shè)計(jì)理念和老東家相左，飛機(jī)工程師弗雷德里克·倫奇勒從原來(lái)的公司辭職，找到普惠機(jī)床公司，闡述了制造風(fēng)冷飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的想法。普惠機(jī)床公司隨即決定，將“普惠”商標(biāo)的使用權(quán)授權(quán)給倫奇勒，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工作，同時(shí)還給了倫奇勒一大筆初始資金。1925年12月，被稱為“改變美國(guó)航空業(yè)”的第一臺(tái)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)R1340“董蜂”問(wèn)世，倫奇勒說(shuō)：“它運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)干凈利索，像一只純種獵犬”。之后，美國(guó)海軍最先采購(gòu)了200臺(tái)。在第二次世界大戰(zhàn)期間，普惠公司開足馬力，為反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)生產(chǎn)了三十多萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，成為美國(guó)最大的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)制造商。在民航飛機(jī)方面，普惠可以為波音777、波音747、空客A330等多種機(jī)型提供發(fā)動(dòng)機(jī)，但市場(chǎng)占有率低于羅羅和通用。但在軍用領(lǐng)域，普惠卻有自己的一番天地，包括美國(guó)第五代主力戰(zhàn)機(jī)F-22在內(nèi)的很多戰(zhàn)斗機(jī)，動(dòng)力都是由普惠提供的。

三家發(fā)動(dòng)機(jī)制造商各有千秋，如果同一種機(jī)型可以同時(shí)選用羅羅、通用或普惠的發(fā)動(dòng)機(jī)，航空公司在向飛機(jī)制造商訂貨時(shí)就必須指定選用哪種。為了維護(hù)方便，同一航空公司的同一機(jī)型一般會(huì)選擇同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。例如法國(guó)航空的空客A330采用的都是通用的發(fā)動(dòng)機(jī)，而俄羅斯航空的空客A330則全部采用羅羅的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，政治因素也會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇，例如英國(guó)的航空公司一般傾向于使用英國(guó)羅羅的產(chǎn)品。