劉培軍，李輝全，張鳳梅，谷思宇，李順勇

(1. 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所，北京 100190；2. 青島中科國(guó)晟動(dòng)力科技有限公司，山東 青島 266400；3. 中國(guó)石油管道有限公司，河北 廊坊 065000；4. 中國(guó)石油西南管道公司，昆明 650217)

燃?xì)廨啓C(jī)被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠上的明珠”，是各種類型航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)及其衍生燃?xì)廨啓C(jī)、重型(發(fā)電)燃?xì)廨啓C(jī)、車輛與工業(yè)驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)、艦船動(dòng)力燃?xì)廨啓C(jī)及各種微型燃?xì)廨啓C(jī)的總稱[1]。燃?xì)廨啓C(jī)與航空發(fā)動(dòng)機(jī)在技術(shù)上一脈相承，輕型燃?xì)廨啓C(jī)大部分由航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型研制，重型燃?xì)廨啓C(jī)移植航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研制[2]，航改型燃?xì)廨啓C(jī)與原型航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件90%以上是相同的。

航改型燃?xì)廨啓C(jī)主要應(yīng)用于管線動(dòng)力、循環(huán)發(fā)電和艦船等，目前中國(guó)石油管道已經(jīng)安裝的燃驅(qū)機(jī)組主要為德國(guó)西門子公司(SIEMENS)生產(chǎn)的RB211(原羅爾斯·羅伊斯公司生產(chǎn)，2014年德國(guó)西門子公司收購(gòu)了其航改型燃?xì)廨啓C(jī)和壓縮機(jī)業(yè)務(wù))和通用電氣公司(GE)生產(chǎn)的LM2500+SAC兩型航改型燃?xì)廨啓C(jī)。在國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的天然氣十三五規(guī)劃中，我國(guó)的預(yù)計(jì)目標(biāo)為到2020年，天然氣占一次能源消費(fèi)量的比例由2015年的5.9%，提高至8.3%～10.0%，這其中的需求增量主要來(lái)自大氣污染治理重點(diǎn)地區(qū)的氣化工程、天然氣發(fā)電及分布式能源工程、交通領(lǐng)域氣化工程和節(jié)約替代工程等四大利用工程[3]。初步估計(jì)，2020年天然氣發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1.1億kW以上。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)將在規(guī)模以上城市進(jìn)行天然氣分布式能源的推廣與普及，力爭(zhēng)總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5×104MW[4]。由于中小功率的航改型燃?xì)廨啓C(jī)在啟停速度、單循環(huán)熱效率、安裝等方面都具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，因此分布式能源主要采用中小功率的航改型燃?xì)廨啓C(jī)[5]。未來(lái)十年，僅能源電力行業(yè)，燃?xì)廨啓C(jī)的國(guó)際需求就高達(dá)5 000億美元，如果考慮船舶和制造業(yè)等領(lǐng)域的需求，整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模有望突破萬(wàn)億美元大關(guān)。

1 我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 重型燃?xì)廨啓C(jī)

二十一世紀(jì)初，我國(guó)以“打捆招標(biāo)、市場(chǎng)換技術(shù)”的方式，先后三次共引進(jìn)了F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)與E級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)50多套，引進(jìn)公司主要為美國(guó)通用電氣公司(GE)、日本三菱公司(MHI)和德國(guó)西門子公司(SIEMENS)，由哈汽—美國(guó)通用電氣、東汽—日本三菱、上汽—德國(guó)西門子 、南汽—美國(guó)通用電氣四個(gè)聯(lián)合體進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化制造，國(guó)產(chǎn)化機(jī)型為SGT5-2000E/4000、M701F和V94.3A等[6-8]， 由于國(guó)內(nèi)主機(jī)廠商掌握的技術(shù)主要是燃?xì)廨啓C(jī)分解裝配、冷端零件代加工、部分熱端部件的代加工和外圍的輔助系統(tǒng)配套，引進(jìn)的技術(shù)中不包括燃?xì)廨啓C(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)、熱端關(guān)鍵件制造技術(shù)和控制系統(tǒng)技術(shù)，所以國(guó)內(nèi)重型燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)被國(guó)外企業(yè)壟斷的局面沒(méi)有任何改變。重型燃?xì)廨啓C(jī)的分解和裝配技術(shù)含量不高，在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)就能操作；冷端零件、部分熱端零件的代加工和外圍輔助系統(tǒng)配套也是依據(jù)外商的圖紙進(jìn)行的，不掌握知識(shí)產(chǎn)權(quán)；熱端關(guān)鍵部件修理方面，國(guó)內(nèi)目前有三家合資公司，分別是：通用電氣—哈動(dòng)力—南汽輪能源服務(wù)(秦皇島)有限公司、華瑞(江蘇)燃機(jī)服務(wù)有限公司和三菱重工東方燃?xì)廨啓C(jī)(廣州)有限公司，基本實(shí)現(xiàn)了重型燃?xì)廨啓C(jī)熱端關(guān)鍵零件修理本地化，但維修利潤(rùn)仍然主要掌握在外商手中。

2014年，上海電氣公司收購(gòu)了意大利安薩爾多公司40%的股份，成立了上海電氣燃?xì)廨啓C(jī)有限公司(SGC)和上海安薩爾多燃?xì)廨啓C(jī)科技有限公司(AGT)兩家合資公司，引進(jìn)了重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)、制造和服務(wù)技術(shù)，為重型燃?xì)廨啓C(jī)全面國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)造了條件，下一步的關(guān)鍵是上海電氣的技術(shù)人員能否全面消化吸收燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)、熱端關(guān)鍵零部件的制造技術(shù)和控制技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。上海電氣公司希望用5～10年的時(shí)間，真正掌握重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)、熱端關(guān)鍵部件制造技術(shù)和控制技術(shù)，具備對(duì)現(xiàn)有機(jī)型進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)、升級(jí)和自主開(kāi)發(fā)新型燃?xì)廨啓C(jī)的能力；掌握重型燃?xì)廨啓C(jī)的服務(wù)技術(shù)，具備為用戶提供個(gè)性化定制服務(wù)的能力；具備為用戶提供燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)整體解決方案的能力。

1.2 航改型燃?xì)廨啓C(jī)

我國(guó)航改型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展起步于20世紀(jì)50年代，主要以前蘇聯(lián)的技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行仿制、測(cè)繪、研發(fā)、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。我國(guó)借用前蘇聯(lián)的技術(shù)仿制生產(chǎn)過(guò)WP5-WP8，在此基礎(chǔ)上自主設(shè)計(jì)過(guò)WP13A和WS13，1976年花費(fèi)5億英鎊購(gòu)買了英國(guó)羅爾斯·羅伊斯公司(RR)的SPEYMK202全套技術(shù)，在消化吸收的基礎(chǔ)上研制了WP14和WS9，借鑒俄羅斯的AL31F和SNECMA公司的CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)研制了WS10和WS20，借鑒俄羅斯的技術(shù)目前正在研制的有WS15和WS18A。這些航空發(fā)動(dòng)機(jī)全部用于軍用，但我國(guó)尚不能批量制造性能穩(wěn)定的用于第四代和第五代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)與歐美相比仍有較大差距。

目前形成批量生產(chǎn)的只有1993年從烏克蘭引進(jìn)的艦用燃?xì)廨啓C(jī)GT25000，1998年開(kāi)始以QC280型號(hào)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化，在2003年裝備052B“武漢”驅(qū)逐艦試用，目前QC280已交付70多臺(tái)，返廠修理周期為5 000 h，而歐美同功率級(jí)別的燃?xì)廨啓C(jī)返廠維修周期達(dá)到25 000 h ，兩者差距較大，該型燃?xì)廨啓C(jī)的穩(wěn)定性也遠(yuǎn)不如歐美的產(chǎn)品。2009年4月，國(guó)家能源局在沈陽(yáng)召開(kāi)天然氣長(zhǎng)輸管道關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化工作會(huì)議，確定開(kāi)展以西氣東輸二線工程建設(shè)為依托的燃驅(qū)壓縮機(jī)組等天然氣長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備研制工作。對(duì)艦用GT25000的燃燒室、燃料噴嘴等進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，適用于天然氣燃料，與國(guó)產(chǎn)離心壓縮機(jī)及輔助系統(tǒng)配套使用[9]，2014年9月通過(guò)國(guó)家能源局組織的新產(chǎn)品專家鑒定[10]，該機(jī)組目前已安裝于煙墩壓氣站和衢州壓氣站，正在開(kāi)展工業(yè)性試驗(yàn)。前期出現(xiàn)了一臺(tái)軸流壓氣機(jī)葉片斷裂導(dǎo)致壓氣機(jī)全部損壞，所以還需要花大力氣研究GT25000設(shè)計(jì)存在的缺陷，因?yàn)楫?dāng)年烏克蘭轉(zhuǎn)讓該燃?xì)廨啓C(jī)的全套制造技術(shù)時(shí)，只生產(chǎn)了7臺(tái)，并沒(méi)有大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，還需要相關(guān)單位組織技術(shù)人員不斷掌握外商的設(shè)計(jì)思想，針對(duì)工業(yè)試驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題不斷進(jìn)行改進(jìn)，真正做到不僅知其然而且知其所以然，掌握燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)。

航改型燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)內(nèi)主要用于長(zhǎng)輸天然氣管道驅(qū)動(dòng)，中國(guó)石油是LM2500和RB211兩個(gè)型號(hào)航改型燃?xì)廨啓C(jī)的最大用戶，迫于市場(chǎng)壓力， GE公司和RR公司分別轉(zhuǎn)讓了兩型燃?xì)廨啓C(jī)的大修技術(shù)，包括燃?xì)廨啓C(jī)的完全分解、裝配和試車技術(shù)，零件的清洗、故檢和除五大關(guān)鍵件(兩級(jí)渦輪葉片、兩級(jí)渦輪導(dǎo)向器葉片、燃燒室)以外的零件的修理技術(shù)。管道壓縮機(jī)組維檢修中心[11]是中國(guó)石油下屬單位，從事航改型GE LM2500+SAC和RR RB211-24G兩型30 MW級(jí)燃?xì)獍l(fā)生器大中修理、管道壓縮機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷服務(wù)、管道壓縮機(jī)組運(yùn)維技術(shù)服務(wù)和壓縮機(jī)組運(yùn)維人才培養(yǎng)任務(wù)，目前已經(jīng)建立了兩條修理生產(chǎn)線，培養(yǎng)了一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)修理專業(yè)團(tuán)隊(duì)。西氣東輸各個(gè)地區(qū)公司積累了豐富的航改型燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)歷了較多的故障排查過(guò)程，形成了自主的排故經(jīng)驗(yàn)，基本擺脫了依靠外商現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的局面。

2 航改型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展存在的問(wèn)題

2.1 缺少核心技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)不可能從國(guó)外企業(yè)引進(jìn)，必須依靠我們自主研發(fā)。同時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)不完全是設(shè)計(jì)、計(jì)算出來(lái)的，更為重要的是試驗(yàn)環(huán)節(jié)，主要包括渦輪、燃燒室、壓氣機(jī)等部件的性能試驗(yàn)以及整機(jī)的性能試驗(yàn)。這些試驗(yàn)環(huán)節(jié)不僅需要花費(fèi)大量的資金，而且需要花費(fèi)很長(zhǎng)的周期，我國(guó)由于沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，基礎(chǔ)技術(shù)薄弱制約了中國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)的快速發(fā)展[12]。

運(yùn)行溫度、運(yùn)行壓力、過(guò)載等問(wèn)題一直制約著燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)前進(jìn)的步伐，解決這些問(wèn)題的途徑為，選用最先進(jìn)的材料，采用最為適當(dāng)?shù)募庸すに嚕茖W(xué)合理的設(shè)計(jì)與匹配以及正確的使用維護(hù)。近幾年我國(guó)在材料和零件制造方面取得了一些進(jìn)步，但在部件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成和匹配、如何提高性能和可靠性方面仍然存在問(wèn)題。隨著燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)獬鯗氐奶嵘?，燃燒室的結(jié)構(gòu)和材料以及排放、熱聲震蕩、回火等在較低溫度下沒(méi)有暴露出來(lái)的這一系列問(wèn)題都需要進(jìn)行改進(jìn)，因此，完善試驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｖ匾?。要支持企業(yè)開(kāi)展各個(gè)部件、單元體和整機(jī)試驗(yàn)，要反復(fù)試驗(yàn)、積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)、不斷改進(jìn)和完善設(shè)計(jì)，這需要大量的資金投入和長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)。一般設(shè)計(jì)一款成熟的航空發(fā)動(dòng)機(jī)大概需要20～30年，投入資金大概為數(shù)十億美元。例如美國(guó)的“綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)計(jì)劃”(IHPTET計(jì)劃)，長(zhǎng)達(dá)16年，總投資為45億美元。

2.2 研發(fā)力量分散，且沒(méi)有與實(shí)踐結(jié)合

燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)涵蓋多個(gè)方面的專業(yè)領(lǐng)域，包括研發(fā)設(shè)計(jì)能力，金屬材料制造加工能力，裝配能力，試驗(yàn)?zāi)芰Φ龋枰煌瑢I(yè)領(lǐng)域人才的配合，以此形成從設(shè)備制造、材料制造到系統(tǒng)集成的整套產(chǎn)業(yè)鏈。這其中的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、試驗(yàn)等各環(huán)節(jié)須整合國(guó)內(nèi)各專業(yè)領(lǐng)域資源共同攻克，才能形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)廨啓C(jī)。我國(guó)在2011年確定了燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)兩機(jī)專項(xiàng)，國(guó)內(nèi)的許多企業(yè)、高校與科研院所(包括清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、上海電氣集團(tuán)、東方電氣集團(tuán)等)成立了專門的燃?xì)廨啓C(jī)研究院，其他科研院校也都相繼成立了與燃?xì)廨啓C(jī)研究以及發(fā)展密切相關(guān)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

但是截止到目前，進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)的科研機(jī)構(gòu)、高等院校、制造廠商都是分散著去努力。這些科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)分屬于不同的行業(yè)，目前并沒(méi)有具體措施將其進(jìn)行整合，直接影響了“兩機(jī)專項(xiàng)”中燃?xì)廨啓C(jī)方面的實(shí)質(zhì)性推進(jìn)進(jìn)程，這是目前燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要改進(jìn)的方面。此外，一些高校和科研院所開(kāi)展了燃?xì)廨啓C(jī)材料方面的課題研究，其研究成果在項(xiàng)目結(jié)題之后便就此擱置，并未將其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，也很難找到相應(yīng)的研發(fā)型號(hào)去實(shí)踐。我國(guó)的燃?xì)廨啓C(jī)主機(jī)廠商也處于競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，廠商之間沒(méi)有聯(lián)合合作，這使得原先就比較薄弱的研發(fā)力量更加分散，也造成了許多重復(fù)性工作，這是目前行業(yè)體制上亟待解決的問(wèn)題。

現(xiàn)階段，高等科研院校和科研院所必須與生產(chǎn)企業(yè)緊密結(jié)合聯(lián)系才能形成合力，企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中的很多難題應(yīng)有組織地分解到相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)和高等院校中，與此同時(shí)高等科研院所也應(yīng)該主動(dòng)深入企業(yè)，從企業(yè)實(shí)踐生產(chǎn)所遇到的問(wèn)題中提煉課題，并將科研課題成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，才能在整機(jī)設(shè)計(jì)上有較大的改進(jìn)。我國(guó)“兩機(jī)專項(xiàng)”的發(fā)起人師昌緒院士在研發(fā)九孔渦輪葉片的征程中，也是在貴州黎陽(yáng)工廠長(zhǎng)達(dá)一年多時(shí)間，與工廠技術(shù)人員和工人探討每一項(xiàng)工藝和工序的改進(jìn)，在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，最終成功研發(fā)制造出我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的九孔渦輪葉片。目前我國(guó)的各個(gè)科研院所與工廠是脫節(jié)的，科研人員沒(méi)有與工廠技術(shù)人員和工人形成聯(lián)動(dòng)，理論和實(shí)踐是脫節(jié)的，長(zhǎng)期下去可能阻礙燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)的發(fā)展，只有將這些研發(fā)力量整合起來(lái)，并且與工廠緊密結(jié)合形成推動(dòng)行業(yè)前進(jìn)的合力，才能推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)健康發(fā)展。

2.3 攻關(guān)機(jī)型技術(shù)落后

我國(guó)目前所發(fā)展的大部分機(jī)型是借用俄羅斯的技術(shù)，由于設(shè)計(jì)思路的不同，俄羅斯的發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命明顯要低于歐美的發(fā)動(dòng)機(jī)，我國(guó)仿制或研制的發(fā)動(dòng)機(jī)又略低于俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。歐美的發(fā)動(dòng)機(jī)中只有SPEYMK202是完整轉(zhuǎn)讓了技術(shù)，但它是RR公司二十世紀(jì)七十年代淘汰的產(chǎn)品，目前我國(guó)生產(chǎn)的WS9的使用壽命要略低于RR公司當(dāng)時(shí)的水平，WS10結(jié)合了俄羅斯和歐美的技術(shù)，但是目前發(fā)動(dòng)機(jī)批量生產(chǎn)后質(zhì)量還處于不穩(wěn)定狀態(tài)，還需要在使用的過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，確保WS10能成為我國(guó)一款成熟的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。徹底改變我國(guó)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期依賴采購(gòu)俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史。

在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，我國(guó)目前還沒(méi)有一款自己生產(chǎn)的定型發(fā)動(dòng)機(jī)，中國(guó)商發(fā)2008年成立，目前攻關(guān)的機(jī)型主要有CJ1000和CJ2000，選擇歐美的發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的技術(shù)方向上沒(méi)有問(wèn)題，需要長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)才能不斷完善設(shè)計(jì)。

燃?xì)廨啓C(jī)目前只是全部引進(jìn)了烏克蘭的GT25000的制造技術(shù)，并沒(méi)有走完自主設(shè)計(jì)的全過(guò)程，加上這款機(jī)器在轉(zhuǎn)讓時(shí)只生產(chǎn)了7臺(tái)，沒(méi)有工業(yè)應(yīng)用的長(zhǎng)期積累，另外該款機(jī)器的效率和可靠性都較歐美的燃?xì)廨啓C(jī)有很大的差距，所以前期選擇的攻關(guān)機(jī)型技術(shù)落后也是制約我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)快速健康發(fā)展的原因之一。

3 國(guó)外發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)

輕型燃?xì)廨啓C(jī)通過(guò)航空改型發(fā)展的途徑進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)是一種最快捷、最經(jīng)濟(jì)、最可靠的發(fā)展途徑。以燃?xì)廨啓C(jī)為動(dòng)力的艦船中有接近95%的燃?xì)廨啓C(jī)是航改型燃?xì)廨啓C(jī)。如美國(guó)通用電氣公司(GE)的LM2500燃?xì)廨啓C(jī)、英國(guó)羅爾斯·羅伊斯公司(RR)的WR-21間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)、MT30燃?xì)廨啓C(jī)等，均由航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型發(fā)展而來(lái)。由于燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)大部分的部件結(jié)構(gòu)、整機(jī)系統(tǒng)、材料、裝配工藝以及設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)等體系可共享，所以航改型燃?xì)廨啓C(jī)具有基礎(chǔ)好、風(fēng)險(xiǎn)低、周期短和技術(shù)升級(jí)快等優(yōu)勢(shì)。這也是艦船用燃?xì)廨啓C(jī)采用航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型的原因。

美國(guó)通用電氣公司(GE)在用于B-747/767和A310/330飛機(jī)的CF6-80C2發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，改型發(fā)展了LM6000輕型燃?xì)廨啓C(jī)、LMS100間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)以及MS9001G、MS9001H重型燃?xì)廨啓C(jī)，充分體現(xiàn)出航改型燃?xì)廨啓C(jī)的“一機(jī)為本、滿足多用、縮短周期、節(jié)約成本、衍生多型、形成譜系”的特點(diǎn)，這使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有了更長(zhǎng)久的生命力，形成了更新?lián)Q代的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，也保證了燃?xì)廨啓C(jī)的可靠性、先進(jìn)性，而且顯著縮短了燃?xì)廨啓C(jī)的研制周期，節(jié)約了設(shè)計(jì)、研發(fā)、試驗(yàn)以及制造成本。

目前國(guó)際上主要的30MW級(jí)的航改型燃?xì)廨啓C(jī)見(jiàn)表1，其中LM2500和RB211比其他型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅出力和效率較高，同時(shí)還具有高穩(wěn)定性和可靠性。

表1 國(guó)際上主要的30MW級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)

LM2500燃?xì)廨啓C(jī)是美國(guó)通用電氣公司(GE)研制的一型航改燃?xì)廨啓C(jī)，由航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)TF39(軍用型)及CF6-6(民用型)改制而成。自1970年裝備美國(guó)海軍后，目前已有超過(guò)700臺(tái)LM2500燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用于美國(guó)海軍的170余艘各類艦船中，而在全世界范圍內(nèi)，被用于30多個(gè)國(guó)家海軍的推進(jìn)系統(tǒng)，艦船和工業(yè)應(yīng)用超過(guò)2 400臺(tái)。在工業(yè)中，LM2500系列機(jī)組總運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)4 000萬(wàn)h；在艦船中，LM2500系列燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組總運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)5 000 萬(wàn)h，由于該系列機(jī)組的高性能、高可靠性和高利用率，使得其他任何一型燃?xì)廨啓C(jī)都無(wú)法達(dá)到并超越LM2500系列。

由于設(shè)計(jì)研發(fā)和制造燃?xì)廨啓C(jī)的難度較大，目前的研究趨勢(shì)為在已研制成功的燃?xì)廨啓C(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，提高其性能，目前的LM2500系列就是這一趨勢(shì)的典型案例。LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的功率為25.1 MW，熱效率達(dá)37.5%，以LM2500燃?xì)廨啓C(jī)為基礎(chǔ)，逐步發(fā)展出了LM2500+和LM2500+G4燃?xì)廨啓C(jī)。LM25000+燃?xì)廨啓C(jī)的功率為30.2 MW，熱效率達(dá)38.9%；LM2500+G4燃?xì)廨啓C(jī)功率為35.3 MW，熱效率達(dá)39.1%，燃?xì)廨啓C(jī)的功率和熱效率都得到了不斷地提高。

RB211系列發(fā)動(dòng)機(jī)是由英國(guó)羅爾斯·羅伊斯公司(RR)投入巨額資金研制的發(fā)動(dòng)機(jī)，但這種發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)程并不順利，并導(dǎo)致羅爾斯·羅伊斯公司破產(chǎn)被收為國(guó)有，到1987年，羅爾斯·羅伊斯公司重新歸為私有。RB211發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了”三高”設(shè)計(jì)思想，即高涵道比、高增壓比和高渦輪前溫度，較第一代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)(斯貝、JT3D)推力大增、耗油率大幅度降低。RB211系列發(fā)動(dòng)機(jī)從研制至今，已經(jīng)推出了多種型號(hào)。

1972年4月，RB211-22發(fā)動(dòng)機(jī)裝備洛克希德L-1011“三星”客機(jī)，正式投入運(yùn)營(yíng)。經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)風(fēng)扇和中壓壓氣機(jī)的RB211-22發(fā)動(dòng)機(jī)，形成了RB211-524系列變推力發(fā)動(dòng)機(jī)。其中，RB211-524B、RB211-524C、RB211-524D 三款機(jī)型主要裝備洛克希德L-1011、波音747 經(jīng)典型飛機(jī)；推力更大的RB211-524G、RB211-524H 兩款機(jī)型主要裝備波音747-400 飛機(jī)和波音767飛機(jī)。目前在役的RB211-52發(fā)動(dòng)機(jī)約有480臺(tái)，其中包括440 臺(tái)RB211-524G/H 及其升級(jí)型RB211-524GT/HT。以此為原型機(jī)的RB211-24G燃?xì)廨啓C(jī)全球銷量也超過(guò)600臺(tái)。所以以RB211為原型的系列發(fā)動(dòng)機(jī)不僅衍生了多款成熟的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，也衍生出多款成熟的航改型燃?xì)廨啓C(jī)，極大節(jié)約了研發(fā)經(jīng)費(fèi)和縮短了研制周期，讓企業(yè)的最初研發(fā)技術(shù)煥發(fā)出了強(qiáng)大的生命力。目前，Siemens公司正在推廣的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)還有RB211-Gz和RB211-GT30等。

4 對(duì)我國(guó)航改型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的建議

燃?xì)廨啓C(jī)作為高科技的載體，國(guó)家高度重視行業(yè)發(fā)展，在2016年的全國(guó)兩會(huì)期間，發(fā)改委公布“十三五”規(guī)劃綱要，提出的100個(gè)重大項(xiàng)目中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)項(xiàng)目居于首位。2016年，在國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局共同組織編制的《中國(guó)制造2025-能源裝備實(shí)施方案》中對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃。2016年8月28日，中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)在北京掛牌成立，將整合全國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)力量，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、整機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、關(guān)鍵零件的制造和修理等核心技術(shù)上進(jìn)行科研攻關(guān)。因此，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航改型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)制造方面，建議以下兩點(diǎn)：

4.1 明確發(fā)展方向，優(yōu)選攻關(guān)機(jī)型

航改型燃?xì)廨啓C(jī)可以最大程度的繼承航空發(fā)動(dòng)機(jī)的資源，具有節(jié)約資金成本、縮短研發(fā)周期、降低風(fēng)險(xiǎn)等諸多優(yōu)勢(shì)，是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的一個(gè)最重要方向。在已研制成功的燃?xì)廨啓C(jī)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)不斷地升級(jí)改進(jìn)，逐步改型派生出一系列的燃?xì)廨啓C(jī)，這樣不僅賦予了原型燃?xì)廨啓C(jī)強(qiáng)大的生命力， 而且也形成了更新?lián)Q代的良性發(fā)展態(tài)勢(shì)，同時(shí)也保證了后續(xù)燃?xì)廨啓C(jī)研制試驗(yàn)的穩(wěn)定可靠性、低風(fēng)險(xiǎn)、低成本、短周期。由于俄羅斯的發(fā)動(dòng)機(jī)在使用壽命和穩(wěn)定性方面要明顯低于歐美發(fā)動(dòng)機(jī)，從轉(zhuǎn)為民用的航改型燃?xì)廨啓C(jī)著手，借鑒歐美的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是更好的發(fā)展方向。國(guó)外企業(yè)升級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的基本策略是保留并利用原型機(jī)的先進(jìn)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、高性能的材料和涂層, 在原型機(jī)的可靠性和利用率的基礎(chǔ)之上，采用十分保守、很低風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)途徑，以此來(lái)升級(jí)改進(jìn)、加大功率。我們可以借鑒其先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，選擇現(xiàn)有先進(jìn)機(jī)型來(lái)攻關(guān)，并在該機(jī)型的基礎(chǔ)上發(fā)展我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)與航改型燃?xì)廨啓C(jī)。

4.2 軍民融合，綜合利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有資源

在2015年3月12日舉行的中國(guó)十二屆全國(guó)人大三次會(huì)議解放軍代表團(tuán)全體會(huì)議上，我國(guó)第一次明確提出：“把軍民融合發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略”?！笆濉币?guī)劃明確提出，“實(shí)施軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略，形成全要素、多領(lǐng)域、高效益的軍民深度融合發(fā)展格局”。在民用領(lǐng)域像燃?xì)廨啓C(jī)等國(guó)產(chǎn)高端裝備的發(fā)展一直面臨著工業(yè)試運(yùn)行機(jī)會(huì)少、市場(chǎng)推廣難的困境，嚴(yán)重制約了其發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用及市場(chǎng)推廣作為國(guó)家戰(zhàn)略予以支持，以真正實(shí)現(xiàn)其軍民融合發(fā)展，是興國(guó)之舉、強(qiáng)軍之策。我國(guó)從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以充分利用中石油的平臺(tái)以及全國(guó)各地科研院所以及廠家的現(xiàn)有資源，深入消化航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的的設(shè)計(jì)思想，思考已有的設(shè)計(jì)改型文件，建立壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪的試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)積累數(shù)據(jù)，利用試車臺(tái)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷摸索不同的設(shè)計(jì)改動(dòng)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)性能和可靠性的影響，利用燃?xì)廨啓C(jī)站場(chǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)改進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果再去總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取做到不僅知其然而且知其所以然，盡快研制出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航改型燃?xì)廨啓C(jī)，大幅度縮短母型機(jī)的研制時(shí)間，然后在此基礎(chǔ)上縮小、放大、增加燃?xì)獬鯗?、改善冷卻效果、增加涂層耐高溫程度，設(shè)計(jì)出涵蓋10～50 MW不同功率等級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)航改型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)與歐美相比仍有較大差距?，F(xiàn)階段燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)不可能從國(guó)外企業(yè)引進(jìn)，必須依靠我們自主研發(fā)。我國(guó)核心技術(shù)缺乏，相關(guān)技術(shù)研發(fā)力量分散，且沒(méi)有與實(shí)踐結(jié)合，同時(shí)攻關(guān)機(jī)型技術(shù)落后等問(wèn)題制約著我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。針對(duì)以上問(wèn)題文中對(duì)我國(guó)發(fā)展航改型燃?xì)廨啓C(jī)提出了建議：1) 明確發(fā)展方向、優(yōu)選攻關(guān)機(jī)型，2) 軍民融合、綜合利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有資源。