董幗雄

盡管2019年全球商用飛機(jī)市場可謂風(fēng)云突變，但是全球航空動力市場的表現(xiàn)依舊可以用“平穩(wěn)”二字來形容。從各大制造商公布的訂單數(shù)據(jù)基本可以得出這樣一個結(jié)論，那就是窄體客機(jī)市場，CFM國際公司依然是當(dāng)之無愧的“人生贏家”。在寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)市場，GE公司也用實力印證了“發(fā)動機(jī)的推力與企業(yè)的創(chuàng)新力成正比”這句話。

窄體機(jī)市場：普惠提升明顯

2019年，盡管737MAX停飛對LEAP-1B發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)造成了負(fù)面影響，但是這并不妨礙其訂單數(shù)的增長。憑借著優(yōu)異的運(yùn)營表現(xiàn)，LEAP系列發(fā)動機(jī)在窄體客機(jī)市場的競爭優(yōu)勢已經(jīng)越發(fā)明顯。

2019年，CFM國際公司共收到2148臺發(fā)動機(jī)確認(rèn)和承諾訂單，目錄價格超過307億美元，其中包括180臺CFM56發(fā)動機(jī)和1968臺LEAP系列發(fā)動機(jī)。在交付方面，2019年，盡管受到了737MAX停飛的影響，CFM國際公司仍交付了1736臺LEAP系列發(fā)動機(jī)。

LEAP系列發(fā)動機(jī)之所以能夠受到市場的熱捧，與其優(yōu)異的燃油效率和極佳的穩(wěn)定性有直接的關(guān)系。截至2019年12月末，為三種型號新型窄體客機(jī)提供動力的LEAP-1A、LEAP-1B、LEAP-1C發(fā)動機(jī)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)交付了3000余臺，其中交付中國市場的LEAP-1A發(fā)動機(jī)至今保持了空中停車、中斷起飛、備降返航三大安全指標(biāo)的零紀(jì)錄。對于一款新產(chǎn)品來說，這是一個極其漂亮的成績。

目前，全球安裝LEAP系列發(fā)動機(jī)的機(jī)隊已經(jīng)累計飛行超過600萬飛行小時，其中，中國機(jī)隊累計飛行時間超過60萬飛行小時。截至2019年年末，CFM國際公司收到的LEAP系列發(fā)動機(jī)確認(rèn)訂單已經(jīng)超過19000臺，是當(dāng)之無愧的最為暢銷的窄體飛機(jī)發(fā)動機(jī)。

同時，在C919項目的帶動下，CFM國際公司與中國市場的聯(lián)系變得更為緊密。2019年，搭載LEAP-1C發(fā)動機(jī)的6架C919已經(jīng)全部投入試飛，考慮到未來中國市場LEAP系列發(fā)動機(jī)的數(shù)量還將不斷增多，CFM國際公司決定在中國進(jìn)行LEAP系列發(fā)動機(jī)的培訓(xùn)項目。該培訓(xùn)項目將在廣漢航空發(fā)動機(jī)培訓(xùn)中心進(jìn)行，該中心也是CFM國際公司在美國和法國以外開設(shè)的第三家培訓(xùn)中心。根據(jù)計劃，該中心將先進(jìn)行發(fā)動機(jī)航線維護(hù)、孔探和葉片打磨方面的培訓(xùn)，首批參加培訓(xùn)的公司包括九元航空和山東航空。

除了開設(shè)培訓(xùn)中心之外，2019年CFM國際公司還在中國新設(shè)了一個售后維護(hù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。該維修網(wǎng)絡(luò)設(shè)在珠海摩天宇航空發(fā)動機(jī)維修公司，未來該公司將開展LEAP-1A、LEAP-1B發(fā)動機(jī)維護(hù)、修理和大修業(yè)務(wù)?？梢灶A(yù)見，憑借產(chǎn)品本身的優(yōu)越性能和日趨完善的售后體系，LEAP系列發(fā)動機(jī)未來在窄體客機(jī)市場的領(lǐng)先優(yōu)勢恐怕難以被超越。

對于普惠公司來說，盡管GTF發(fā)動機(jī)2019年訂單數(shù)仍然落后于競爭對手，但是經(jīng)過過去幾年的不斷完善，GTF發(fā)動機(jī)2019年商業(yè)飛行時間相比2018年增長了3倍，可以說也是一個不錯的成績。

2019年，由GTF發(fā)動機(jī)提供動力的飛機(jī)機(jī)隊規(guī)模較2018年增長了近1倍，包括達(dá)美航空、宿務(wù)太平洋航空等13家航空公司將GTF系列發(fā)動機(jī)投入運(yùn)營。普惠公司公開的數(shù)據(jù)顯示，截至2019年12月末，全球有超過600架使用GTF發(fā)動機(jī)的飛機(jī)隨44家航空公司在各地運(yùn)營，累計飛行超過460萬小時。在訂單數(shù)方面，截至2019年年末，普惠已經(jīng)收到了來自80多家客戶的超過1萬臺訂單，這個數(shù)字超過了普惠在過去25年銷售的所有發(fā)動機(jī)總數(shù)。與CFM國際公司的策略類似，隨著越來越多GTF發(fā)動機(jī)投入市場，普惠也開始不斷在售后服務(wù)市場發(fā)力，旨在延伸產(chǎn)品價值鏈。

過去兩年，普惠每年MRO進(jìn)場業(yè)務(wù)量均以翻倍的速度增長，如今公司已經(jīng)在全球建立了8家售后服務(wù)中心，為GTF發(fā)動機(jī)提供支持。但需要指出的是，普惠目前在中國市場還未設(shè)立相關(guān)的維修中心，這或許與中國市場目前裝載GTF發(fā)動機(jī)的飛機(jī)數(shù)量還不多有關(guān)。數(shù)據(jù)顯示，截至2019年年末，中國市場有8家運(yùn)營商運(yùn)營了70多架由GTF發(fā)動機(jī)提供動力的飛機(jī)。但普惠也表示，未來隨著中國市場裝載GTF發(fā)動機(jī)的飛機(jī)數(shù)量增多，公司將會作出適時的調(diào)整。

在培訓(xùn)方面，普惠在北京設(shè)立的培訓(xùn)中心已經(jīng)開始提供GTF發(fā)動機(jī)培訓(xùn)課程，虛擬現(xiàn)實等數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)開始在培訓(xùn)中心使用，而北京培訓(xùn)中心也是普惠全球三大培訓(xùn)中心之一。由于采用了大量的創(chuàng)新技術(shù)，GTF發(fā)動機(jī)在2016年投入市場之后的兩三年時間里，遇到了不少大大小小的問題，但經(jīng)過3年多的磨合，2019年GTF發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定性有了明顯的提升，這也意味著，未來在窄體客機(jī)動力市場，普惠和CFM之間的競爭或?qū)⒏蛹ち摇?/p>

寬體機(jī)市場：雙雄穩(wěn)中求進(jìn)

在寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)市場，恐怕短期內(nèi)還沒有企業(yè)能夠撼動GE和羅羅的市場地位。需要指出的是，相比過去幾年，如今全球航空運(yùn)輸市場對于寬體客機(jī)的需求已經(jīng)有所減少，這也在一定程度上影響了寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)的銷售。但總體來說，無論是在役的產(chǎn)品，還是正在研制中的新一代產(chǎn)品，穩(wěn)中求進(jìn)可以說是寬體客機(jī)動力市場的顯著特點(diǎn)。

2019年，羅羅共交付了510臺寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)，創(chuàng)造了新的交付紀(jì)錄。然而，盡管如此，2019年羅羅營業(yè)虧損仍然高達(dá)8.52億英鎊（約11億美元）。這主要是由于其支出了14億英鎊用于遄達(dá)1000發(fā)動機(jī)的葉片修復(fù)工作。如果去除這部分支出的話，2019年羅羅核心業(yè)務(wù)基礎(chǔ)利潤增長了25%。2020年2月，羅羅公司表示目前已經(jīng)基本解決了長期困擾公司的發(fā)動機(jī)葉片耐久性問題，新的一年公司的盈利水平將大幅增長。

目前，在新寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)訂單中，羅羅的市場份額要優(yōu)于GE，截至2019年年末，遄達(dá)XWB系列發(fā)動機(jī)的累計訂單達(dá)到了1800多臺，是迄今為止銷售最快的寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)。為了加快交付進(jìn)度，目前羅羅正在英國德比和德國達(dá)勒維茨的工廠同時進(jìn)行總裝，保證每天交付一臺遄達(dá)XWB發(fā)動機(jī)。

除了商用飛機(jī)市場之外，羅羅在公務(wù)航空市場也有不錯的表現(xiàn)。2019年羅羅推出了其珍珠發(fā)動機(jī)家族的最新產(chǎn)品——珍珠700，該款發(fā)動機(jī)將裝配灣流最新的G700公務(wù)機(jī)。截至2019年年末，羅羅為全球超過3200架公務(wù)機(jī)提供動力。

2018年，羅羅推出了珍珠系列發(fā)動機(jī)，這也是羅羅過去十年間推出的第七款新型民用發(fā)動機(jī)。珍珠700發(fā)動機(jī)采用了Advance2核心機(jī)和全新低壓系統(tǒng)，比上一代產(chǎn)品的燃油效率和推力分別提高5%、12%，能夠幫助G700公務(wù)機(jī)以接近音速的速度飛行。

此外，2019年羅羅珍珠15發(fā)動機(jī)裝載龐巴迪最新公務(wù)機(jī)環(huán)球5500和環(huán)球6500取得了加拿大交通部適航證。與上一代BR710發(fā)動機(jī)相比，珍珠15具備相同的短艙外廓，但是動力更強(qiáng)勁，達(dá)到了1.5萬磅。2019年，羅羅向龐巴迪交付了首批量產(chǎn)的珍珠15發(fā)動機(jī)。

2019年，GE航空集團(tuán)以強(qiáng)勁增長的業(yè)績迎來了百年慶，截至年末，未交付訂單總量達(dá)2700億美元，同時在全球擁有超過6.4萬臺商用和軍用發(fā)動機(jī)的總裝機(jī)量。

2019年，GE公司最吸引眼球的莫過于在研的GE9X發(fā)動機(jī)。2020年1月25日，以兩臺GE9X發(fā)動機(jī)為動力的777X在位于華盛頓州埃弗雷特的佩恩機(jī)場起飛，順利完成首飛。為了保證首飛順利進(jìn)行，GE研發(fā)團(tuán)隊在位于加州維克多維爾市的747空中試車臺上對GE9X發(fā)動機(jī)進(jìn)行了72次飛行測試，共計超過400飛行小時。

作為目前全球在研的最大推力發(fā)動機(jī)，GE9X發(fā)動機(jī)擁有直徑134英寸的最大尺寸前風(fēng)扇、復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣和16片第四代碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片。其頗具“個性”的技術(shù)特點(diǎn)包括：壓比達(dá)到27‥1的新一代高效高壓壓氣機(jī)、第三代低排放TAPS III燃燒室、3D打印零部件以及應(yīng)用于燃燒室和渦輪的輕質(zhì)且耐久的陶瓷基復(fù)合材料。

2013年，GE開始GE9X發(fā)動機(jī)的設(shè)計與測試工作，截至2020年1月，GE9X發(fā)動機(jī)已經(jīng)完成了超過4100小時的地面和空中測試以及6500次發(fā)動機(jī)循環(huán)。GE公司表示，目前GE9X的各項取證測試即將全部完成，預(yù)計在2020年上半年完成適航取證。盡管這一取證時間比GE早前計劃的已經(jīng)有所推遲，但是由于777X的研制也出現(xiàn)了延期，所以并不會對777X的交付產(chǎn)生影響。

截至2020年1月，GE已經(jīng)生產(chǎn)了8臺GE9X發(fā)動機(jī)以及兩臺備用發(fā)動機(jī)用于支持777X的測試項目，其中3架飛機(jī)的發(fā)動機(jī)已經(jīng)順利交付，剩余的發(fā)動機(jī)會在2020年2月底前全部交付波音。

除了新產(chǎn)品的研發(fā)之外，GE在役的GEnx、GE90等產(chǎn)品在2019年的市場表現(xiàn)可圈可點(diǎn)，無論是巴黎航展還是迪拜航展，這兩款產(chǎn)品都給GE帶來了可觀的訂單。其中，尤為值得一提的是GEnx。2004年，GE推出這款產(chǎn)品，至今已經(jīng)超過15年。截至2019年年末，GEnx發(fā)動機(jī)累計銷售超過2500臺，是GE歷史上銷售最快的寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)。

目前，有超過1700臺GEnx發(fā)動機(jī)為60家航空公司的787飛機(jī)和747-8飛機(jī)提供動力。作為全球第一款同時采用碳纖維復(fù)合材料前風(fēng)扇機(jī)匣和風(fēng)扇葉片的民用航空發(fā)動機(jī)，GEnx風(fēng)扇單元體重量更輕、更耐腐蝕、航線維護(hù)需求更少、可靠性更高。

2013年，GEnx發(fā)動機(jī)進(jìn)入中國市場，目前該型號發(fā)動機(jī)為國內(nèi)超過90%以上的787飛機(jī)提供動力。構(gòu)型的成熟穩(wěn)定使其比競爭對手的產(chǎn)品擁有更好的運(yùn)營表現(xiàn)。也正因為如此，GE在著手為GEnx尋求新的機(jī)遇。GE公開表示，公司將積極參與中俄遠(yuǎn)程寬體客機(jī)CR929的招標(biāo)工作，而公司認(rèn)為GEnx是一款十分合適的產(chǎn)品。

新技術(shù)研發(fā)不停步

2019年，無論是GE還是羅羅，對于大涵道比發(fā)動機(jī)的競爭已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向下一代產(chǎn)品，并且在研發(fā)和驗證方面都取得了重大突破。

其中，羅羅將下一代產(chǎn)品的研發(fā)重點(diǎn)放在了計劃于2020年和2025年服役的Advance和UltraFan項目上，力求鞏固其通過遄達(dá)系列發(fā)動機(jī)樹立的行業(yè)領(lǐng)先地位。

在羅羅下一代產(chǎn)品研發(fā)中，鈦合金空心風(fēng)扇葉片是其核心技術(shù)之一。羅羅耗時多年才最終研發(fā)出穩(wěn)定的、能滿足精度要求的生產(chǎn)工藝，并最終形成了非常輕巧但極其堅固的設(shè)計。2019年末，羅羅正式發(fā)布了風(fēng)扇制造的工藝。

2018年，羅羅凍結(jié)了UltraFan發(fā)動機(jī)的構(gòu)型，并宣布將和空客一起研發(fā)這款發(fā)動機(jī)。2019年，該款發(fā)動機(jī)的核心設(shè)計之一“動力齒輪箱”已在德國完成臺架實驗，輸出效率達(dá)到7萬馬力，這是該項目的一個重要里程碑。同時，以“Advance核心機(jī)+復(fù)合材料葉片+齒輪箱”為典型特征的UltraFan發(fā)動機(jī)各方面測試結(jié)果良好，預(yù)計2021年左右完成相關(guān)地面試車工作，2025年左右投入市場。

為了保障UltraFan發(fā)動機(jī)的研制，羅羅同步開展了一些關(guān)鍵技術(shù)驗證工作。首先是大功率齒輪減速器，羅羅在德國建立了獨(dú)立的減速器試驗平臺，用于評估變速箱內(nèi)部的載荷情況，設(shè)計功率可達(dá)到7.5萬千瓦。同時，可用于UltraFan發(fā)動機(jī)的新型核心機(jī)正隨Advance 3發(fā)動機(jī)驗證機(jī)開展地面試驗。Advance 3發(fā)動機(jī)驗證機(jī)是在核心機(jī)上加裝遄達(dá)XWB發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇系統(tǒng)和遄達(dá)1000發(fā)動機(jī)的低壓渦輪構(gòu)成的，目前已經(jīng)運(yùn)行到近90%的核心機(jī)功率。

此外，值得一提的是，UltraFan項目不僅代表了突破性技術(shù)和羅羅對于未來的宏偉愿景，更是一個前所未有的覆蓋全推力量級（從111千?！?44千牛）的可擴(kuò)展設(shè)計。這一項目不僅體現(xiàn)了羅羅鞏固寬體客機(jī)市場份額的決心，更體現(xiàn)了羅羅想要重回窄體客機(jī)市場的雄心。

為了增強(qiáng)研發(fā)力量，羅羅除了與空客進(jìn)行合作之外，還引入了許多頗具實力的參與者，如與西班牙ITP公司合作開展中壓渦輪設(shè)計、與GKN公司合作開展中介機(jī)匣研制、與利勃海爾公司共同開展齒輪系統(tǒng)研制等。

根據(jù)羅羅的規(guī)劃，2020年左右，空客將在747飛行平臺上對UltraFan發(fā)動機(jī)進(jìn)行整機(jī)試飛測試，并根據(jù)試驗結(jié)果對進(jìn)氣道、短艙、吊架、反推裝置等部件進(jìn)行調(diào)整。顯然，這種在飛機(jī)體系架構(gòu)下的合作，對于降低未來飛發(fā)不協(xié)調(diào)的風(fēng)險、增強(qiáng)潛在客戶的信心方面是很有幫助的。

中俄：奮力追趕

作為衡量一個國家工業(yè)水平的最高標(biāo)準(zhǔn)，目前擁有航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)能力的國家屈指可數(shù)。多年來，中國和俄羅斯正在努力躋身于這個“高級俱樂部”。

中國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)從仿制起步，在民用航空動力市場一直未能形成核心競爭力。在小型發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，近年來通過與法國等西方先進(jìn)國家進(jìn)行國際合作，取得了一定的成績。2019年，中法合作研制的渦軸-16發(fā)動機(jī)獲得中國民航局頒發(fā)的型號合格證，證明其設(shè)計制造達(dá)到了《民用航空適航規(guī)定（CCAR-33）》的安全水平，為該型發(fā)動機(jī)進(jìn)入市場及保障AC352直升機(jī)安全投入運(yùn)營奠定了基礎(chǔ)。

此外，中國航發(fā)正在全力推進(jìn)5000千瓦民用渦槳發(fā)動機(jī)AEP500的設(shè)計研發(fā)工作。與國外相比，我國渦槳發(fā)動機(jī)研制起步晚、型號少、功率覆蓋不全，已經(jīng)定型的型號只有500千瓦級的渦槳-9、2000千瓦級的渦槳-5和3500千瓦級的渦槳-6等三個系列，無法滿足客貨運(yùn)飛機(jī)、特種作業(yè)飛機(jī)等平臺的需求。在此背景下，AEP500發(fā)動機(jī)的研制被提上了日程。2019年北京航展上，中國航發(fā)展出了AEP500核心機(jī)的技術(shù)驗證機(jī)。根據(jù)計劃，該驗證機(jī)將在2023年左右開始測試工作。

在大型商用飛機(jī)發(fā)動機(jī)研發(fā)上，中國航發(fā)已規(guī)劃了三個產(chǎn)品系列，分別是未來可裝配C919大型客機(jī)的“長江”1000、可裝配寬體客機(jī)的“長江”2000和可裝配ARJ21改進(jìn)型的“長江”500。需要指出的是，航空發(fā)動機(jī)研制是一項大型復(fù)雜的系統(tǒng)工程。一般情況下，研制一款全新的發(fā)動機(jī)需要15～20年。此外，航空發(fā)動機(jī)不只是設(shè)計出來的，也是試驗和試飛出來的，適航取證工作的難度絕不亞于飛機(jī)的取證。我國在這方面不僅經(jīng)驗十分有限，進(jìn)行試驗驗證的設(shè)施和工具也亟需補(bǔ)充和完善。與此同時，國內(nèi)現(xiàn)有的試驗驗證設(shè)施和試驗技術(shù)能力還無法滿足大型商用航空發(fā)動機(jī)的研制需求，這已經(jīng)成為制約我國商用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。

由于具備雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)，俄羅斯在大型商用飛機(jī)發(fā)動機(jī)的研發(fā)上步伐更快，但商業(yè)運(yùn)營經(jīng)驗不足、產(chǎn)品穩(wěn)定性不夠是其面臨的主要問題。俄羅斯土星發(fā)動機(jī)公司和法國賽峰集團(tuán)聯(lián)合研制的SaM146發(fā)動機(jī)由于可靠性差，已經(jīng)直接導(dǎo)致了SSJ100飛機(jī)的停場時間大幅拉長，導(dǎo)致一些用戶取消了飛機(jī)訂單。

用于干線飛機(jī)MC-21的PD-14發(fā)動機(jī)已經(jīng)用于飛機(jī)的取證試驗，但可靠性同樣存疑。同時，俄羅斯還在加緊研制更大推力、可用于寬體客機(jī)的PD-35發(fā)動機(jī)。PD-35的研制思路是在PD-14的基礎(chǔ)上，通過放大和加級的方式來實現(xiàn)推力增長。這也是目前世界上主流的研制方法，有助于縮短研制周期，降低技術(shù)風(fēng)險，減少研發(fā)成本。預(yù)計PD-35的研制將耗時10年左右，研發(fā)投入高達(dá)28億美元。

2019年，西方國家對俄羅斯商用飛機(jī)項目進(jìn)行了制裁，復(fù)合材料、關(guān)鍵部件等遭受了西方國家“斷供”，這也使得俄羅斯更加鉚足了勁加快自主研發(fā)的進(jìn)度。但客觀來說，盡管俄羅斯已經(jīng)有了PD-14發(fā)動機(jī)的研制經(jīng)驗，但這并不意味著PD-35的研制會一帆風(fēng)順，尤其是在適航取證方面。眾所周知，適航審查既是航空產(chǎn)品安全的保證，同時也是一道無形的技術(shù)壁壘。從這個角度來看，對于任何想要躋身于這一領(lǐng)域的國家來說都不會是一帆風(fēng)順的。