■ 付玉 羅彧 / 中國(guó)航發(fā)研究院

在市場(chǎng)和自身發(fā)展的雙重驅(qū)動(dòng)下，羅羅公司在4年內(nèi)推出3型“珍珠”發(fā)動(dòng)機(jī)，今年5月推出的“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)更是取代了普惠公司的產(chǎn)品，成為達(dá)索公司“獵鷹”10X的唯一動(dòng)力裝置?！罢渲椤毕盗邪l(fā)動(dòng)機(jī)有望助力羅羅公司重回大型超遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)動(dòng)力市場(chǎng)的領(lǐng)軍地位。

羅羅公司于2021年5月發(fā)布了 “珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)，作為達(dá)索公司全新旗艦型“獵鷹”10X公務(wù)機(jī)的獨(dú)家動(dòng)力裝置?！罢渲椤?0X是“珍珠”發(fā)動(dòng)機(jī)系列的第三個(gè)型號(hào)，也是首款為達(dá)索公務(wù)機(jī)提供動(dòng)力的羅羅發(fā)動(dòng)機(jī)。羅羅公司有望憑借該系列發(fā)動(dòng)機(jī)，重新奪回失去的市場(chǎng)份額。

疫情帶火的大型超遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)及其動(dòng)力市場(chǎng)

持續(xù)了一年多的新冠肺炎疫情對(duì)全球航空市場(chǎng)造成了巨大的沖擊，在當(dāng)前航空出行面臨各種限制、隔離和保持社交距離的情況下，高凈值人士安全出行的需求使公務(wù)航空迎來了發(fā)展的小高峰，亞太地區(qū)的公務(wù)機(jī)機(jī)隊(duì)規(guī)模甚至出現(xiàn)了1.8%的逆勢(shì)上揚(yáng)。根據(jù)2020年10月中旬霍尼韋爾公司發(fā)布的全球公務(wù)航空展望報(bào)告顯示，2021—2030年，全球新公務(wù)機(jī)交付量將達(dá)到7300架，總價(jià)值達(dá)到2350億美元。其中，大型機(jī)及超遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)獲得了運(yùn)營(yíng)商的持續(xù)青睞，預(yù)計(jì)未來5年內(nèi)，大型公務(wù)機(jī)將占領(lǐng)新公務(wù)機(jī)采購(gòu)支出的70%以上。龐巴迪、灣流和達(dá)索三大公務(wù)機(jī)制造商一直處于制造最大、最快和航程最遠(yuǎn)的公務(wù)機(jī)競(jìng)爭(zhēng)中，并分別推出自己的旗艦產(chǎn)品“環(huán)球”7500、“灣流”G700以及“獵鷹”10X來爭(zhēng)取14000km航程范圍的公務(wù)機(jī)市場(chǎng)份額。隨著“獵鷹”10X的正式發(fā)布，大型超遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)市場(chǎng)目前已經(jīng)改頭換面，新的競(jìng)爭(zhēng)格局正在形成。

這一巨大的市場(chǎng)也同樣吸引了發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的關(guān)注，并紛紛加入到該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中。2010年，GE公司的“通行證”（Passport）發(fā)動(dòng)機(jī)被選為龐巴迪的“環(huán)球”7000/8000的動(dòng)力裝置；2014年，普惠加拿大公司研制的PW800發(fā)動(dòng)機(jī)被選為“灣流”G500/G600的動(dòng)力裝置；羅羅公司曾是公務(wù)機(jī)動(dòng)力市場(chǎng)的王者，盡管其推力為65～72kN的BR700系列發(fā)動(dòng)機(jī)一直占據(jù)著較大的市場(chǎng)份額，但該系列發(fā)動(dòng)機(jī)在“獵鷹”5X、“環(huán)球”7000 / 8000等項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)中接連失利，領(lǐng)先地位一度岌岌可危。經(jīng)過6年的潛心研制，羅羅公司于2018年推出首款“珍珠”系列發(fā)動(dòng)機(jī)“珍珠”15作為“環(huán)球”5500和“環(huán)球”6500的動(dòng)力裝置；2019年推出“珍珠”700作為灣流公司G700的動(dòng)力裝置；2021年5月新推出的“珍珠”10X替代了普惠公司的發(fā)動(dòng)機(jī)，成為達(dá)索“獵鷹”10X的唯一動(dòng)力裝置。大型超遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)動(dòng)力市場(chǎng)有可能從三足鼎立逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎痔煜碌男戮置妗?/p>

3種大型超遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)參數(shù)對(duì)比

“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)示意圖

“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)介紹

羅羅公司于2018年推出了“珍珠”系列首款發(fā)動(dòng)機(jī)“珍珠”15，該系列發(fā)動(dòng)機(jī)使用了羅羅公司Advance2預(yù)研項(xiàng)目的核心機(jī)，并融合了BR700發(fā)動(dòng)機(jī)的成熟技術(shù)，兼?zhèn)鋭?chuàng)新性與可靠性，其耗油率、噪聲水平、污染物排放等與BR700系列發(fā)動(dòng)機(jī)相比均有所改善。

羅羅公司此次推出的“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)與其上一代民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)相比，燃油效率提升了5%，污染物排放降低了5%，推力超過80kN，動(dòng)力與效率的融合使飛機(jī)能夠以接近聲速的速度進(jìn)行超長(zhǎng)距離的飛行，實(shí)現(xiàn)卓越的機(jī)場(chǎng)可達(dá)性。“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)還將為航空業(yè)的零碳轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)：短艙制造商勢(shì)必銳（Siprit）公司采用了先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)來設(shè)計(jì)制造全新可組裝的超薄短艙，優(yōu)化了飛機(jī)性能，減小噪聲影響；“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)正在進(jìn)行100%使用可持續(xù)航空燃料（SAF）的測(cè)試，從而減少碳足跡的形成?！罢渲椤?0X發(fā)動(dòng)機(jī)助力“獵鷹”10X成為世界上最環(huán)保的民用飛機(jī)之一。

BR700系列發(fā)動(dòng)機(jī)與“珍珠”系列發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)對(duì)比

此外，作為羅羅公司智能發(fā)動(dòng)機(jī)愿景的一部分，該系列發(fā)動(dòng)機(jī)將集成新一代發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)和先進(jìn)遠(yuǎn)程發(fā)動(dòng)機(jī)診斷功能，并通過雙向通信實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控功能進(jìn)行遠(yuǎn)程配置。羅羅公司將設(shè)計(jì)一個(gè)“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字孿生體，通過9000多個(gè)參數(shù)來跟蹤其性能?！罢渲椤?0X發(fā)動(dòng)機(jī)還將獲得羅羅公司 Corporate Care增強(qiáng)版服務(wù)支持，該服務(wù)涵蓋了包括發(fā)動(dòng)機(jī)短艙、排氣裝置和反推裝置等整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)的維護(hù)工作，能夠以可預(yù)測(cè)的固定價(jià)格全面轉(zhuǎn)移發(fā)動(dòng)機(jī)在翼維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了可靠性。

“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造特點(diǎn)

Advance2核心機(jī)成果集成

“珍珠”系列發(fā)動(dòng)機(jī)之所以能夠快速進(jìn)入市場(chǎng)服役，是因?yàn)樗褂昧肆_羅公司Advance2預(yù)研項(xiàng)目的核心機(jī)。Advance核心機(jī)計(jì)劃于2013年首次公布，但其相關(guān)新聞報(bào)道早在2010年就曾出現(xiàn)，該計(jì)劃的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)民用發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)突破，充實(shí)技術(shù)儲(chǔ)備。其中，Advance2核心機(jī)為雙轉(zhuǎn)子技術(shù)方案，號(hào)稱開啟了雙轉(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的新時(shí)代，包括3個(gè)型號(hào)，總增壓比提升至50∶1，涵道比增加到6.5∶1，涵蓋推力級(jí)44.5～89kN，由2種不同的核心機(jī)和3種低壓系統(tǒng)組成，燃油消耗比上一代產(chǎn)品降低了10%。該方案由羅羅德國(guó)公司牽頭，計(jì)劃用于取代目前羅羅公司公務(wù)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)的BR725發(fā)動(dòng)機(jī)，其外形尺寸與BR725相同，可以實(shí)現(xiàn)原位替代，以便對(duì)市場(chǎng)需求迅速響應(yīng)。此外，該核心機(jī)還可用于支線客機(jī)和部分窄體客機(jī)，若配以大型發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)風(fēng)扇技術(shù)，可滿足150座級(jí)的民機(jī)市場(chǎng)動(dòng)力需求。

增材制造技術(shù)的應(yīng)用

“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)的全新特征之一是采用先進(jìn)的增材制造技術(shù)來制造燃燒室隔熱瓦。該燃燒室隔熱瓦由羅羅公司在英國(guó)羅瑟漢姆（Rotherham）的增材制造工廠設(shè)計(jì)制造，是羅羅公司第一批串行生產(chǎn)的增材制造零件。該零件厚度為1.4mm，每臺(tái)“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)大約包含64塊燃燒室隔熱瓦，共有6種不同的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)上，隔熱瓦通過鑄造或鉆出數(shù)百個(gè)孔來進(jìn)行冷卻，但這限制了更多的能夠增強(qiáng)冷卻效果的幾何圖形的引入。通過增材制造技術(shù)，“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)采用了全新的扇形散熱孔，冷卻空氣通過該散熱孔能以最有效率的方式吸收熱量，并在隔熱瓦表面形成均勻的空氣保護(hù)膜，實(shí)現(xiàn)高效率的燃燒室冷卻、更低的排放并減少渦輪的“熱點(diǎn)”。增材制造技術(shù)應(yīng)用釋放了設(shè)計(jì)與制造的自由度，新的幾何形狀的應(yīng)用使“珍珠”10X燃燒室隔熱瓦的冷卻效率提高了20%。

Advance2 核心機(jī)應(yīng)用的新技術(shù)

此外，“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室隔熱瓦使用的是激光粉末床熔融技術(shù)，這是羅羅公司首次使用該項(xiàng)增材制造技術(shù)，與之前使用的電子束粉末床熔融技術(shù)相比，用于成型的粉末層材料厚度僅為30～50μm，比之前的粉末層更薄，成型更加穩(wěn)定，成本更低，工程過程易于理解，結(jié)果可預(yù)測(cè)。

結(jié)束語(yǔ)

雖然疫情對(duì)航空業(yè)造成了毀滅性的打擊，但公務(wù)機(jī)市場(chǎng)表現(xiàn)卻一枝獨(dú)秀，部分地區(qū)甚至呈現(xiàn)逆勢(shì)上揚(yáng)的態(tài)勢(shì)。羅羅公司此時(shí)推出“珍珠”10X發(fā)動(dòng)機(jī)，既是對(duì)市場(chǎng)的回應(yīng)，更是自身發(fā)展的內(nèi)在需求。羅羅公司盡管屢次受挫，但實(shí)際上早就瞄準(zhǔn)了下一代大型超遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)動(dòng)力市場(chǎng)，通過開展Advance核心機(jī)預(yù)研計(jì)劃實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，通過增材制造等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速交付，并通過云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及智能發(fā)動(dòng)機(jī)等先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行高效率的精準(zhǔn)維護(hù)。羅羅公司目前為超過3600架現(xiàn)役公務(wù)機(jī)提供動(dòng)力，盡管“珍珠”系列發(fā)動(dòng)機(jī)交付量占比還不高，但作為羅羅公司兼具創(chuàng)新性與可靠性的新一代產(chǎn)品，該系列發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?yàn)榱_羅公司重返該市場(chǎng)領(lǐng)軍地位做出有力支持，其未來前景值得進(jìn)一步關(guān)注。