■ 廖忠權(quán) / 中國航發(fā)研究院

韓國的航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)從發(fā)動機(jī)的修理起步，通過許可證生產(chǎn)和轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，以及研發(fā)能力和生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)，逐步形成了一條能基本進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)研制生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈。在此基礎(chǔ)上，韓國開始自主研發(fā)先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)，借助產(chǎn)品研制投資增強(qiáng)國家產(chǎn)業(yè)能力。

韓國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，從業(yè)人數(shù)非常少，根據(jù)全國航空工業(yè)1.4萬人左右的總從業(yè)人數(shù)判斷，航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)不會超過7000人。在過去較長時期里，航空發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)主要集中在維修和部件生產(chǎn)，年產(chǎn)值在3～5億美元，不足韓國航空產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值的10%。近年來，航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)值處于快速增長中。

產(chǎn)業(yè)布局

韓國的航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)頗有特點(diǎn)，即“麻雀雖小，五臟俱全”，已經(jīng)具備了必要的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。2023年，韓國決定成立一個國家航空航天管理機(jī)構(gòu)——航空航天廳，以改變過去數(shù)十年沒有國家專門管理機(jī)構(gòu)的局面。目前，韓國已有兩個國家級航空科研機(jī)構(gòu)，韓國航空航天研究院（KARI）和韓國國防發(fā)展局（ADD）；有一家整機(jī)制造企業(yè)韓華航空航天公司，也是韓國唯一具備航空發(fā)動機(jī)整機(jī)組裝能力的企業(yè)；還有幾家與航空發(fā)動機(jī)相關(guān)的配套企業(yè)，建有壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪實(shí)驗(yàn)室，以及高空臺等配套基礎(chǔ)設(shè)施。

國家管理機(jī)構(gòu)

韓國航空航天研究院

2022年11月，韓國總統(tǒng)尹錫悅宣布《未來航天經(jīng)濟(jì)路線圖》，旨在將韓國建成航空航天經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國，路線圖中包括建立航空航天廳。2023年2月，韓國政府?dāng)M定《成立及運(yùn)營航空航天廳特別法》草案，計劃在2023年12月成立航空航天廳，旨在效仿美國國家航空航天局（NASA）。

國家研究機(jī)構(gòu)

KARI成立于1989年，現(xiàn)有員工1000余人，其中與航空相關(guān)的約150人，總部位于大田市，并在羅老島、高興郡和濟(jì)州島設(shè)有試驗(yàn)設(shè)施。航空業(yè)務(wù)年均總經(jīng)費(fèi)為3300萬美元，政府直撥經(jīng)費(fèi)約為35%，即1200萬美元，主要負(fù)責(zé)支持包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)、電推進(jìn)系統(tǒng)和超聲速動力等動力系統(tǒng)在內(nèi)的未來飛行器相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究，協(xié)助韓國政府制定國家航空航天發(fā)展政策，規(guī)劃航空項(xiàng)目，對重要飛機(jī)型號開展方案評估，開展科技情報收集和航空航天科普，以及大型基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和管理工作。

韓華航空航天公司航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)車間

ADD是韓國效仿美國國防預(yù)先研究計劃局（DARPA）成立的先進(jìn)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，是國防部直屬裝備研究中心，對包括航空發(fā)動機(jī)在內(nèi)的先進(jìn)裝備技術(shù)開展預(yù)研和攻關(guān)。

整機(jī)企業(yè)

韓國航空產(chǎn)業(yè)集群集中，地域分布主要匯集在東南部的慶尚南道和釜山地區(qū)，兩地占據(jù)了韓國航空生產(chǎn)能力的92%。僅慶尚南道一地就擁有接近80%的產(chǎn)值，號稱“韓國航空硅谷”。航空發(fā)動機(jī)頭部企業(yè)韓華航空航天公司的總部就位于慶尚南道昌原市。

韓華航空航天公司發(fā)展歷程

韓華航空航天公司（原三星特克溫公司），是韓國唯一的航空發(fā)動機(jī)整機(jī)制造企業(yè)，公司最初從發(fā)動機(jī)基地級維修起步，逐步過渡到研制發(fā)動機(jī)及相關(guān)零部件，向包括韓國在內(nèi)的全球各國提供航空發(fā)動機(jī)相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)。目前主營業(yè)務(wù)包括：制造航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)；開發(fā)小型渦輪發(fā)動機(jī)、輔助動力裝置和壓氣機(jī)；開展航空發(fā)動機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的維修。

新進(jìn)入者

值得一提的是，韓國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的新進(jìn)入者也在增加，典型代表就是斗山重工集團(tuán)。

斗山重工是韓國著名的電力設(shè)備集團(tuán)，有較強(qiáng)的燃?xì)廨啓C(jī)開發(fā)能力，已成功開發(fā)了國產(chǎn)大功率重型燃?xì)廨啓C(jī)。2023年8月，公司與ADD簽訂合同，為ADD正在開發(fā)的航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)渦輪葉片等高溫部件，預(yù)計將在2027年前交付，這標(biāo)志著斗山重工集團(tuán)將業(yè)務(wù)從燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域擴(kuò)展到了航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域。

基礎(chǔ)設(shè)施

韓華航空航天公司從1979年開始為美國制造的發(fā)動機(jī)建立大修線，為GE公司的J85、J79和霍尼韋爾公司的T53、T55等軍用發(fā)動機(jī)提供維修服務(wù)。進(jìn)入21世紀(jì)，韓國引進(jìn)F-15K戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行許可證生產(chǎn)，配套建立了配裝F-15K戰(zhàn)斗機(jī)的普惠F100渦扇發(fā)動機(jī)的大修線、總裝線和試車臺。

KARI自1995年開始逐步構(gòu)建壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪，以及航空發(fā)動機(jī)整機(jī)試驗(yàn)和評估設(shè)施，并建有一座小型高空臺。此外，ADD也擁有一座高空臺，用于中等推力軍用渦扇發(fā)動機(jī)試驗(yàn)、核心機(jī)試驗(yàn)以及火箭發(fā)動機(jī)試驗(yàn)。

配裝F100發(fā)動機(jī)的F-15K戰(zhàn)斗機(jī)

發(fā)展現(xiàn)狀

在役飛機(jī)/直升機(jī)動力均為國外發(fā)動機(jī)

韓國在2019年之前，都沒有自主研發(fā)過航空發(fā)動機(jī)，所有在役飛機(jī)和直升機(jī)均采用國外發(fā)動機(jī)，例如，KUH-1通用直升機(jī)的動力是美國GE公司的T700渦軸發(fā)動機(jī)、LAH輕型攻擊直升機(jī)的動力是法國賽峰直升機(jī)發(fā)動機(jī)公司的阿赫耶（Arriel）渦軸發(fā)動機(jī)，而T-50/FA-50輕型戰(zhàn)斗機(jī)采用的是GE公司的F404渦扇發(fā)動機(jī)。韓國航空工業(yè)公司在研的4.5代戰(zhàn)斗機(jī)KF-21目前動力也是采用GE公司的F414渦扇發(fā)動機(jī)。

成為風(fēng)險合作伙伴

韓華航空航天公司立足國內(nèi)研發(fā)環(huán)境和自身技術(shù)積累，具備較強(qiáng)的發(fā)動機(jī)部件開發(fā)能力，參與了GE90、GEnx、PW1000G等先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的研制，為GE公司、普惠公司和羅羅公司提供零部件，并已經(jīng)成為其風(fēng)險合作伙伴。韓華航空航天公司既是GEnx發(fā)動機(jī)的風(fēng)險合作商，也為GE公司的LM2500航改燃?xì)廨啓C(jī)提供低壓渦輪模塊；還擁有普惠公司PW1200G發(fā)動機(jī)項(xiàng)目1%的股份，PW1900G發(fā)動機(jī)項(xiàng)目3%的股份，以及PW1100G發(fā)動機(jī)項(xiàng)目2%的股份。

從韓華航空航天公司承接的國際轉(zhuǎn)包任務(wù)看，公司已具備較強(qiáng)的發(fā)動機(jī)零部件研制生產(chǎn)能力，但承接的任務(wù)多是冷端部件，如發(fā)動機(jī)低壓壓氣機(jī)葉盤。據(jù)此判斷，目前該公司的技術(shù)能力優(yōu)勢還是偏重冷端部件和其他零部件，在熱端部件尤其是核心機(jī)領(lǐng)域的能力偏弱。

開啟自主研發(fā)之路

韓國通過發(fā)起國家和民間研究開發(fā)計劃開展技術(shù)研究，例如，韓國直升機(jī)開發(fā)計劃（KHP）開展了發(fā)動機(jī)和輔助動力裝置的開發(fā)，研究了發(fā)動機(jī)核心機(jī)部件的設(shè)計、分析和試驗(yàn)相關(guān)的技術(shù)；通過與美國、英國和俄羅斯的技術(shù)合作，獲得壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪，以及航空發(fā)動機(jī)整機(jī)設(shè)計和性能評估試驗(yàn)技術(shù)。2010年以后，開展了高增壓比壓氣機(jī)技術(shù)、低排放燃燒室技術(shù)和渦輪冷卻技術(shù)等發(fā)動機(jī)相關(guān)技術(shù)研究，并力圖提高航空發(fā)動機(jī)高空試驗(yàn)的可靠性。

近年以來，為了成為航空航天強(qiáng)國，韓國在此前積累的航空發(fā)動機(jī)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開始自主研發(fā)先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)。目前，韓國有3型渦扇發(fā)動機(jī)正在研發(fā)中。

24.5kN（2500kgf）推力級的小涵道比渦扇發(fā)動機(jī)，自2019年開始研發(fā)，計劃于2025年完成，2026年開始配裝在ADD和KARI開發(fā)的KUS-LW忠誠僚機(jī)上進(jìn)行飛行測試。

44.1kN（4500kgf）推力級的大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)，計劃研發(fā)周期為2024—2030年，之后將安裝在KUS-FC隱身無人偵察機(jī)上。

配裝F414發(fā)動機(jī)的KF-21戰(zhàn)斗機(jī)

93.2kN（9500kgf）推力級的小涵道比渦扇發(fā)動機(jī)，研發(fā)周期為2024—2037年，尺寸和特性將與KF-21戰(zhàn)斗機(jī)目前的動力F414發(fā)動機(jī)相似，研發(fā)成本約38億美元，包括開發(fā)發(fā)動機(jī)、建造測試和評估設(shè)施以及建立渦扇發(fā)動機(jī)適航認(rèn)證系統(tǒng)的費(fèi)用，將由韓國國防部（MND）采購部門國防采辦計劃局（DAPA）和韓華航空航天公司聯(lián)合開發(fā)。

研發(fā)此3型渦扇發(fā)動機(jī)將提高韓國的國防工業(yè)能力，并將拓展韓國有人戰(zhàn)斗機(jī)和無人機(jī)的出口市場，目前這些飛機(jī)受到出口許可證和導(dǎo)彈技術(shù)控制制度的限制。

發(fā)展高超聲速動力技術(shù)

KARI正在推進(jìn)高超聲速動力技術(shù)發(fā)展，通過渦輪沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)的開發(fā)、超燃沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)的開發(fā)等研究為高速發(fā)動機(jī)實(shí)用化制定了框架。

在高超聲速動力方面，從2005年開始，KARI對超燃沖壓發(fā)動機(jī)和組合循環(huán)發(fā)動機(jī)進(jìn)行了設(shè)計和試驗(yàn)研究，制造了超燃沖壓發(fā)動機(jī)和組合循環(huán)發(fā)動機(jī)的地面試驗(yàn)用縮比模型，在國內(nèi)外的試驗(yàn)設(shè)備中都進(jìn)行了設(shè)計驗(yàn)證試驗(yàn)，目前正在推動超燃沖壓發(fā)動機(jī)實(shí)用化。

布局電推進(jìn)

KARI自2010年開始開展電推進(jìn)系統(tǒng)研究，2011年集成韓國開發(fā)的太陽能電池、燃料電池、鋰電池和主動電力控制的電推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用在平流層太陽能無人機(jī)EAV-2上；2012年EAV-2H電推進(jìn)無人機(jī)開展了25h以上的驗(yàn)證飛行；2015年平流層太陽能無人機(jī)EAV-3在18.5km高空連續(xù)飛行12h。KARI于2016年開始進(jìn)行小型混合電推進(jìn)系統(tǒng)研究；2018年開始48kg級傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)用混合電推進(jìn)系統(tǒng)研究，無人機(jī)利用該系統(tǒng)比單純采用鋰電池的飛行時間延長一倍，達(dá)到1h；近些年還開展了有人/無人兩用私人飛機(jī)（OPPAV）的電推進(jìn)系統(tǒng)和150kW級電推進(jìn)系統(tǒng)研究。

KAI的eVTOL概念設(shè)計圖

KAI電動航空技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展規(guī)劃

韓國航空航天工業(yè)公司（KAI）發(fā)布了電動航空技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展規(guī)劃，2025年以后的工作包括：進(jìn)入城市空中交通（UAM）市場，全面掌握電動垂直起降（eVTOL）技術(shù)，建立生產(chǎn)體系并生產(chǎn)整機(jī)，成為eVTOL整機(jī)原始設(shè)備制造商（OEM）；eVTOL軍用改裝的產(chǎn)業(yè)化；eVTOL民用應(yīng)用的推廣；進(jìn)入電動飛機(jī)市場，擴(kuò)大電動飛機(jī)業(yè)務(wù)，目標(biāo)是中型商用飛機(jī)和小型客運(yùn)飛機(jī)。

綜合分析

基礎(chǔ)薄弱，長期未能實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)

在2019年以前，韓國都沒有自主研發(fā)過燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。建國之初，航空工業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱，直到20世紀(jì)70年代，國家開始大力扶持，包括航空工業(yè)在內(nèi)的國防工業(yè)開始獲得較快發(fā)展，但航空工業(yè)發(fā)展不均衡、配套體系不全的問題始終存在。韓國雖然研制了KT-1教練機(jī)、FA-50戰(zhàn)斗機(jī)及KUH-1直升機(jī)，但在航空發(fā)動機(jī)研制方面一直未能突破。這是由于航空發(fā)動機(jī)技術(shù)復(fù)雜、研發(fā)風(fēng)險高、研發(fā)經(jīng)費(fèi)巨大，發(fā)展難度超過飛機(jī)，這些因素使得韓國在建國后數(shù)十年里都沒有自主研發(fā)過航空發(fā)動機(jī)。

產(chǎn)業(yè)集中，小而全

韓國航空發(fā)動機(jī)工業(yè)規(guī)模雖小，但具備相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)、主機(jī)廠和包括高空臺在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室等基礎(chǔ)設(shè)施，擁有整機(jī)集成能力以及培育發(fā)動機(jī)開發(fā)能力的基本硬件基礎(chǔ)。韓國包括發(fā)動機(jī)在內(nèi)的航空產(chǎn)業(yè)采取的是高度集中的產(chǎn)業(yè)集群模式，便于形成集群配套優(yōu)勢。不僅如此，相關(guān)科研機(jī)構(gòu)也采用的是集群模式。例如，KARI所在的大田市是韓國第6大城市，有59所高級教育機(jī)構(gòu)，高校學(xué)生人數(shù)超過11萬；該地區(qū)也是韓國的科技中心，有大約70家科技研究所，近800個高科技企業(yè)，這也使得KARI可以充分利用該地區(qū)的科技資源。

世界航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈

國際合作，培育能力

韓國長期可以從美國獲得價值不菲、技術(shù)先進(jìn)的軍援裝備，可以方便地采購包括發(fā)動機(jī)在內(nèi)的航空裝備，獲得包括GE公司的F100和F404渦扇發(fā)動機(jī)在內(nèi)的生產(chǎn)許可證，也獲得了GE公司提供的F414發(fā)動機(jī)，這有助于韓國獲得一些先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)。此外，韓國長期為GE公司、普惠公司和羅羅公司提供發(fā)動機(jī)零部件轉(zhuǎn)包服務(wù)，并成為風(fēng)險合作商，這有助于韓國累計技術(shù)和學(xué)習(xí)西方的管理經(jīng)驗(yàn)；而且韓國還可以通過國際合作從西方采購國內(nèi)暫時不具備研發(fā)能力的子系統(tǒng)。

自主研發(fā)仍處于起步階段

通過對航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品、技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的分析可知，韓國具備研制航空發(fā)動機(jī)的初步能力，這也是其決定自主研發(fā)3型燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)，但由于韓國畢竟從未自主研發(fā)過先進(jìn)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，經(jīng)驗(yàn)并不豐富，而且研發(fā)人員非常有限，勢必面臨難以預(yù)見的不確定因素。

結(jié)束語

韓國提出建設(shè)成航空航天強(qiáng)國，并開啟自主研發(fā)航空發(fā)動機(jī)之路，具有其憑借的基礎(chǔ)。除了高度集中的航空產(chǎn)業(yè)集群，還建設(shè)了一條規(guī)模不大，但滿足基本需求的航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈，而產(chǎn)業(yè)鏈則是產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展并最終開發(fā)出整機(jī)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。世界所有航空發(fā)動機(jī)強(qiáng)國都有一條完善或相對完善的發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)而形成涵蓋國內(nèi)國外供應(yīng)商的供應(yīng)鏈，而世界領(lǐng)先的發(fā)動機(jī)制造商也都汲汲于構(gòu)建、完善和優(yōu)化自身的供應(yīng)鏈。

此外，韓國在通過國際合作學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的同時，在國內(nèi)建設(shè)了生產(chǎn)線和包括高空臺在內(nèi)的各種實(shí)驗(yàn)室，更通過發(fā)起技術(shù)開發(fā)計劃培育進(jìn)行技術(shù)積累，這是在培育內(nèi)生能力。一個國家自主研發(fā)航空發(fā)動機(jī)乃至建設(shè)航空強(qiáng)國，最終憑借的還是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)積累所形成的內(nèi)生能力。