縱觀全球航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程，百年老店的美國通用電氣（GE）公司作為參與者之一，書寫了許多濃墨重彩的篇章。1942年，GE成功造出美國第一臺噴氣式航空發(fā)動機I-A，助力美國第一架噴氣式戰(zhàn)機XP-59飛上藍天，美國由此進入噴氣時代。盡管在此之前英國和德國已先后研制出自己的渦輪噴氣發(fā)動機并實現(xiàn)噴氣飛行，但隨著美國航空動力產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展，美國作為“后起之秀”一步步實現(xiàn)趕超，成為當(dāng)今世界航空工業(yè)的霸主。這其中，GE航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，眾多成功與失敗都在詮釋和印證：動力先行是航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
下好一招先手棋
20世紀(jì)60年代末，為了應(yīng)對蘇聯(lián)米格-23和米格-25等先進飛機裝備的威脅，F(xiàn)-14、F-15等全球聞名的戰(zhàn)機應(yīng)運而生，但是飛機和發(fā)動機研制、交付和使用的全過程并非一帆風(fēng)順，作為戰(zhàn)機動力之一的F100發(fā)動機由于研制周期太短、驗證不充分，后期故障頻發(fā)，一度讓美國軍方傷透了腦筋。美國軍方總結(jié)的寶貴經(jīng)驗其中之一便是——發(fā)動機的研制比飛機要難得多，需要的研制開發(fā)周期比飛機要長得多。這也早已成為全球飛機與發(fā)動機生產(chǎn)制造廠商的共識——誰能“動力先行”，誰就掌握了競爭的主動權(quán)。
1962年，波音聯(lián)合GE向美國空軍建議，研制能夠運送坦克等大型武器裝備的運輸機，能較大程度地提高美軍的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移能力，并指出當(dāng)時C-141運輸機動力不足，需要開發(fā)劃時代的新型發(fā)動機。美國軍方對未來裝備進行了認(rèn)真分析和研究后，開啟了C-5A“銀河”大型軍用運輸機項目，并明確要求“動力先行”。
GE公司在GE1核心機的基礎(chǔ)上設(shè)計了新一代TF39大涵道比渦扇發(fā)動機。TF39凝聚了GE公司十幾年的研究精華，以及眾多開創(chuàng)和突破性尖端科技。得益于GE公司始終堅持的部件研制試驗和不斷持續(xù)優(yōu)化，使發(fā)動機每個部件的效率都達到極致。美國軍方在沒有選定飛機制造商之前就宣布，GE公司的TF39獲得了C-5A的訂單，并要求GE與三家飛機制造商波音、洛克希德和道格拉斯分別簽署合作協(xié)議，最終洛克希德在競爭中勝出，承擔(dān)C-5A的研制重任。
由于研制時間充分，以及前期技術(shù)積累深厚，TF39發(fā)動機共完成了17700小時的整機試驗，12萬小時的部件和系統(tǒng)試驗，于1968年順利通過美國空軍鑒定定型后開始批產(chǎn)。1970年，以4臺TF39為動力的C-5A運輸機如期開始裝備部隊。
C-5A大型軍用運輸機和TF39先進大涵道比渦扇發(fā)動機的成功研制，不僅為部隊遠距離投放大型武器裝備和軍需物資提供了高效、快捷、大容積的空中運輸通道，也為后來大型民用客機和大涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的研究與開發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ)。
改寫命運之役
動力先行不只是軍方的經(jīng)驗和要求，競爭激烈的民用市場上，機會稍縱即逝，如果發(fā)動機不能按時交付，或者產(chǎn)品性能不能滿足客戶需求，都會造成極其嚴(yán)重的后果。
1967年10月，美國民航當(dāng)局解除了對機票價格的管制，航空公司開始追求最大限度地降低飛機的里程運營成本，提高其競爭性和盈利性，加上當(dāng)時FAA適航取證要求飛機在跑道上滑跑的關(guān)鍵位置，一臺發(fā)動機意外失效，飛機必須靠剩余的發(fā)動機安全起飛。三發(fā)250座級大型寬體客機的構(gòu)想受到美國各大航空公司的歡迎。道格拉斯公司和洛克希德公司分別推出了DC-10和L-1011三發(fā)250座級寬體飛機的設(shè)計方案，分別由GE和羅羅公司提供動力。
GE公司初始設(shè)計的CF6-6發(fā)動機已經(jīng)適合DC-10和L-1011的設(shè)計要求，但是GE根據(jù)多年的經(jīng)驗，認(rèn)為在飛機設(shè)計和研制過程中，隨著航空公司用戶要求的飛機航程越來越遠、飛行速度越來越快、運載能力越來越強，飛機對發(fā)動機推力的需求也越來越大，所以在設(shè)計階段就留有一定的增推空間，但是仍無法滿足客戶要求，于是又在CF6-6的基礎(chǔ)上推出了CF6-50發(fā)動機。1970年8月，DC-10飛機進行了首飛。而事實上，在此之前，GE公司的飛行試驗團隊已經(jīng)將CF6-50安裝在自己的B-52飛行試驗平臺上進行過多次飛行試驗測試。
而另一邊，羅羅公司的RB211發(fā)動機陷入了技術(shù)“沼澤”。1970年12月，RB211發(fā)動機風(fēng)扇的一攬子技術(shù)問題仍得不到有效解決，直接影響了L-1011飛機的研制、取證、制造、交付等進程，洛克希德公司和訂購了L-1011飛機的航空公司都開始向羅羅公司索要高額賠償金。大量資金被吞噬，羅羅公司不得不申請破產(chǎn)保護，英國政府全面接管羅羅公司的債務(wù)，并對其進行了重組。盡管最終RB211發(fā)動機走出了泥潭，和L-1011飛機一起在技術(shù)上獲得了成功，但是由于發(fā)動機交付時間比預(yù)期推遲了6年，L-1011飛機的市場早已被吞食干凈。洛克希德公司因為銷售不暢未能收回成本，宣告停止了自身的商用飛機業(yè)務(wù)。
科技創(chuàng)新的先遣隊
然而，動力先行，絕不是簡單的“一念成行”。航空發(fā)動機領(lǐng)域幾十年的實踐經(jīng)驗證明，企業(yè)投入大量的真金白銀，聚集數(shù)以萬計的各相關(guān)專業(yè)精英，經(jīng)過精心的組織策劃和數(shù)十年堅持不懈的奮力拼搏，才有可能開發(fā)出符合市場需求、具有市場競爭力、被客戶所鐘愛的發(fā)動機。航空發(fā)動機研制涉及到產(chǎn)品設(shè)計、制造、工藝、材料、試驗驗證等多個技術(shù)領(lǐng)域，只有打好技術(shù)基礎(chǔ)，才能研制出高性能的產(chǎn)品，從而在航空發(fā)動機高科技領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。
“為未來業(yè)務(wù)的需求做好技術(shù)準(zhǔn)備，當(dāng)市場出現(xiàn)需求時即一切就位?！边@是GE始終踐行的理念。GE通常要花10—20年的時間進行飛機發(fā)動機高新技術(shù)的預(yù)先研究和開發(fā)，以掌握先進技術(shù)，積累經(jīng)驗，規(guī)避風(fēng)險，從而得到性能先進、經(jīng)濟性良好的發(fā)動機型號設(shè)計方案。
自20世紀(jì)50年代初期，GE就在渦輪噴氣發(fā)動機事業(yè)部設(shè)立了發(fā)動機設(shè)計、材料、工藝、能源等先進技術(shù)的研究開發(fā)分部，科技創(chuàng)新成為GE公司噴氣發(fā)動機技術(shù)進步的重要標(biāo)志。
20世紀(jì)60年代，GE伊文代爾材料實驗室開發(fā)出Rene鎳基合金，起初被用于J79發(fā)動機，后來被廣泛應(yīng)用于GE4、TF39、CF6、F101、T700等型號發(fā)動機，對提高發(fā)動機性能起到了關(guān)鍵作用。
20世紀(jì)70年代，GE全面開展了發(fā)動機和飛發(fā)一體化各個領(lǐng)域技術(shù)的研究、開發(fā)、設(shè)計、試驗工作，這些先進技術(shù)在20世紀(jì)80年代甚至進入21世紀(jì)后都得到了充分利用，并發(fā)揮了舉足輕重的作用。
同時，GE公司借助于美國政府資助的一系列航空發(fā)動機高科技發(fā)展計劃，不斷開發(fā)發(fā)動機高新科技，并應(yīng)用于新型發(fā)動機產(chǎn)品的研制和對現(xiàn)有產(chǎn)品性能的改進與完善。獲裝波音777飛機的GE90發(fā)動機在設(shè)計過程中就大量采用了美國飛機發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)研究計劃中取得的重要成果。
GE在飛機發(fā)動機科研和高新技術(shù)開發(fā)方面的高額投入，成為其產(chǎn)品在市場上立足并取勝的先決條件。
GE航空集團每年都拿出約占其營業(yè)額10%—15%的經(jīng)費，數(shù)額高達十幾億甚至幾十億美元，用于飛機發(fā)動機先進技術(shù)的研究與開發(fā)。其中，20%用于基礎(chǔ)科學(xué)，即與航空發(fā)動機直接相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究與開發(fā)，如新材料、新工藝、新的計算分析程序和軟件、燃燒基礎(chǔ)理論、空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、計算機輔助設(shè)計、檢測技術(shù)等。30%用于應(yīng)用技術(shù)，即發(fā)動機高新科技的工程應(yīng)用、加工制造以及質(zhì)量監(jiān)控；50%用于產(chǎn)品開發(fā)，即發(fā)動機及相關(guān)部件和系統(tǒng)的設(shè)計、工藝、工程制造、試驗、適航取證、售后服務(wù)等。
動力先行，人才也要跟得上腳步。GE能夠設(shè)計出世界上最先進的飛機發(fā)動機，離不開其擁有一支完備而出色的項目管理和工程技術(shù)人員隊伍。GE的全球研發(fā)中心總部和分部吸引著世界上出色的科技專業(yè)人才，總部2000人50%以上具有博士學(xué)位。GE的傳奇總裁韋爾奇在自傳中寫到，GE飛機發(fā)動機集團就像一家卓越工程師和管理人員的職業(yè)培訓(xùn)中心。這些工程師和管理人員同甘共苦，研究、開發(fā)、制造出性能卓越的飛機發(fā)動機，以理性的價格賣給客戶，為GE公司創(chuàng)造巨額的銷售產(chǎn)值和合理的利潤，也讓所有參與者和合作者都從中受益。
跟隨GE的時間軸看向各國航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，即使工業(yè)基礎(chǔ)強大如德國寶馬公司，也曾經(jīng)由于在現(xiàn)代航空發(fā)動機行業(yè)缺少“懂行”的人才隊伍，白交了數(shù)十億美元給羅羅公司而無所斬獲。印度更是早在20年前就開始了其卡韋瑞發(fā)動機研制，也因為缺乏既有專業(yè)技能又有實際經(jīng)驗的項目管理和工程技術(shù)人員，到頭來落得個竹籃打水一場空。
無數(shù)事例證明，發(fā)動機技術(shù)是買不來的，也無法靠“引進、仿造”獲得，沒有任何捷徑，動力要先行，預(yù)研必須先行，人才更要先行。
聯(lián)系客服
