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【深度好文】世界航空发动机发展趋势及经验

2016-11-16 00:03
汉水狂客
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  世界航空发动机发展上百年来,经历了诸多技术突破和行业变革,从军事到民用,航空发动机的发展取得了长足进步,活塞、涡轮、冲压等发动机相继问世,其中燃气涡轮发动机成为当前应用最广泛的航空发动机。目前,世界主要国家的航空发动机的发展已相当成熟,其发展现状、趋势及发展经验,对我国航空发动机的发展具有重要的参考和借鉴意义。

  世界航空发动机行业现状及趋势

  行业寡头垄断格局明显

  由于航空发动机的高技术、高投入、长周期、高风险等特点,行业进入门槛很高,全球范围内航空发动机经过多年的发展,已呈现出典型、明显的寡头垄断格局。以大推力商用航空发动机为例,目前主要是美国、英国和法国等国家企业占据垄断地位,军用航空发动机也主要集中在美、英、法、俄、中等国家。世界大型民用航空发动机产业已呈现金字塔式的发展格局,处于塔尖位置的整机制造商包括美国的通用电气公司(GE公司)和普拉特·惠特尼公司(PW公司)、英国的罗尔斯·罗伊斯公司(RR公司)以及这三家公司等相互合资成立的CFM(SNECMA、GE合资)、IAE(RR、PW合资)和EA(GE、PW合资)等公司,这些企业具有独立研制航空发动机整机的能力,几乎控制了全球大型民用飞机发动机的核心技术研发、总装集成、销售及客户服务等全部市场。处于塔尖下面位置的法国Snecma公司、美国霍尼韦尔公司、德国MTU公司、意大利Avio公司以及俄罗斯土星、礼炮公司,其本身也具有较完整的航空发动机生产能力,在各自的技术领域具有很强的实力,但产品多为防务产品或者小型发动机,主要为塔尖位置企业提供大部件和核心机部件,属于行业第二梯队的一级供应商。再下一级的供应商以日本和韩国公司为主,包括日本三菱重工、川崎重工、石川岛播磨重工和韩国三星科技公司等,具有强大的航空发动机零部件加工制造能力,主要为上一级企业提供发动机零部件产品。

  发达国家不断强化并控制技术

  在发达国家垄断航空发动机、掌握核心技术的同时,还对其他国家长期实行技术封锁,抑制或排挤其他国家航空发动机的研制发展。如美国将航空发动机产业作为国防科技战略的核心,一直严格控制本国企业航空发动机技术的转移,不仅对我国实行技术封锁,严格限制相关先进技术、部件产品通过合资并购、专利转让或直接贸易等方式卖给中国,甚至在某些核心技术上也对其欧洲盟友实行禁运。

  这些技术包括核心的宽弦风扇空心叶片(钛合金或复合材料)制造技术、整体叶盘制造及修复技术、单晶空心涡轮叶片的制造技术、浮壁式燃烧室制造技术等。同时,发达国家在人力资源方面也实行看不见的封锁,不仅限制发展中国家人员通过相关途径进入航空发动机核心研制领域,而且限制本国航空发动机研发及技术人才向国外转移,以此长期维护其产业垄断地位。

  由于研制一台新型航空发动机一般需要上万小时的试验,发动机从部件研制到投入使用需十数年,费用高达数十亿美元,发展中国家自行研制新型发动机,需要很大的投入,面临巨大的风险和困难,在发达国家垄断并控制技术转移的情况下,无疑将遏制发展中国家的航空发动机发展。

  另外,发达国家还通过强强合作、不断加强新技术研发等,不断扩大垄断地位和优势。如法国斯奈克玛公司,通过并购不断巩固和提升其在发动机研发设计、零部件制造、发动机总成和维修服务产业链中的地位,甚至涉足发动机试车台的建造业务,占据了发动机产业价值链的高附加值部分。近年来,美、英、法三国航空发动机研发经费占各自GDP的比例分别达0.05%、0.08%和0.06%,通用电气公司、普拉特·惠特尼公司、罗尔斯·罗伊斯公司和斯奈克玛公司每年在航空发动机方面的研发投入达10亿美元左右。

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