群雄逐鹿 誰領風騷

張晉

回顧過去的2017年，全球航空發動機市場猶如群雄逐鹿的戰場。制造商們一方面“火力全開”地不斷加快發動機交付速度，另一方面也在朝著綠色、環保、高效的目標奮力前行。

2017年，在窄體客機動力市場，CFM國際公司的產量再創新高。普惠新一代GTF發動機投入運營時間不到2年，就迎來了安全運營50萬飛行小時的里程碑。在寬體客機市場，羅羅公司的遄達1000-TEN發動機正式投入商業運營，Advance3下一代發動機完成首次試車，GE公司正在研制的全球最大商用航空發動機GE9X正式進入型號認證測試階段。

2017年，一直以來被高度壟斷的民用航空動力市場，發生了一些微妙的新變化。2017年年末，中國自主研制的大型客機發動機驗證機CJ-1000AX首臺整機在上海完成裝配，并成功實現100%設計轉速穩定運轉。俄羅斯PD-14發動機完成了諸多重要認證測試，按計劃將在2018年完成適航取證。這一切都表明，全球民用航空發動機市場正處于大變局的前夜。

不斷被刷新的紀錄

隨著波音、空客不斷提升飛機交付的數量，發動機制造商的產能也在同步“水漲船高”。

2017年，CFM國際公司憑借LEAP系列發動機的熱賣，繼續“笑傲江湖”。2017年，CFM國際公司發動機產量達到1900臺，超過了2016年的1770臺，創造了新的歷史最高紀錄。截至2017年年底，LEAP系列發動機的訂單數達到了14300臺。

在雙源策略的指導下，CFM國際公司不斷加快從CFM56到LEAP系列發動機的生產線過渡。2017年，LEAP系列發動機產量為459臺，CFM56發動機產量為1441臺。2018年，LEAP系列發動機的產量將進一步提升，預計年交付量在1100～1200臺。根據規劃，隨著CFM56發動機產量的逐步下降，到2020年，CFM國際公司將全面完成生產線的過渡。屆時，LEAP系列發動機的年產量將達到2000臺左右。從市場占有率來看，在窄體客機動力市場，CFM國際公司將繼續穩居第一。

2017年，盡管GTF發動機的產能依舊未能跟上A320neo的生產速度，但這并未對其銷售產生影響。作為普惠“二十年磨一劍”的產品，GTF發動機在投入運營的2年時間里，表現出良好的性能。

2 0 1 8年年初，普惠公司宣布目前服務于A320neo和C系列飛機的GTF發動機迎來了安全運營50萬飛行小時的里程碑。普惠宣稱，在50萬飛行小時中，GTF發動機為用戶節省了2500萬加侖燃油，節約成本總計4500萬美元。鑒于GTF發動機優異的燃油效率，目前已有21家航空公司的135架在役飛機選裝了GTF發動機，在2年時間里實現了16萬架次起降。這對于一款全新的發動機來說是一個很好的成績。截至2017年年底，GTF發動機已經獲得80多家用戶的8000多臺訂單。

2018年，普惠的首要工作是進一步提升產能。從目前來看，提升產能最大的難點在于如何加快鈦鋁合金風扇葉片的生產速度。普惠在新加坡新建的發動機葉片生產廠和日本知名的石川島播磨重工業株式會社在經過初期的生產磨合之后，2018年將進一步提高發動機葉片的交付速度。

與此同時，普惠還在繼續布局全球總裝中心網絡，其中包括：康涅狄格州米德爾頓、緬因州北貝里克、佛羅里達州西棕櫚灘、加拿大米拉貝爾、普惠的德國合作伙伴MTU管理的工廠以及普惠的日本合作伙伴MHIAEL管理的工廠。根據普惠的規劃，未來這些廠區都可以根據需要進行GTF發動機的總裝。因此，預計2018～2020年間，GTF的交付量將達到第一個高峰，年交付量將達到1200～1500臺。

核心技術重大突破

盡管GE和羅羅在寬體客機動力市場的地位短期內無人能撼動，但這兩家企業并沒有因此放慢研發新技術、推出新產品的速度。

作為遄達系列的第三代產品，遄達1000-TEN發動機項目于2012年啟動，當時是專門為波音787-10量身定制的一款產品。如今，這款發動機已經成為787全系列飛機的可選發動機。

值得一提的是，787-10是新一代寬體客機中唯一有兩款發動機可供選擇的機型，因此未來遄達1000-TEN發動機勢必會與GEnx-1B一較高下。目前，GE公司已經計劃通過使用陶瓷基復合材料將GEnx-1B發動機的油耗再降低2%。

2017年，羅羅公司針對新一代發動機核心技術的Advance項目和UltraFan項目都取得了巨大突破。

Advance和UltraFan是羅羅在現有遄達XWB發動機基礎上進行的兩個階段技術研究計劃，前者的目標是提高熱效率，后者的目標是提高推進效率。

2017年3月，羅羅在位于英國布里斯托爾的工廠開始了首臺Advance3發動機核心機的總裝。12月，羅羅在德比工廠對Advance3發動機的核心機進行了首次試車。在不到一個小時的測試里，Advance3發動機的核心機表現基本符合預期。

Advance3核心機使用的風扇由碳/鈦（CTi）合金制成，核心機包括改進過的中、高壓渦輪組件，由用于空客A350- 900飛機的遄達XWB-84發動機風扇系統和用于波音787飛機的遄達1000發動機低壓渦輪組成。此外，在Advance3核心機的首次試車過程中，羅羅還對由陶瓷基復合材料制成的部件、3D打印部件等進行了測試。

UltraFan項目采用齒輪系統驅動風扇，這將是體積更大、涵道比更高的新一代風扇。在這個項目中，動力齒輪箱是羅羅下一代新型齒輪渦扇發動機的關鍵組件，也是需要重點攻克的技術難題。

2017年，羅羅對UltraFan項目的研發主要集中在動力齒輪箱及下一代低速風扇和鈦鋁合金中壓渦輪性能的測試。在2017年已經完成的齒輪箱功能測試中，羅羅公司宣布，新的動力齒輪箱功率達到7萬馬力，創下新的世界紀錄。根據羅羅的規劃，未來該動力齒輪箱的功率將達到10萬馬力。

在羅羅如火如荼地進行新產品研發時，GE公司也在快馬加鞭地推進GE9X發動機的研制。作為為波音777X量身定制的一款產品，GE9X的總增壓比達到了驚人的60以上。由于壓氣機后端和高壓渦輪進氣口的工作溫度已經超過現有常規材料的極限，GE公司投入巨資發展了第四代粉末合金材料、陶瓷基復合材料火焰筒以及一系列先進的冷卻技術。

2017年，GE9X發動機在完成地面試驗后，已經被吊裝在波音747驗證機上，著手進行飛行測試。2017年5月，GE宣布GE9X正式進入型號認證測試階段，這意味著這款全球最大的商用發動機向投入商業運營邁出了重要一步。根據規劃，GE9X將在2018年完成型號認證，2020年左右隨777X一起投入商業運營。

“中國心”漸入佳境

如今，在民用航空領域，中國是一股正在崛起的力量。2017年，C919大型客機成功首飛，國人在歡呼鼓舞的同時，對國產發動機的渴望也變得越來越迫切。2017年年末，國人盼望已久的“中國心”終于揭開了神秘的面紗。

時鐘撥回到2016年，中國航空發動機集團在北京掛牌成立，此舉被業界看作徹底改變了長期以來我國民用航空發動機的研發模式。未來，我國民用航空發動機的發展將擺脫對飛機型號的依賴，發動機項目正式脫離飛機母體，開始尋求獨立發展。

經過近2年的努力，中國航發向國人交出了第一份答卷。2017年年末，大型客機發動機驗證機（CJ-1000AX）首臺整機在上海完成裝配。CJ-1000AX發動機直徑1.95米，長3.29米，由35000多個零部件組成。根據國際慣例，中國航發在CJ-1000AX發動機的研發過程中，采用了“主制造商-供應商”模式，共有24家企業參與項目研制。首臺CJ-1000AX發動機整機的試制和裝配歷時18個月。在此過程中，中國航發突破了鈦合金寬弦高空心率風扇葉片、鋁合金大型薄壁風扇包容機匣、3D打印燃燒室燃油噴嘴等多項關鍵技術，同時也攻克了大直徑、長軸類單元體水平裝配技術難題。

在進行裝配的同時，中國航發還對核心機進行了驗證試驗。CJ-1000AX發動機核心機驗證試驗歷時39天，試驗的目的是驗證各部件及相關系統的性能、功能和匹配性，提前暴露問題，降低整機研制風險。全部核心機驗證試驗累計試車46次，初步驗證了核心機各部件及相關系統的性能、功能和匹配性，同時也驗證了壓氣機分塊預估、燃燒室點火預測、渦輪工作狀態分析和國內首次開發的“骨架特性”性能仿真模型等技術，有效補充和豐富了核心機的研制體系。在試驗中，CJ-1000AX發動機核心機實現了100%穩定運轉。

需要指出的是，由于我國是第一次自主研制具有國際先進水平的大型商用航空發動機，在項目管理、基礎技術積累以及試驗驗證等方面都嚴重缺乏經驗，在研制過程中必然會遇到很多困難和挑戰。因此，如何通過引進國際一流資源，建設具備國際競爭力的研發體系和試驗驗證體系，將是國產民用航空發動機產業能否實現持續、健康發展的關鍵。這項工作周期長、投入大，但一旦建成，其對于我國商用航空發動機產業發展的戰略意義是不言而喻的。

俄羅斯加速復興

近年來，為了重振航空工業，俄羅斯政府不僅投入了大量資金，還對本國航空工業企業進行了數輪重組。為了躋身國際市場，俄羅斯航空工業變得更加開放，開始主動與歐美企業合作，以更加積極的姿態融入世界民用航空市場。

俄羅斯聯合發動機公司（UEC）正在研制的PD-14發動機對于俄羅斯來說具有非同尋常的意義。PD-14項目的啟動和實施，標志著停滯20多年的俄羅斯民用航空發動機產業再次步入正軌。

在2015～2017年間，UEC在伊爾-76LL飛行試驗臺上對PD-14發動機進行了兩個階段的測試。UEC表示，從第二階段的測試情況來看，已經確認PD-14發動機性能覆蓋了MS-21飛行包線對發動機的要求。2017年10月，UEC在雷賓斯克開放測試臺上完成了PD-14發動機鳥撞試驗、葉片脫落試驗等幾項重要試驗。2017年年底，UEC又完成了PD-14發動機第三階段試驗及全封閉臺架試驗。

UEC希望，PD-14發動機可以在今年取得俄羅斯聯邦航空運輸委員會的型號合格證，并投入批產，初期目標是實現年產50臺。同時，UEC還在與EASA合作，希望PD-14發動機能在2019年取得EASA適航證，為日后進入歐洲市場做好準備。

另一款更大級別的PD-35發動機的研制也在同步推進。PD-35是在PD-14的基礎上，通過放大和加級的方式來實現推力增加。這是目前世界上主流的研制方法，有助于縮短研制周期，降低技術風險，減少研發成本。

PD-35項目于2016年啟動，俄羅斯計劃為該項目投入1800億盧布，其中的600億盧布將用于試驗臺建設和購買相關試驗設備。根據計劃，PD-35發動機將在2025年左右投入市場。未來，PD-35發動機將進行系列化發展，除了用于遠程寬體客機之外，還可用于重型運輸機項目。

除了加快新項目的研發之外，俄羅斯也在積極拓展國際轉包生產業務。

近期，俄羅斯發動機制造企業土星公司表示，將從2018年開始為CFM國際公司生產LEAP系列發動機零部件。2004年，土星公司與CFM國際公司的母公司賽峰集團合作，以各占一半股權的方式成立了Power Jet公司，進行SaM146發動機的研制。2010年，SaM146發動機獲得EASA型號合格證，2011年正式投入商業運營。此外，土星公司還與賽峰飛機發動機公司成立了一家名為Volg Aero的合資公司。合資公司的工廠與土星公司相鄰，俄法雙方共投資9700萬美元，廠房面積達到9600平方米，可以容納100多臺設備進行發動機零部件的制造和裝配。該合資公司目前已經開始為LEAP系列發動機生產密封件。

根據有關資料，土星公司計劃購買更多的設備以滿足LEAP系列發動機產能提升的需求。土星公司希望借助這次機會，能夠更加深入地融入全球航空發動機產業鏈。俄羅斯這個昔日的航空強國，正一步步實現它的航空復興之夢。