航空發動機廠商的歷史就不再贅述了,這裡主要談談全球航空發動機行業的格局和主要廠商的技術發展路線。
先來看一張圖
上圖是世界商用航空的發動機市場佔有率圖,需要說明的是這裡的佔有率是按數量統計的,由於不同等級的發動機價格差異極大,所以上圖並不能完全反應市場格局。
從規模和市場佔有率的角度來講,航空發動機的整機生產商可以分為兩個梯隊。
第一梯隊:
具有完全自主研發能力,產品線覆蓋民用、軍用多個領域,產品型號眾多,具有很高的市場佔有率。引用一個很俗的話:航空工業是世界工業領域的皇冠,而航空發動機是這個皇冠上的明珠。從工程師的角度來說,航空發動機的技術門檻非常高,研製難度非常大;從投資人的角度來說,航空發動機對資金要求更高,新型號研發的風險極大,正所謂的不成功便成仁。
正是基於這樣的考慮,航空發動機領域的競爭對手之間總能在死磕的背後悄悄牽手成為合作夥伴,這樣看似貌合神離的夥伴依然能拿下巨額訂單。
主要公司:
通用電氣公司(GE),GE的航空發動機譜系極為廣泛,覆蓋了商用航空、通用航空和大量軍用飛機,波音、空客、巴航工業、龐巴迪和我國的C919上都能看到GE的身影,下面主要介紹一下比較重要的型號,詳細資料可以參考GE航空官網Aircraft Engine
GE90 波音的」主心骨「——波音777的動力,是當時世界上直徑最大的發動機,現在我國三大航逐漸接收的777-300er遠程飛機都是由GE90-115B提供的動力,如果你坐國航飛機去北美,可以留意一下這個翅膀下的大傢伙。
GE9X 波音777的下一代唯一可選動力系統,在777X上號稱比現款降低10%的油耗。
GEnx 波音787的動力系統,可以在發動機尾部的看到標誌性的鋸齒形排氣系統,南航和海航的787都是這款發動機,不過去年發動機碰到了高空結冰的問題,也讓航空公司和製造商比較頭疼。
CF34 廣泛用於各個型號的支線飛機和公務機,包括巴航工業的E-190和我國ARJ21,不過由於巴航工業的新一代E2飛機,單選了普惠產品,GE的CF34發動機前景堪憂。
F404,當前美國艦載機的主力F-18系列飛機,都是由F404提供的動力。大名鼎鼎的B2隱身轟炸機也是GE的發動機。
此外,GE還廣泛參與了通用航空領域,包括為前不久剛首飛的國產公務機領世300提供動力。中國全複合材料渦槳公務機「領世300」首飛成功
普惠公司(P&W)
普惠從活塞式航空發動機起家,與美國航空工業一起成長,軍用領域一直保持強大競爭力,民用領域幾起幾落,隨著齒輪傳動技術的提出,市場份額和野心也在不斷擴張。
PW4000 從1984年投入使用,一直延續到現在,不同衍生型號的發動機推力從52000磅發展到99040磅,使用機型包括空客A300,空客A310,波音747,波音767,波音777,空客A330,也是著名發動機常青樹。
PW1000G系列發動機 這就是普惠應用齒輪傳動技術的新一代發動機,已經被用在多個新一代飛機平臺上,包括已經首飛的龐巴迪C系列飛機,巴航工業E2飛機,日本MRJ支線飛機,俄羅斯新一代單通道飛機MS21和空客A320NEO上。未來普惠還有可能將齒輪傳動技術用在寬體機發動機上。
上圖為普惠的核心技術——齒輪傳動箱,這麼一個安裝在發動機內部的齒輪箱要在輸出極高動力的情況下,保證絕對的可靠,難度可想而知。
上圖為已經完成首飛的龐巴迪C系列飛機,也是第一種將投入商業運營的普惠齒輪傳動發動機,但是今年年中在地面試驗過程中出現嚴重故障,減緩了C系列投入運營的時間,也讓GTF發動機蒙上一層陰影。
下半年備受關注的A320NEO即將首飛,首飛機型採用的是普惠的PW1100G發動機,這款總訂單超過3000架的飛機也是普惠GTF發動機最主要的戰場,可以說它的成敗直接決定了普惠齒輪傳動技術的未來走向。
除了這些大型的商用發動機,普惠還是美國主力戰機F-22和F-35的唯一動力供應商,技術實力可見一斑。
另外,普惠的子公司加拿大普惠公司還是世界上最大的渦槳和渦軸發動機供應商,很多直升機和渦槳飛機都採用加普惠的發動機,包括我們熟悉的國產新舟60飛機。
羅爾斯·羅伊斯公司(RR)(不是勞斯萊斯)
羅羅公司在商用發動機領域具有很強的競爭力,從2012年正式退出IAE合資公司後將主要精力用在寬體機市場。
遄達700發動機
目前空客A330飛機的最主要動力系統,在我國的市場佔有率超過90%。
遄達900發動機
空客A380的動力系統,南航、新加坡航空、阿聯航空都選擇了遄達900,市場佔有率超過50%。
遄達1000發動機
波音787的動力系統,在世界範圍內擁有較高的市場佔有率,但目前國內航空公司還沒有確定訂單。
遄達XWB發動機
空客A350XWB的唯一動力系統,A350XWB也是空客未來的主力機型,目前銷量已經達到748架,也意味著遄達XWB的訂單已經超過1500臺,號稱是羅羅史上銷售最快的發動機。
遄達7000發動機,
羅羅根據空客要求,將遄達1000發動機改進後裝在A330NEO飛機上,就形成了遄達7000發動機,單純發動機的效率可以提高10%。
主要合資公司:
CFM國際公司,由GE公司和法國Snecma公司於上世紀70年代按50:50比例合資成立,針對炙手可熱的單通道飛機市場(100~200座級別,代表機型波音737和空客A320)推出了CFM56發動機,雙方都拿出自己的核心技術,親密無間的完成一次堪稱典範的合作,也是美法基情的重要象徵。從CFM56的名字就能看出,它出自GE的CF6發動機和Snecma的M56發動機。
IAE公司,是由普惠、羅羅、日本航空發動機公司和德國MTU公司在上世紀80年代成立的,普惠和羅羅各佔31.5%的股份,是地位平等的大股東,這四家公司聯合起來研製了V2500發動機,同樣是面向單通道飛機市場,也是為了與CFM56競爭。可以看出,被GE和Snecma」拋下「的小夥伴們又聯起手來了。
Engine Alliance(發動機聯盟),是由GE和普惠成立的合資公司這家公司只有一款發動機,就是空客A380上的GP7200發動機,而A380的另一款發動機是羅羅的Trent 900。讓普惠和GE兩個老冤家聯手對抗羅羅,也是發動機行業各種合縱連橫的集中體現。
第二梯隊:
主要包括法國Snecma公司,美國霍尼韋爾公司(Honeywell),德國MTU公司,日本航空發動機公司以及俄羅斯的發動機公司,這些公司都在各自的技術領域有很強的實力,與第一梯隊的發動機公司在合作中競爭,在競爭中合作,也是世界航空發動機領域的佼佼者。