動力先行 來自GE航空發動機產業發展的啟示

中國航空報訊：縱觀全球航空發動機產業發展歷程，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成功造出美國第一台噴氣式航空發動機I-A，助力美國第一架噴氣式戰機XP-59飛上藍天，美國由此進入噴氣時代。儘管在此之前英國和德國已先後研製出自己的渦輪噴氣發動機並實現噴氣飛行，但隨著美國航空動力產業的跨越式發展，美國作為「後起之秀」一步步實現趕超，成為當今世界航空工業的霸主。這其中，GE航空發動機產業發展起著至關重要的作用，眾多成功與失敗都在詮釋和印證：動力先行是航空產業發展的關鍵。

下好一招先手棋

20世紀60年代末，為了應對蘇聯米格-23和米格-25等先進飛機裝備的威脅，F-14、F-15等全球聞名的戰機應運而生，但是飛機和發動機研製、交付和使用的全過程並非一帆風順，作為戰機動力之一的F100發動機由於研製周期太短、驗證不充分，後期故障頻發，一度讓美國軍方傷透了腦筋。美國軍方總結的寶貴經驗其中之一便是——發動機的研製比飛機要難得多，需要的研製開發周期比飛機要長得多。這也早已成為全球飛機與發動機生產製造廠商的共識——誰能「動力先行」，誰就掌握了競爭的主動權。

1962年，波音聯合GE向美國空軍建議，研製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略轉移能力，並指出當時C-141運輸機動力不足，需要開發劃時代的新型發動機。美國軍方對未來裝備進行了認真分析和研究後，開啟了C-5A「銀河」大型軍用運輸機項目，並明確要求「動力先行」。

GE公司在GE1核心機的基礎上設計了新一代TF39大涵道比渦扇發動機。TF39凝聚了GE公司十幾年的研究精華，以及眾多開創和突破性尖端科技。得益於GE公司始終堅持的部件研製試驗和不斷持續優化，使發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製造商之前就宣布，GE公司的TF39獲得了C-5A的訂單，並要求GE與三家飛機製造商波音、洛克希德和道格拉斯分別簽署合作協議，最終洛克希德在競爭中勝出，承擔C-5A的研製重任。

由於研製時間充分，以及前期技術積累深厚，TF39發動機共完成了17700小時的整機試驗，12萬小時的部件和系統試驗，於1968年順利通過美國空軍鑒定定型後開始批產。1970年，以4台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動機的成功研製，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，也為後來大型民用客機和大涵道比渦輪風扇發動機的研究與開發打下了堅實的基礎。

改寫命運之役

動力先行不只是軍方的經驗和要求，競爭激烈的民用市場上，機會稍縱即逝，如果發動機不能按時交付，或者產品性能不能滿足客戶需求，都會造成極其嚴重的後果。

1967年10月，美國民航當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，加上當時FAA適航取證要求飛機在跑道上滑跑的關鍵位置，一台發動機意外失效，飛機必須靠剩餘的發動機安全起飛。三發250座級大型寬體客機的構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250座級寬體飛機的設計方案，分別由GE和羅羅公司提供動力。

GE公司初始設計的CF6-6發動機已經適合DC-10和L-1011的設計要求，但是GE根據多年的經驗，認為在飛機設計和研製過程中，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，飛機對發動機推力的需求也越來越大，所以在設計階段就留有一定的增推空間，但是仍無法滿足客戶要求，於是又在CF6-6的基礎上推出了CF6-50發動機。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將CF6-50安裝在自己的B-52飛行試驗平台上進行過多次飛行試驗測試。

而另一邊，羅羅公司的RB211發動機陷入了技術「沼澤」。1970年12月，RB211發動機風扇的一攬子技術問題仍得不到有效解決，直接影響了L-1011飛機的研製、取證、製造、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保護，英國政府全面接管羅羅公司的債務，並對其進行了重組。儘管最終RB211發動機走出了泥潭，和L-1011飛機一起在技術上獲得了成功，但是由於發動機交付時間比預期推遲了6年，L-1011飛機的市場早已被吞食乾淨。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務。

科技創新的先遣隊

然而，動力先行，絕不是簡單的「一念成行」。航空發動機領域幾十年的實踐經驗證明，企業投入大量的真金白銀，聚集數以萬計的各相關專業精英，經過精心的組織策劃和數十年堅持不懈的奮力拚搏，才有可能開發出符合市場需求、具有市場競爭力、被客戶所鍾愛的發動機。航空發動機研製涉及到產品設計、製造、工藝、材料、試驗驗證等多個技術領域，只有打好技術基礎，才能研製出高性能的產品，從而在航空發動機高科技領域處於領先地位，在市場競爭中佔據優勢。

「為未來業務的需求做好技術準備，當市場出現需求時即一切就位。」這是GE始終踐行的理念。GE通常要花10～20年的時間進行飛機發動機高新技術的預先研究和開發，以掌握先進技術，積累經驗，規避風險，從而得到性能先進、經濟性良好的發動機型號設計方案。

自20世紀50年代初期，GE就在渦輪噴氣發動機事業部設立了發動機設計、材料、工藝、能源等先進技術的研究開發分部，科技創新成為GE公司噴氣發動機技術進步的重要標誌。

20世紀60年代，GE伊文代爾材料實驗室開發出Rene鎳基合金，起初被用於J79發動機，後來被廣泛應用於GE4、TF39、CF6、F101、T700等型號發動機，對提高發動機性能起到了關鍵作用。

20世紀70年代，GE全面開展了發動機和飛發一體化各個領域技術的研究、開發、設計、試驗工作，這些先進技術在20世紀80年代甚至進入21世紀後都得到了充分利用，並發揮了舉足輕重的作用。

同時，GE公司藉助於美國政府資助的一系列航空發動機高科技發展計劃，不斷開發發動機高新科技，並應用於新型發動機產品的研製和對現有產品性能的改進與完善。獲裝波音777飛機的GE90發動機在設計過程中就大量採用了美國飛機發動機關鍵技術研究計劃中取得的重要成果。

GE在飛機發動機科研和高新技術開發方面的高額投入，成為其產品在市場上立足並取勝的先決條件。

GE航空集團每年都拿出約佔其營業額10%～15%的經費，數額高達十幾億甚至幾十億美元，用于飛機發動機先進技術的研究與開發。其中，20%用於基礎科學，即與航空發動機直接相關的基礎科學研究與開發，如新材料、新工藝、新的計算分析程序和軟體、燃燒基礎理論、空氣動力學、結構力學分析、計算機輔助設計、檢測技術等。30%用於應用技術，即發動機高新科技的工程應用、加工製造以及質量監控；50%用於產品開發，即發動機及相關部件和系統的設計、工藝、工程製造、試驗、適航取證、售後服務等。

動力先行，人才也要跟得上腳步。GE能夠設計出世界上最先進的飛機發動機，離不開其擁有一支完備而出色的項目管理和工程技術人員隊伍。GE的全球研發中心總部和分部吸引著世界上出色的科技專業人才，總部2000人50%以上具有博士學位。GE的傳奇總裁韋爾奇在自傳中寫到，GE飛機發動機集團就像一家卓越工程師和管理人員的職業培訓中心。這些工程師和管理人員同甘共苦，研究、開發、製造出性能卓越的飛機發動機，以理性的價格賣給客戶，為GE公司創造巨額的銷售產值和合理的利潤，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動機產業的發展，即使工業基礎強大如德國寶馬公司，也曾經由於在現代航空發動機行業缺少「懂行」的人才隊伍，白交了數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動機研製，也因為缺乏既有專業技能又有實際經驗的項目管理和工程技術人員，到頭來落得個竹籃打水一場空。

無數事例證明，發動機技術是買不來的，也無法靠「引進、仿造」獲得，沒有任何捷徑，動力要先行，預研必須先行，人才更要先行。

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