【深度分析】外媒:中国航空梦依然缺乏“中国心”
导读
中国新一任领导班子提出了“中国梦”,但航空工业的缺乏将阻碍中国成为最终的全球超级大国。而航空工业步履蹒跚就是因为缺少“中国心”,即现代航空发动机。
毫无疑问,中国的航空野心就是要做全球领先的飞机制造商,与波音和空客同台竞争,然后再杀入技术含量极高的商用大涵道比涡扇发动机市场。
虽然由于中国严格的保密制度,无法在这方面给出全面的数据。但中国在商用飞机和商用发动机上的巨额投资已经有目共睹。同时,它也正在追求改革,试图通过根治它的发动机部门,来刺激创新和竞争力。
当中国商发即将在今年9月,完成它的第一架150座级窄体机C919时,它也早已开了300座级宽体机C929的研发。而且如果俄罗斯总统普京的计划一切顺利的话,后者可能成为一个中俄联合宽体机项目,并在2025年服役,并装配其共同研发的发动机。
中国的当代商用涡扇发动机的发展将滞后于它的商业客机,但可能不会落后很多。C919将在2016年装配CFM Leap-1C进行首飞,预计在2022年装配中航工业商发的CJ-1000A。而C929也计划先装配西方发动机首飞,在2030年装配国产的CJ-2000发动机。
这一滞后的原因是,自上世纪80年代中期后,中国选择优先为战斗机研发现代涡扇发动机。但这一努力,也衍生了现代高涵道比涡扇发动机的发展,特别是在过去的十年里,它们还获得了稳定的优先政策支持。这也反过来刺激了上世纪90年代后期的重型运输机的发展,以及后来的商用客机。
近年来,随着中国新一任领导班子提出“中国梦”,它也明白,航空工业的缺乏将阻碍中国成为最终的全球超级大国。而航空工业步履蹒跚就是因为缺少“中国心”,即现代航空发动机。
中国目前仍然完全依赖西方的发动机。在2015年4月中国企业30年新闻发布会上,CFM国际公司就指出,中国已经为其运营的1950架波音和空客窄体客机,订购了3900台CFM56和Leap涡扇发动机。而中国的宽体客机机队动力更是几乎完全依赖于GE,普惠,Engine Alliance和R.R公司。
截至2015年6月,中国商飞已有超过500架C919订单,主要来自于中国客户。该型飞机将首先将使用CFM Leap-1C作为动力,预计在2025年左右,使用中国国产发动机。
而中国表示它不仅要打破国外垄断自己的发动机市场,也暗示着要把产品最终杀出国门。
在2015年5月的中国航天推进技术峰会上,其报道中国在未来可能需要超过1万台涡扇发动机,这将价值980亿美元。而在2014年的峰会上,ACAE通过自己的全球发动机市场数据预测,在未来20年,全世界的宽体客机和支线飞机分别需要20,555台和7840台发动机。
目前来看,中国寻求将大涵道比涡扇发动机研制分为三个阶段:首先,中国利用其成立的国有控股航空企业和相关研究机构,集中在一个庞大的中航工业集团AVIC领导下,AVIC前身可追溯到1951。直到最近,涡扇发动机的设计和制造仍然属于飞机制造商的下属单位。
因此,沈阳黎明航空发动机集团基本只生产沈阳发动机设计研究所设计的发动机,也主要是为沈飞SAC设计的飞机提供动力。同样,中航工业西安航空发动机集团也主要是为西飞XAC设计国产发动机。成都发动机集团则主要生产624所设计的发动机,并也主要为成飞集团CAC提供动力。
虽然这种冗余思路,挺符合毛泽东时代游击战争的战略思想,但它却阻止了一个综合设计、生产和技术研发的现代化公司的发展。
然而,这种模式也取得了一些新型涡扇发动机的研制成功。这种分布式模式最令人印象深刻的是沈阳黎明航空发动机集团,它在上世纪60年代末,通过以军用发动机WS-6为原型机,为新型运输机研发了一款大涵道比涡扇发动机,可惜最终该飞机和发动机都被毛泽东取消。
上世纪80年底中期,黎明公司开始了WS-10A太行军用发动机的研制计划,也开始努力研发高涵道比涡扇发动机和船用燃气轮机。并受到GE使用一个发动机核心机作为发动机系列化的研制思路影响,吸收了CFM56核心机的部分技术,设计和研制了太行发动机核心机。
如今,沈阳黎明的24,000--26,000磅推力(107-116kN)的“WS-20”是中国唯一在天上飞的大涵道比涡扇发动机。自2013年开始,它就被装在伊尔-76飞机上进行飞行测试,开始预计在2015年定型量产,目前来看已经推迟到了2017年或2018年。WS-20有望接替西飞Y-20重型军用运输机目前使用的24000磅推力索洛维约夫D-30KP-2涡轮风扇发动机。根据中国报道,这可能WS-20的推力可能在32000磅。
在2009年11月上海展览时,中国曾多次报道指出,26000磅推力“SF-A”将是WS-20的民用/商用版本。但后来不断有报道披露其性能将无法满足中国未来客机的需求,比如从SF-A和WS-20的少数照片上显示,其高涵道比风扇具有相对狭窄的弦叶片,其为上世纪60年代的西方技术。尽管未来研制的推迟,其仍然有可能被应用。
也有报告说,到2015年,沈阳黎明公司将产生一款2000磅推力的九寨双轴涡扇发动机,该发动机将用于轻型商用飞机上。然而,该消息未被证实。九寨发动机通常总是和美国西锐飞机工业公司的SF50 Vision轻型商用公务机联系在一起。中航工业的通用航空部门,在2011年收购了美国西锐飞机工业公司。
据广尧咨询Galleon披露,中航工业贵州黎阳航空发动机集团已经在2015年开始生产16000磅推力的WS-12C高涵道比发动机,但这没有得到证实。中国商飞的支线客机ARJ-21,目前使用的是15400磅推力的GE公司CF34-10A涡扇发动机作为动力。因此,WS-12C更有可能从6400磅推力的岷江涡扇发动机衍生而来,而后者为成都航空发动机集团在2008年珠海航展的主打产品。
而贵州和成都的发动机研发也开始了更深层次的研发合作。大概在上世纪90年代,成都航空发动机集团开始了一项合作制造和复制的D-30KP-2发动机的研发计划,即后来称之为24000磅推力的WS-18A。Galleon报告称WS-18A可能装配在西安Y-20大型运输和2009年开始生产的H-6K中型轰炸机上。如果Y-20被商业航空公司购买,则其有可能进入“商业化”服务市场。
第二阶段
2005年以后,随着政界对国内研发和生产现代商业涡扇发动机能力的不满,导致了中国高涵道比涡扇发动机发展进入第二阶段:改革中航工业以获得更好的研发效果。
2009年1月,中国政府决定由中航工业成立一个专注于商用发动机研发的专业单位:中国商发ACAE。ACAE在其官方声明中也称自己负责中国商用飞机发动机的设计,研发,组装,测试,销售,服务,技术开发和技术咨询。
商发已经在上海闵行建立了一个全新的设计、R&D、技术开发和咨询服务的研发中心。在上海浦东临港则建立了一个新的大型生产和测试中心。
然而,自商发2011年6月高调展示其CJ-1000A涡扇发动机的半尺寸实体模型后,相关消息显示商发的早期设计工作可能仍然依赖于沈阳和西安的设计单位。也有报道说,它将可能考虑采用更先进的SF-B。
商发网站上也显示它时常寻求从其它发动机设计生产单位寻求建议。在2015年4月商发组织的CJ-1000AX验证机研讨会上,它列出了9个单位对此项目做出了重要贡献。
从2012年到2014年,关于CJ-1000系列涡扇发动机的信息开始披露得越来越少。2012年,德州Lucintel Consulting of Irving咨询公司透露,CJ-1000将包括三个初始版本:可产生12.8吨起飞推力的CJ-1000AX验证机;可产生高达14吨推力的CJ-1000A早期验证机;一个可产生13.4吨推力的CJ-1000B。
但在2014年5月的推进系统峰会上,发商的设计和研发资深专家倪金刚,给出了CJ-1000系列的里程碑计划。2018年完成CJ-1000AX验证机,这比先前的计划延后了2年。2022年,CJ-1000A将装备到C919上,而预计在2026年完成CJ-1000B。他预计可能在2022--2026年之间取得适航认证。
鉴于CJ-1000AX验证机研发计划的延时,其对生产和适航认证的预测也显得过于乐观。
虽然没有关于CJ-1000的详细资料,但2012年的珠海航展上的发动机项目宣传册上,商发列出了CJ-1000可能采用的潜在技术改进。这些包括:采用宽弦,弯,掠空心风扇叶片;带“先进的冷却技术”的高压涡轮单晶粉状金属叶片;弯-掠型高压压气机叶片;轻便的单环形燃烧室;加上全权限数字控制系统(FADEC)和“先进的发动机故障诊断”系统。
2011年,有报道指出,CJ-1000的未来版本可能有44000磅的推力。在2014年的Galleon峰会,倪金刚也透露,新的面向未来宽体客机的“CJ-2000”正在研发。他没有透露其预期的推力,但考虑到宽体客机是在250-300座级,因此估计其推力应该在50,000-60,000磅。倪金刚还表示,CJ-2000技术的研究将在2020年完成,而在2022年完成发动机测试,在2025到2030年之间完成适航认证。
在2015年6月巴黎航展的新闻发布会上,一位来自俄罗斯联合飞机公司的代表表示,一个中俄联合研制发动机的计划有可能服役于中俄联合研制的宽体客机。俄罗斯其它消息来源也显示,28000磅推力的Aviadvigatel PD-14发动机可以作为一个高涵道比涡扇发动机的原型机。
在2014年峰会上,倪金刚还提到了用于小型支线飞机的“CJ-500”,但没有提供更多细节。
第三阶段
先进的涡扇发动机在中国发展的第三个阶段,可能是重组中航工业内部的相关发动机企业和研究机构,组成一个全新的发动机组织。消息显示,该决定在2014年9月份就已作出,当时有招聘岗位信息显示新公司名为中航发动机控股有限公司,也被戏称“中航工业发动机公司”。
根据中国媒体报道,中航工业发动机将聚集25--27个发动机相关单位和80,000--85,000位研发人员。中航工业网站描述该公司为:“主要从事军用和民用飞机发动机,直升机传输,辅助动力系统,燃气轮机和其他衍生产品的开发,制造,营销和服务等业务。”
内部改革和重组也反应了高层担心商发的CJ-1000系列仍然可能会不断落后西方的涡扇发动机。但是仍然不知道中航工业发动机公司将如何实现新的效益,也许将保存内部竞争或寻求下属公司专业最大化。
但建立一个世界级的发动机部门的努力可以得到大量的资金投入,据中国报道,未来20年,将有高达人民币20万亿元将投入这一产业。
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