航空發(fā)動機(jī)的研制及生產(chǎn)是一項綜合性極強(qiáng)的工作,涵蓋了氣動、傳熱、材料、工藝、強(qiáng)度、振動、裝配、控制和維修等諸多領(lǐng)域。相關(guān)設(shè)計及制造廠所必須要全面綜合地考慮已有材料性能、機(jī)械制造技術(shù)、航空發(fā)動機(jī)性能需求與工作環(huán)境,以及類似產(chǎn)品的使用經(jīng)驗等諸多因素,才有可能獲得到較好的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝,并最終加工組裝得到滿足各種要求的航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品。
一、全球航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)概況
自1903年以來,世界航空發(fā)動機(jī)設(shè)計研制及制造技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn),各大航空發(fā)動機(jī)制造公司都積累了大量的研制數(shù)據(jù)和經(jīng)驗,產(chǎn)品性能獲得了極大的提升。但是,由于航空發(fā)動機(jī)研制工作所需的超高技術(shù)要求、超高資金投入、超長研制周期、超高試驗風(fēng)險等因素,世界航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)成為了門檻極高的產(chǎn)業(yè),相關(guān)產(chǎn)品市場也呈現(xiàn)出了典型的寡頭壟斷格局。在民用航空發(fā)動機(jī)市場,主要是美國和英國的企業(yè)占據(jù)著壟斷地位;在軍用市場,世界主要軍事強(qiáng)國均有自己的航空發(fā)動機(jī)研制及制造企業(yè),例如美國、英國、法國、加拿大、俄羅斯、德國、中國、烏克蘭和日本。
在民用航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域,全球相關(guān)制造企業(yè)之間相互配合及滲透,呈現(xiàn)著金字塔式的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。通用電氣公司(簡稱“通用”或“GE”)、普拉特?惠特尼公司(簡稱“普惠”或“PW”)、羅爾斯?羅伊斯公司(簡稱“羅羅”或“RR”)位于該產(chǎn)業(yè)的核心位置。它們的航空發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)均開始于第二次世界大戰(zhàn)之前,相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)在戰(zhàn)爭中獲得了充分的驗證與提升。之后,為了拓展民用市場和優(yōu)勢互補(bǔ),這些公司直接主導(dǎo)或者與其他企業(yè)合資先后成立了CFM國際公司、國際航空發(fā)動機(jī)公司(簡稱“IAE”)和發(fā)動機(jī)聯(lián)盟公司(簡稱“EA”)。目前,這六個航空發(fā)動機(jī)公司均具有獨立研制大型民用航空發(fā)動機(jī)整機(jī)的能力,并且控制著民用飛機(jī)航空發(fā)動機(jī)的核心技術(shù),包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造加工、總裝集成等,壟斷著全球各個細(xì)分市場的銷售及客戶服務(wù)市場,特別是CFM國際公司。
法國賽峰公司、美國霍尼韋爾公司、德國MTU公司、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)及中國航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)公司等是第二梯隊。它們擁有較完整的航空發(fā)動機(jī)研制與生產(chǎn)能力,為其他航空發(fā)動機(jī)企業(yè)提供著大型部件或核心零部件的制造加工,而且在軍用航空發(fā)動機(jī)和小型民用航空發(fā)動機(jī)研制領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢和一些經(jīng)典產(chǎn)品。此外,日本三菱重工、川崎重工、石川島播磨重工和韓國三星等企業(yè)也具有優(yōu)秀的航空發(fā)動機(jī)零部件加工制造能力,主要為其他下游企業(yè)提供發(fā)動機(jī)零部件。
多年來,世界一流航空發(fā)動機(jī)企業(yè)持續(xù)大力投入技術(shù)提升和新產(chǎn)品研發(fā),同時,所屬國家也在政府層面出臺政策法規(guī),對其他國家推行著技術(shù)封鎖,抑制其他國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如,美國政府將航空發(fā)動機(jī)列為國防科技戰(zhàn)略的核心,嚴(yán)格管理和控制著本國企業(yè)相關(guān)技術(shù)的出口或外移,甚至在某些核心技術(shù)和零部件方面,對其歐洲盟友也實行著禁運,包括空心葉片制造技術(shù)、整體葉盤制造及修復(fù)技術(shù)和先進(jìn)燃燒室制造技術(shù)。此外,這些國家在人力資源方面也實行著管控,禁止其他國家人員通過各種途徑進(jìn)入航空發(fā)動機(jī)核心研制領(lǐng)域工作,或者限制本國相關(guān)技術(shù)人才去國外工作。
通常來講,一款航空發(fā)動機(jī)的研制過程需要上萬小時的試驗,從設(shè)計、研制、加工、生產(chǎn)到服役往往需要十多年的時間,花費約15-30億美元。如果技術(shù)或設(shè)計積累不夠,研發(fā)投入將無法估量;如果研究先進(jìn)航空發(fā)動機(jī),相關(guān)費用、時間及風(fēng)險呈指數(shù)增長并且也無法估量。因此,其他國家研制航空發(fā)動機(jī)面臨著一系列的困難和風(fēng)險。
通用、普惠和羅羅擁有著先進(jìn)技術(shù)和豐富的研制經(jīng)驗,每年在航空發(fā)動機(jī)研制過程中投入數(shù)十億美元。2012年至2018年期間,羅羅公司研發(fā)投入合計76.65億美元,年均10.95億美元。終于,通過前期大量的工作驗證,羅羅公司于2018年正式宣布與空客公司聯(lián)合研發(fā)UltraFan新型航空發(fā)動機(jī)UltraFan,預(yù)計將比其遄達(dá)系列發(fā)動機(jī)相比燃油效率將進(jìn)一步提高25%。
二、重要航空發(fā)動機(jī)制造企業(yè)
航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)處于高度壟斷狀態(tài),特別是運用于大中型客機(jī)和運輸機(jī)的大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)幾乎全由美國和英國所屬企業(yè)控制著。俄羅斯、中國、德國、日本、烏克蘭作為第二至第三梯隊,也在盡力推進(jìn)相關(guān)項目的研發(fā)。如下是世界范圍內(nèi)重要的航空發(fā)動機(jī)制造及配套廠商:
1.通用航空公司(GE Aviation):簡稱GE航空,是世界領(lǐng)先的民用、軍用、公務(wù)和通用飛機(jī)噴氣及渦槳發(fā)動機(jī)、部件和集成系統(tǒng)制造商。在全世界范圍內(nèi),每2秒鐘就有一臺由GE航空公司的飛機(jī)發(fā)動機(jī)提供動力的飛機(jī)起飛。
2.羅爾斯·羅伊斯公司(Rolls-Royce):是歐洲最大的航空發(fā)動機(jī)企業(yè),是全球第二大軍用發(fā)動機(jī)和第二大民用發(fā)動機(jī)制造商,是大型豪華公務(wù)飛機(jī)生產(chǎn)商灣流公司的主要發(fā)動機(jī)提供商。
3.普拉特·惠特尼公司(Pratt & Whitney Group):是聯(lián)合技術(shù)公司的子公司,在全球軍用領(lǐng)域擁有強(qiáng)大的競爭力,是美國第五代戰(zhàn)機(jī)F-22和F-35的唯一動力供應(yīng)商;在民用領(lǐng)域,其PW4000系列發(fā)動機(jī)從1984年投入使用一直延續(xù)至今。
4.CFM國際公司(CFM International):由GE和賽峰合資成立,其CFM56系列產(chǎn)品是世界最暢銷的產(chǎn)品之一。目前,該公司的LEAP系列發(fā)動機(jī)是商業(yè)航空史上訂單攀升最快的產(chǎn)品,未來也將繼續(xù)成為新型單通道飛機(jī)動力裝置的受歡迎的型號。
5.IAE國際航空發(fā)動機(jī)公司(International Aero Engines):主要為150座級客機(jī)提供V2500發(fā)動機(jī),與CFM56發(fā)動機(jī)爭奪市場,是目前在量產(chǎn)方面生產(chǎn)的第二個最成功的商用噴氣發(fā)動機(jī)項目,也是航空史上第三個最成功的商用噴氣發(fā)動機(jī)項目。
6.霍尼韋爾航空航天(Honeywell Aerospace):在二戰(zhàn)期間快速崛起,主要產(chǎn)品為航空發(fā)動機(jī)、航空電子設(shè)備和輔助動力裝置(APU),著名渦軸發(fā)動機(jī)產(chǎn)品為T53和T55型號。
7.EA發(fā)動機(jī)聯(lián)盟公司(Engine Alliance):由GE和普惠合資成立,為新型遠(yuǎn)程飛機(jī)提供發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)、制造及維修服務(wù)。GP7200發(fā)動機(jī)為波音747-500 / 600X飛機(jī)提供動力,經(jīng)改進(jìn)后也可為空客A380飛機(jī)提供動力系統(tǒng),目前主要與羅羅公司的Trent 900競爭。
8.聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)(United Engine Corporation):是俄羅斯國有企業(yè),下屬土星科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司是俄羅斯最具實力的航空發(fā)動機(jī)設(shè)計制造企業(yè)之一,具備很強(qiáng)的科研和生產(chǎn)制造能力。
9.賽峰飛機(jī)發(fā)動機(jī)公司(Safran Aircraft Engines):法國賽峰集團(tuán)下屬子公司,研制或參與研制了包括陣風(fēng)戰(zhàn)機(jī)的M88型發(fā)動機(jī)、CFM56系列發(fā)動機(jī)和LEAP系列發(fā)動機(jī)。
10.MTU航空發(fā)動機(jī)(MTU Aero Engines):德國重要航空發(fā)動機(jī)制造和配套企業(yè),近年來民用航空發(fā)動機(jī)維護(hù)業(yè)務(wù)發(fā)展快速,主要歸功于V2500發(fā)動機(jī)和CF34系列。該公司正在積極參與歐洲下一代飛機(jī)及新型發(fā)動機(jī)研制項目。
11.馬達(dá)西奇(Motor Sich):烏克蘭重要航空發(fā)動機(jī)制造企業(yè),著名產(chǎn)品包括用于安124與安225運輸機(jī)的D18T發(fā)動機(jī)和米24、米28、卡50、卡52、米17等俄系直升機(jī)的TV3-117系列發(fā)動機(jī)。此外,我國獵鷹高級教練機(jī)也是采用其AL-222-25發(fā)動機(jī)。
12.中國航發(fā)(Aero Engine Corporation of China):2016年從中國航空工業(yè)集團(tuán)公司獨立出來,是我國航空發(fā)動機(jī)建設(shè)主體,主要產(chǎn)品包括渦扇-15、渦扇-10和渦軸-9等,基本覆蓋了我國現(xiàn)役全部軍用機(jī)型。
13.日本航空發(fā)動機(jī)公司(Japanese Aero Engine Corporation):由川崎重工,石川島哈里馬重工和三菱重工合資組建,成立于1981年,曾與羅羅公司合作開發(fā)RJ500發(fā)動機(jī)。
三、民用航空發(fā)動機(jī)市場
3.1民用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品
近百年來,航空發(fā)動機(jī)制造企業(yè)一直在不斷地追求著更高的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和低噪音等,主要通過改進(jìn)氣動設(shè)計、材料應(yīng)用、低排放燃燒室、高效葉片冷卻技術(shù)、智能化監(jiān)測系統(tǒng)等方式。具體到產(chǎn)品參數(shù),推力大小一直是評價航空發(fā)動機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)之一。圖表7匯總了過去六十年部分經(jīng)典航空發(fā)動機(jī)的首次試驗時間及推力數(shù)據(jù)??梢姡萍嫉倪M(jìn)步和經(jīng)驗的積累使得研制大推力甚至超大推力航空發(fā)動機(jī)成為可能。
GE90型航空發(fā)動機(jī)是GE公司為波音777客機(jī)研制的一款高涵道比超大推力渦扇發(fā)動機(jī),其1995年投入商業(yè)運營,至今已經(jīng)衍生出兩個子型號,即最大推力為94000磅的GE90-94B和最大推力115000磅GE90-115。目前,GE90-115仍然是世界上推力最大的民用航空發(fā)動機(jī)。2016年,它的改進(jìn)型GE9X型首次在地面進(jìn)行測試,預(yù)計將在2019年為波音777-9的首次飛行提供動力,并將于2020年正式投入使用。GE9X配備更大的風(fēng)扇,采用更先進(jìn)的陶瓷基復(fù)合材料,更高的涵道比和壓縮比,雖然推力有所減弱,但是燃油效率將提升10%左右。
3.2 民用航空發(fā)動機(jī)市場現(xiàn)狀
民用航空發(fā)動機(jī)市場主要由GE、RR、PW及其主導(dǎo)或合資成立的CFM國際、IAE公司壟斷。根據(jù)Flight Global報告,2018年全球商用航空發(fā)動機(jī)存量市場規(guī)模是52107臺,較2016年的48609臺新增3498臺。上述五家公司合計占據(jù)了該市場的份額高達(dá)96.26%,其中,CFM國際22934臺、GE公司11718臺、IAE公司6118臺、羅羅公司5920臺和普惠公司3466臺。
近三年,CFM國家的產(chǎn)品銷量較好,2016年市場占有率為41.93%,2017年增至43.12%,2018年達(dá)到了44.01%。但是,普惠公司產(chǎn)品數(shù)量卻由2016年的3919臺降至3466臺,市占率由2016年的8.06%降至2018年的6.65%。
窄體客機(jī)發(fā)動機(jī)市場:根據(jù)Flight Global報告,該細(xì)分市場的存量為31690臺,其中CFM國際市占率為71.13%,IAE市占率19.31%,PW市占率5.55%。這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計占據(jù)了市場總額95.99%,而且?guī)缀跛性谏a(chǎn)的窄體客機(jī)都選配了CFM國際的CFM56或LEAP系列發(fā)動機(jī),包括中國商飛研制的C919客機(jī)。
寬體客機(jī)發(fā)動機(jī)市場:根據(jù)Flight Global報告,該細(xì)分市場的存量為12701臺,其中GE市占率為51.21%,RR市占率為28.31%,PW市占率為13.42%。目前,這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計占據(jù)了市場總額92.95%,在產(chǎn)的寬體客機(jī)主要選配了GE公司的GE90、GE9X和GEnx發(fā)動機(jī),和RR公司的Trent系列發(fā)動機(jī)。
支線客機(jī)發(fā)動機(jī)市場:根據(jù)Flight Global報告,該細(xì)分市場的存量為7214臺,其中GE市占率為72.28%,RR市占率為17.08%,霍尼韋爾市占率為6.27%。目前,這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計占據(jù)了市場總額95.62%,在產(chǎn)的支線客機(jī)主要選配了GE的CF34系列發(fā)動機(jī)。
3.3 民用航空發(fā)動機(jī)市場發(fā)展趨勢
據(jù)商飛預(yù)測,未來二十年現(xiàn)有民用客機(jī)機(jī)的81%(18266架)將逐步退役。此外,民機(jī)市場還需要超過24436架的新增客機(jī)。因此,全球市場至2037年預(yù)計將有超過42702架新機(jī)交付,用于代替和支持民機(jī)市場的發(fā)展,其中,預(yù)計三分之二為單通道窄體客機(jī)。新增民機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)及飛機(jī)市場價值參見圖表10。
為了迎接需求旺盛的市場,各大航空發(fā)動機(jī)制造企業(yè)在過去十年已經(jīng)先后啟動了多款新型號產(chǎn)品的研制項目。據(jù)統(tǒng)計,2008年至2018年,有八款重要型號進(jìn)行了首次試車,其中四款將用于窄體客機(jī),三款用于寬體客機(jī),一款將用于支線客機(jī)(圖表11)。
現(xiàn)有民機(jī)航空發(fā)動機(jī)訂單數(shù)據(jù)及即將入市的新型號飛機(jī)動力系統(tǒng)可參見圖表12。CFM國際獲得全球市場訂單的57.13%,共計5792臺;羅羅公司獲得了30.80%,共計3122臺,GE公司獲得了11.20%,共計1135臺,其中CFM國際的Leap系列和羅羅公司的PW1000G系列發(fā)動機(jī)將繼續(xù)占據(jù)市場的較大份額,主要用于A320neo、737MAX、C919、A220等機(jī)型。
根據(jù)公開信息,2019年至2022年即將入市的民用機(jī)型包括波音777X、MC-21、E-jet 175/195等,其裝備的航空發(fā)動機(jī)型號可參見圖表13。我國自主研制的C919已獲得了近千架訂單,其正式入市之后也將較大的影響著相關(guān)型號發(fā)動機(jī)市場的格局和發(fā)展。
四、軍用航空發(fā)動機(jī)市場
4.1軍用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品及市場
軍用航空器主要包括戰(zhàn)機(jī)、運輸機(jī)、直升機(jī)、轟炸機(jī)等,其中以直升機(jī)、戰(zhàn)機(jī)和運輸機(jī)為主,規(guī)模相對較大。根據(jù)Armed Forces網(wǎng)站數(shù)據(jù), 2018年,美國軍隊配備有12304架包括直升機(jī)在內(nèi)的軍用飛機(jī),占全球軍機(jī)占比為26.61%,其次是俄羅斯4441架,占全球軍機(jī)占比為9.60%。
軍用飛機(jī)裝載的動力系統(tǒng)主要為渦漿發(fā)動機(jī)、渦扇發(fā)動機(jī)和渦槳發(fā)動機(jī),主要制造企業(yè)是GE、普惠、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機(jī)集團(tuán)和中國航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)。此外,Lycoming Engines、Honeywell Aerospace、Allison Engine Company、法國透博梅卡、馬達(dá)西奇等公司也為世界范圍內(nèi)的軍機(jī)提供了相對少量的航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品。
根據(jù)《World Air Forces 2018》報告,現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)中,美國F-16和F-18戰(zhàn)機(jī)數(shù)量最多,達(dá)2269架和1118架,動力系統(tǒng)是普惠F100系列和通用的F414/F404系列。俄羅斯制造的蘇-27和其升級版蘇-30服役數(shù)量為967架,動力系統(tǒng)是俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機(jī)集團(tuán)下屬的土星公司研制的AL-31系列。
全球最著名運輸機(jī)的當(dāng)屬美國C-130“大力神”、C-17“環(huán)球霸王”和俄羅斯伊爾-76,現(xiàn)役數(shù)量分別為889架、274架和182架,其搭載的動力系統(tǒng)分別是羅羅的T56系列、普惠PW2000系列和俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機(jī)集團(tuán)下屬的索洛維耶夫設(shè)計局研制的D-30系列。
美國黑鷹S-70/SH/UH-60是服役數(shù)量最多的軍用直升機(jī),多達(dá)3842架,其動力系統(tǒng)采用了GE公司的T700。此外,俄羅斯的Mi-8中型運輸機(jī)也在全球范圍內(nèi)大量服役著,其搭載著烏克蘭馬達(dá)西奇的產(chǎn)品。
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綜述可見,現(xiàn)役軍機(jī)及其動力系統(tǒng)的制造公司的概況是:
全球主要戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)制造企業(yè):(美國)普惠、(美國)通用、(俄羅斯)聯(lián)合發(fā)動機(jī)集團(tuán)和中國航發(fā);
全球主要運輸機(jī)發(fā)動機(jī)制造企業(yè):(英國)羅羅、(美國)普惠、(加拿大)普惠、(俄羅斯)聯(lián)合發(fā)動機(jī)集團(tuán)、(烏克蘭)馬達(dá)西奇和中國航發(fā);
全球主要直升機(jī)發(fā)動機(jī)制造廠商:(美國)通用、(俄羅斯)聯(lián)合發(fā)動機(jī)集團(tuán)、(美國)霍尼韋爾、(加拿大)普惠、(英國)羅羅和(法國)賽峰。
4.2 俄羅斯軍機(jī)動力系統(tǒng)概況
俄羅斯的經(jīng)濟(jì)實力相對于美國和中國較弱,但是其空軍實戰(zhàn)能力卻受到世界矚目,因此存在一些值得我國借鑒和學(xué)習(xí)的方面。截止2018年底,在兩年半的敘利亞反恐戰(zhàn)事中,俄羅斯空軍累計觸動了3.6萬架次作戰(zhàn)飛行,但僅損失了5架軍機(jī)。俄戰(zhàn)略技術(shù)分析中心出版《殘酷的天空—當(dāng)代沖突中的空軍》書籍,稱贊其空軍的實戰(zhàn)表現(xiàn)是近20年來全球最成功的。
俄羅斯現(xiàn)役軍機(jī)4441架,包括軍用直升機(jī)1505架,攻擊機(jī)783架和戰(zhàn)斗機(jī)751架。此外,俄軍還裝備有多用途飛機(jī)523架,例如運輸機(jī)、偵察機(jī)、加油機(jī)等。其中,1247架直升機(jī),包括Mi-8/17、Mi-24/35、Ka-27/28/29/52等型號,裝備著TV3-117系列渦軸發(fā)動機(jī);429架戰(zhàn)機(jī),包括Su-27/30/33/34/35等型號,裝備著AL-31F系列渦扇發(fā)動機(jī);314架運輸機(jī)及其改裝的平臺機(jī),包括Il-76/78、Tu-134/154等型號,裝備著D-30系列渦扇發(fā)動機(jī)。
TV3-117系列渦軸發(fā)動機(jī):是世界上產(chǎn)量最大的渦軸家族之一,也是世界上最可靠的發(fā)動機(jī)之一,配裝在95%的米系列和卡系列直升機(jī)上。為了適應(yīng)各型直升機(jī)的要求,TV3-117系列發(fā)動機(jī)發(fā)展出了20多種改進(jìn)型,產(chǎn)量超過3萬臺,累計飛行時間超過1200萬小時。
我國軍/民用直升機(jī)規(guī)模及市場增長迅猛,而且擁有極長的邊境線,迫切需要裝備高性能發(fā)動機(jī)的直升機(jī)。但是,國內(nèi)的軍工渦軸發(fā)動機(jī)的性能及穩(wěn)定性相對不足,是我國目前正在大力發(fā)展的方向之一。
D-30系列渦扇發(fā)動機(jī):最大推力為12.5噸,翻修壽命3000小時左右,主要裝配于大中型飛機(jī),包括俄制Il-76/78、Tu-134/154、中國制轟-6系列、運-20系列飛機(jī)等。該型號發(fā)動機(jī)對中國空軍有著非常重要的意義。
4.3 軍用航空發(fā)動機(jī)發(fā)展趨勢
美國企業(yè)(PW和GE)的軍用航空發(fā)動機(jī)技術(shù)代表著世界最高水平,其發(fā)展方向和趨勢就是其他國家和地區(qū)相關(guān)企業(yè)的努力方向。結(jié)合實際使用情況以及性能的要求,美國和歐洲依據(jù)推重比將軍用航空發(fā)動機(jī)分為五代,參加圖表19。
其中,第五代發(fā)動機(jī)以美國普惠的F135型號為代表(推重比超過11),已經(jīng)大批量的列裝F-35戰(zhàn)斗機(jī)。依靠其強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)能力,美國已經(jīng)開始第六代航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計及研制,預(yù)計推重比將達(dá)到15以上,而且第七代航空發(fā)動機(jī)也可能開展了預(yù)研。據(jù)報道,2018年美國空軍采購70架搭載F-135發(fā)動機(jī)的F-35戰(zhàn)斗機(jī),后來又增購了24架,2019年美國空軍計劃采購77架F-35戰(zhàn)斗機(jī),這樣到2020年美國空軍F-35戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量可能會突破400架,這個數(shù)字將會超過F-15成為美國空軍第二大戰(zhàn)斗機(jī),僅次于F-16,并且按照這個裝備速度,F(xiàn)-35將會在2025年之前超過F-16成為美國空軍第一大戰(zhàn)斗機(jī),也就是說美國空軍可能在2025年之前基本上完成從三代戰(zhàn)斗機(jī)到四代戰(zhàn)斗機(jī)升級。
世界航空發(fā)動機(jī)企業(yè)之中,普惠公司在軍用航空發(fā)動機(jī)方面的能力尤為突出。它的近11000臺軍用發(fā)動機(jī)在22個國家的服役,其中包括:用于F-35的F-135系列,用于F-22的F-119系列,用于F-15和F-16的F100系列,用于C-17的F-117系列等。所以,該公司的軍用航空發(fā)動機(jī)的研制方向很可能就是未來其他國家軍用航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展方向。
目前,全球現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)之中,四代半及五代戰(zhàn)機(jī)占比極低。未來,隨著現(xiàn)役軍機(jī)的退役及新戰(zhàn)機(jī)的補(bǔ)充,全球范圍內(nèi)的普惠的F-135系列、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機(jī)制造集團(tuán)的AL-41F系列、以及中國的WS-15系列等先進(jìn)軍用航空發(fā)動機(jī)數(shù)量將逐漸增多。
五、無人機(jī)航空發(fā)動機(jī)市場
自上世紀(jì)90年代開始,無人機(jī)由于在戰(zhàn)爭中的出色表現(xiàn)迎來了迅猛的發(fā)展,并且呈現(xiàn)出察打一體化和高空長航時的發(fā)展趨勢。目前,全世界有超過30個國家裝備了無人機(jī)系統(tǒng),并在軍隊中組建了無人機(jī)機(jī)隊。其中,以美國軍隊裝備的無人機(jī)型號最為眾多,并且其技術(shù)也引領(lǐng)著世界的發(fā)展方向。具體發(fā)動機(jī)型號及制造企業(yè)參見圖表-22。
無人機(jī)采用的動力裝置主要包括活塞發(fā)動機(jī)、渦噴發(fā)動機(jī)、渦扇發(fā)動機(jī)、渦槳發(fā)動機(jī)和渦軸發(fā)動機(jī)。此外,微型無人機(jī)通常使用了電池驅(qū)動的電動機(jī)。無人機(jī)發(fā)動機(jī)的選擇主要與其所要求的性能有關(guān),可參見圖表23。例如,活塞發(fā)動機(jī)適用于低速、中低空的偵察、監(jiān)視無人機(jī)及長航時無人機(jī),飛機(jī)起飛質(zhì)量較輕;渦噴發(fā)動機(jī)適用于飛行時間較短的中高空、高速偵察機(jī)及靶機(jī)、無人攻擊機(jī), 飛機(jī)起飛質(zhì)量可達(dá)2500kg;渦軸發(fā)動機(jī)適用于垂直起降無人機(jī);渦扇發(fā)動機(jī)適用于高空長航時的大型無人機(jī),例如美國“全球鷹”RQ-4。
由于歷史、技術(shù)、使用經(jīng)驗等原因,目前大部分現(xiàn)役無人機(jī)均采用活塞發(fā)動機(jī),局限性較大。未來,推力更大、耗油率低、高空性能好的渦扇發(fā)動機(jī)有望在在無人機(jī)動力裝置中將占有越來越重要的地位。
六、航發(fā)集團(tuán)下屬上市公司
6.1 中國航發(fā)動力股份有限公司(簡稱:航發(fā)動力 / 代碼:600893.SH)
航發(fā)動力是國內(nèi)大型航空發(fā)動機(jī)制造基地企業(yè),國內(nèi)唯一的生產(chǎn)制造渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、活塞全種類軍用航空發(fā)動機(jī)的企業(yè)。公司主要業(yè)務(wù)包括航空發(fā)動機(jī)及衍生產(chǎn)品、外貿(mào)出口轉(zhuǎn)包業(yè)務(wù)、非航空產(chǎn)品及其他業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品和服務(wù)有軍民用航空發(fā)動機(jī)整機(jī)及部件、民用航空發(fā)動機(jī)零部件出口、軍民用燃?xì)廨啓C(jī)、軍民用航空發(fā)動機(jī)維修保障服務(wù)。
6.2 中國航發(fā)動力控制股份有限公司(簡稱:航發(fā)控制 / 代碼:000738.SZ)
控制系統(tǒng)是航空發(fā)動機(jī)的核心組成部分,直接影響著發(fā)動機(jī)的性能參數(shù)和可靠性。航發(fā)控制是國內(nèi)重要航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)研制與生產(chǎn)企業(yè),在軍用市場擁有壟斷性的競爭優(yōu)勢。
隨著國家“兩機(jī)”專項的推進(jìn)實施,公司將在自主產(chǎn)品研制和能力建設(shè)上進(jìn)一步提升核心競爭力和行業(yè)地位,充分受益我國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
6.3 中國航發(fā)航空科技股份有限公司(簡稱:航發(fā)科技 / 代碼:600391.SH)
航發(fā)科技主要業(yè)務(wù)是航空發(fā)動機(jī)零部件研發(fā)、制造、銷售、服務(wù),外貿(mào)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)和衍生民品,其中,內(nèi)貿(mào)航空及衍生產(chǎn)品主要是以該公司牽頭組織,通過借助行業(yè)力量,系統(tǒng)集成,最終實現(xiàn)生產(chǎn)交付;而外貿(mào)產(chǎn)品則主要通過承接國際知名航空發(fā)動機(jī)公司的委托加工業(yè)務(wù)。