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一、航空发动机:飞机心脏,工业之花

航空发动机是飞机的心脏,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”和“工业之花”。航空发动机不仅是飞机的动力,也是航空技术发展的动力,人类在航空领域的每一次重大突破,无不与航空动力技术的进步相关;飞机的需求和发展又促使发动机向更高水平迈进,二者相得益彰。航空发动机行业的发展水平是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现,也是国家安全和大国地位的重要战略保障。作为一种典型技术密集型产品,航空发动机需要在高温、高压、高转速和高负载的特殊环境中长期反复工作,其对设计、加工及制造能力都有极高要求,因此具有研制周期长,技术难度大,耗费资金多等特点。目前虽然许多国家都可以自主研制生产飞机,但具备独立研制航空发动机能力并形成产业规模的国家却只有美、俄、英、法、中等少数几个。

我国商用大飞机起步较晚,民用航空动力发展更为滞后,中短期内缺乏投资机会;而军用航空发动机正处在快速自主化进程中,故本文侧重于研究和分析军用航空发动机。

1. 航空发动机分类

自1903年问世至今一百多年以来,航空发动机经历了两个主要发展时期,1903年至1945年为活塞式发动机统治时期,1945年至今是喷气式发动机时代。在喷气罗援舌战吴建民视频式发动机时代,航空上广泛应用的是有压气机空气喷气式发动机。在压气机空气喷气式发动机中,压气机是用燃烧室后的燃气涡轮来驱动,因此这类发动机又称为燃气涡轮发动机。按燃气发生器出口燃气可用能量利用方式的不同,燃气涡轮发动机分为涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴和螺旋桨风扇发动机。

2. 航空发动机发展历程

2.1. 活塞式发动机:低速、通用飞机仍在应用

活塞式航空发动机是一种往复式内燃机,通过带动螺旋桨高速转动而产生推力。为满足功率要求,活塞发动机一般由多气缸组合构成,多个缸体同时工作带动曲轴和螺旋桨转动以产生足够动力。1903-1945年,活塞式发动机作为飞机的动力装置,占据了统治地位。在两次世界大战的需求牵引下,活塞发动机不断改进完善,得到迅速发展,达到其技术的顶峰。战后随着涡轮喷气、涡轮螺桨和涡轮风扇发动机的发展,活塞发动机逐渐退出了大中型飞机领域,其被取代的主要原因:①飞行速度限制,活塞发动机外形阻力大,螺旋桨高速旋转时效率低;②工作原理限制,活塞式发动机中进气、加压、燃烧和排气四个工作阶段是通过活塞在一个气缸的往复运动分时依次进行的,每个汽缸能发出的功率受到工质温度的限制,随着功率增大,活塞发动机汽缸数增多,重量急剧增加,功重比严重降低。

但由于活塞发动机具有效率高、耗油率低和价格低廉等优点,在功率需求小于200千瓦的小型低速通用飞机上仍有一定优势。在小型公务机、农业飞机、支线和一些小型多用途运输机(森林灭火、搜索、救援和巡逻等),活塞发动机仍被广泛地采用。

2.2. 涡喷发动机:已逐步被涡扇发动机取代

涡喷发动机一般由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮以及喷管等部件组成,其中压气机、燃烧室、涡轮组成了发动机的核心机。涡喷发动机的主要流程都是在核心机中完成,包括空气的压缩、燃烧、涡轮做功等。空气经进气道进入发动机后,首先经过压气机,加压后进入燃烧室,与燃料掺混,点火燃烧,形成高温气体,高温气体膨胀驱动涡轮工作,经过涡轮后的燃气通过喷管排出而产生推力。现代战斗机需要短时间增加推力时,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。

涡喷发动机的发展经过20世纪40~50年代马赫数1一级的第一代单轴发动机,50~60年代的马赫数2~3一级的第二代双轴加力式涡喷发动机,到70年代初用于“协和”超声速客机的Olympus 593涡喷发动机,从此再没有重要的涡喷发动机问世。虽然涡喷发动机使航空飞行进入了超声速时代,但涡喷发动机产生推力时会高速喷出燃气,高速高温燃气喷出发动机后直接散溢造成巨大的能量损失,因此涡喷发动机的经济性差、油耗高。目前除了尚未退役的部分二代战斗机用涡喷发动机外,大多数已被涡轮风扇发动机所取代,当前小型涡喷发动机主要应用于中高空无人机、靶机和弹道导弹领域。

2.3. 涡扇发动机:军民用飞机主要动力

涡扇发动机由涡轮喷气发动机发展而成,在核心机基础增加了风扇和低压涡轮。风扇转动压缩空气,经压缩的空气分为两股。外股气流平行流动,经喷管直接排出,产生推力;内股气流与普通喷气发动机一样,经过压气机、燃烧室和涡轮之后由喷管排出。外股与内股气流的流量之比称涵道比妻威平舒道或者流量比。在核心机相同的条件下,由于涡轮风扇发动机总空气流量大,排气速度低,所以与涡轮喷气发动机相比,推力大、推进效率高、耗油率低。

涡扇发动机首先用于民用飞机,随后扩展到军用飞机。20世纪60年代出现风扇化热潮,70~80年代以后涡扇发动机高速发展,开始取代涡喷发动机成为军民用飞机的主要动力,分别向小涵道比的军用加力发动机和大涵道比的军民共用发动机两个方向发展。

(1)小涵道比涡扇发动机,战斗机用

小涵道比加力涡扇发动机兼具亚音速巡航低油耗和超音速机动性的特点,适合作为战斗机动力。战斗机用涡扇发动机涵道比为0.3-1.0,以推重比为主要发展指标。根据战斗机的性能,现役及在研的战斗机的代数可以分为五代,与之对应的航空发动机也被划分为五代。当前,发达国家装备主战机种是第三代战斗机,未来将逐步过渡到四代战机。战斗机的发动机市场主要由PW、GE、土星、SNECMA以及欧洲喷气动力公司瓜分。

(2)大涵道比涡扇发动机,军民用运输机、商用大飞机用

大涵道比发动机具有耗油率低、噪声小的特点,通常广泛用于大型民用客机、军民用运输机,例如C-5银河运输机、波音747客机。大涵道比涡扇发动机采用“三高”循环参数设计:高涵道比、高总增压比和高涡轮前温度。按照发动机所采用的循环参数与设计技术,大涵道比涡扇发动机的大致可分为四代。当前,第三代大涵道比涡扇发动机是民用客机、阿娇13分钟军民用日本时间,小公主,知柏地黄丸运输机主力,四代发动机正在进入市场。

目前,在国际市场上,大型飞机发动机的研制主要依赖GE、PW和R&R三大公司,各公司发动机系列化发馈组词展,已成垄断格局,推力范围覆盖了100~500KN。而俄罗斯研制的大涵道比涡扇发动机主要配装本国生产的大型飞机。

2.4. 涡桨发动机:应用于中小型运输机和通用飞机

涡桨发动机的驱动原理与活塞式发动机基本相同,李丹阳的家庭及老公是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力,结合了涡喷功率大和螺旋桨推进效率高的优点。在第二次世界大战中,英国首先研制成功涡轮螺旋桨发动机,美、法、苏等国也都积极发展了这项技术。因为它耗油率低、经济性好、起飞推力大,曾得到较为充分的发展。目前在中小型运输机和通用飞机上仍有广泛用途,但由于速度、功率受限制,在大型远程运输机上,已被涡扇发动机所取代。

涡桨发动机市场主要由PWC(普惠加拿大公司)、GE、Honeywell和R&R四家公司分享,而随着空客公司的A400M大型军用运输机开始交付,为其提供动力(TP400-D6大型涡桨发动机)的欧桨国际(EPI)的市场占有率将在未来将获得明显提升。

2.5. 涡轴发动机:直升机唯一动力

涡轴发动机是直升机最主要的动力,其工作原理与涡桨发动机类似,燃气流经驱动压气机的涡轮后,再流经一个驱动减速器的自由涡轮,最后从尾喷管中喷出,减速器的输出轴与传动直升机旋翼的主减速器相连,驱动旋翼的旋转。涡轴发动机具有功重比高、油耗低等特点。涡轴发动机经过不断改进改型和更新换代,已成功研制到第四代并开始陆续投入使用。目前,直升机市场上普遍采用的是第三代涡轴发动机,仅少数直升机采用第四代涡轴发动机。

同运输机用涡扇发动机一样,直升机用涡轴发动机也有明显的军民共用的特点。涡轴发动机市场主要由GE、R&R、Turbomeca(透博梅卡)、PWC(普惠加拿大)和Klimov(克里莫夫)五家公司瓜分。

2.6. 桨扇发动机:目前仅有一款成功机型

桨扇发动机既可看作带先进高速螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机,又可看作除去外涵道的超高涵道比涡轮风扇发动机,结合了涡轮螺旋桨发动机耗油率低和涡轮风扇发动机飞行速度高的优点,其有效涵道比为15~20。桨扇发动机克服了一般螺旋桨在飞行马赫数到达0.65后效率就急剧下降的缺点,而使推进效率较高的优越性保持到飞行马赫数0.8左右。但由于桨扇发动机噪声、振动及减速器性能差,特别是没有外涵机匣,使用安全性没有保证等问题未能得到很好的解决,桨扇发动机尚未被广泛采用,唯一投入生产的桨扇发动机是用于安-70运输机的D-27发动机。

3. 航空发动机产业特点暗石阅读网

3.1. 基于核心机衍生发展

航空发动机的研制流程可分为预先研究、工程研制和使用发展三大阶段。

(阿一西呆路1)预先研究阶段:为发展新型发动机提供技术储备,缩短研制周期,降低研制风险,不断提高技术水平,同时,为改进现役发动机性能、可靠性提供实用的技术成果。

(2)工程研制阶段:根据主要作战使用性能指标,研制满足装备使用要求的发动机产品。工程研制阶段结束后,将最终给出是否可以大批量装备使用的结论。

(3)使用发展阶段:是发动机全寿命科研工作的重要组成部分,发动机装备使用后应不断解决使用中暴露的技术质量问题,提高可靠性,并根据装备发展需求和新技术研究成果进行改进改型发展。

据《跨世纪航空发动机预研技术的发展》,国外航空发动机研发经费占航空科研总经费的35%,其中型号(包括型号研发、技术基础、预先发展和后续工程发展)与预研费各占科研费50%;而我国预研经费占航空发动机研发经费比重相对偏低,根据《中国航空工业技术政策》,我国航空发动机研发经费中预研只占25%左右。

航空发动机预研阶段主要展开核心机的研制,在新型发动机研制中具有十分重要的意义。核心机从物理概念讲,是在燃气涡轮发动机中由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮组成的核心部分,它不断输出具有一定可用能量的燃气,因此又称为燃气发生器。核心机的研制是发展各种型号发动机的基础陈伯达最后口述回忆,可以增加几型发动机的通用零件数、改善互换性,大大缓减发动机研制周期长于飞机研制的矛盾,降低成本和提高可靠性。

(1)核心机系列化派生发展

国外的实践经验证明,走核心机及其派生发动机的发展道路,同时发展几型核心机,通过匹配不同的低压系统,形成一定范围的推力覆盖。GE公司在同一核心机的基础上,发展出轰炸机用的F101、F16战斗机用的F110和民用的CFM56系列发动机。前苏联的伊伏琴柯设计局于20世纪60年代中期,为了研制大推力、三转子高涵道比涡扇发动机,先进行了小尺寸的技术验证发动机D-36的研制工作,在D-36的核心机的基础上发展了D-18T三转子高涵道比涡扇发动机,D-136涡轴发动机,D-236桨扇发动机、D-336地面用燃气轮机以及D-436高涵道比涡轮风扇发动机、D-436T民用发动机。

(2)世界航空发动机预研体系

西方发达国家积极推进和实施各种研究计划。美国空军航空推进实验室于1959年向国防部提出燃气发生器计划。1965年该计划正式命李左飞名为“先进涡轮发动机燃气发生器计划”(ATEGG),开启了“核心机衍生发展”之路,ATEGG计划自启动以来已经发展了9代核心机。同时展开的联合技术验证发动机(JTDE)计划将ATEGG计划获得的核心机与其它先进低压部件组合成技术验证发动机,在真实的发动机环境中评估核心机和低压部件技术。20世纪80年代到本世纪初,美国相继提出IHPTET(综合高性能涡轮发动机计划,1987~2005,原来的ATEGG、JTDE被并入该计划)、VAATE(先进涡轮发动机计划,2003~2017)等预研项目,分别投入50亿和42亿美元。以英国为主的西欧也有与美国IHPTET计划相类似的计划——军用发动机先进技术综合验证计划ACME(Advanced Core Military Engine)和英法合作军用发动机技术计划AMET(Advanced Military Engine Technology);俄罗斯虽然经济条件有限,但其技术的发展仍可与美、英、法等国相匹敌。

与发达国家相比,我国航空发动机发展走的是一条“维护使用-测绘仿制-型号研制-开展预研”的反过程。发动机预研开始于20世纪80年代,而那时国外已经形成成熟预研体系,但此后进行的系列预研项目使我国高性能航空发动机走上“技术预研-核心机-试验验证”的高速公路。原国防科工委还组织制定了以核心机为基础的《航空发动机发展系列》,并将航空发动机核心机技术列为关键技术。

3.2. 高温高压高转速,考验现代工业技术极限

发动机虽然是飞行器的一个分系统,但其涉及的学科和技术领域之多几乎与整个飞行器相同,而且有些要求还更高。航空发动机是知识密集、多学科集成的高科技复杂热力机械,需要在高温、高速、高负荷的苛刻条件下反复工作,且技术性能、耐久性、可靠性及经济性要求日益提高。航空发动机制造涉及气动、热力、控制、材料、强度、制造等诸多学科和技术领域,是最为复杂的工程技术之一。

现代航空发动机主机内的温度达到1800~1950K,压强达到50个大气压,转速达到50000/min,这些都对发动机叶片、轴承的材料提出了严峻挑战。航空发动机部件之间的相互干扰大,上下游部件的流场和温度场的相互干扰影响了发动机工作稳定性,也增加了发动机的研制难度。航空发动机的超高研发、制造难度,集中考验了一国工业技术所能达到的极限。

3.4. 壁垒门槛高,经济回报高

如美国《国家关键技术计划》所描述:这是一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,需要长期数据和经验的积累以及国家大量的投资。航空发动机产业因为技术极其高端,处于寡头垄断的环境中,一款成熟产品能够销售30~50年,面临的竞争威胁很小,制造商可以安心享受技术和产业链升级带来的好处,几乎不必担心竞争和市场回报问题。据日本通产省统计,按照产品单位重量创造的价值来计算,如果船舶为1、则汽车为9、电视机为50、电子计算机为300、大型飞机为800、航空发动机为1400。

3.5. 军民通用性强

大涵道比涡扇发动机的军民结合主要表现为军用运输机和大型客机发动机的相互借鉴和选用。早期的大涵道比涡扇发动机(如JT9D、CF6等)均源自美国空军的战略运输机计划。而随着民用航空的发展,大型军用运输机都不再专门研制发动机,而是直接选择成熟的民用发动机,在不经修改或稍作修改的情况下,便可用于装备加油机、运输机、预警机和其他大型军用飞机。如美国空军的C-17大型运输机配装的F117-PW-100发动机对应的民用型号就是用于波音757的PW2037发动机;美国空军的C-5“银河”运输机换发计划所采用的CF6-80C2发动机,亦是波音767、空客A300等民用客机的动力装置。

涡轴、涡桨发动机的军、民用界限则更为模糊,选装涡桨或涡轴发动机的军、民用飞机的飞行包线差别并不大,发动机的安装条件也没有实质性区别。配装涡桨发动机的运输机、初/中级教练机等机种都可以军民两用,除了专门的武装直升机外,绝大部分直升机也都是军民通用的。例如,普惠加拿大公司的PT6系列涡桨/涡轴发动机,累计产量已经超过4.4万台,其配装对象既有比奇1900、肖特330、EMB-312等支线飞机,也有贝尔212、贝尔412、S-58T、S-76B、H-76N等军、民用直升机,已经很难严格区分其军、民属性了。


二、产业格局:美俄英寡头垄断,中国从测仿到自研

1. 航空发动机产业格局

1.1. 全球寡头垄断

航空发动机是战斗机等军机的核心组成系统,属于一个国家的战略装备,因此拥有一流技术的发达国家对其他国家实行严格的技术封锁。同时由于发达国家的经济实力较强、起步较早,有能力持续投入巨额的研发资金以维护自身的领先地位。据《装备工业研究》统计,美国、英国和法国的航空发动机产业研究经费分别占其国内生产总值的0.05%,0.08%和0.06%。这也促成了航空发动机产业行业形成了金字塔形的发展格局:

①第一梯队,美国的GE和PW公司、英国的R&R公司、CFM国际公司(SNECMA与GE的合资公司)、国际航空发动机公司(IAE、R&R与PW的合资公司)以及EA公司(GE与PW的合资公司)由于其出色的航空发动机整机研制、总装集成、销售及客户服务能力位于金字塔的顶层;

②第二梯队,俄罗斯的土星公司和礼炮公司、法国的SNECMA、美国的Honeywell、德国的MTU以及意大利的AVIO公司本身也具有较完整的航空发动机整机柔美的细胞君研制能力,并在各自的技术领域具有很强实力,但由于缺乏民品或者中大型航空发动机,主要为塔尖位置公司提供大部件及核心机;

③第三梯队,具有强大的航空发动机零部件加工制造能力,包括日本的三菱重工、川崎重工、石川岛播磨重工和韩国的三星科技公司等。

1.2. 军民协调发展

世界大型航空发动机企业也非常重视军民航空发动机的协调发展。一个企业如果单纯依靠军用航空发动机很难长期生存,必须辅以民机和燃机的高额利润来维持运转。世界发动机产业格局早期以军机为主,军民用航空发动机的销售额比约为4:1。这种情况当前已出现了根本性的转变,2017年,GE军民用航空发动机的销售额比姐姐莲限免约为1: 5.2,R&R为1: 3.5。

1.3. 主承包商-供应商发展模式

在打造行4虎影库业巨头的同时,航空发动机行业逐步形成张又廷了主承包商-供应商发展模式。 以R&R公司为例,至少从2004年开始,就只生产其最终产品所有零部件中附加值最高的30%,而将余下的70%转包出去,从而在风险可控的前提下,尽可能地降低发动机全部零件的制造与采购成本。R&R公司认为具有竞争力的核心零部件必须自行生产;非核心零部件如果有足够的竞争力也会自行生产;竞争性不强的核心零部件生产必须受控,即在合作伙伴企业或合资企业中进行生产;不是核心零部件,竞争性又不高的零部件则完全可以进行外部采购。

2. 军用航空发动机市场寡头垄断,美俄占比超八成

2.1. 军用航空发动机:美俄英占九成

当今世界能够独立研制航空发动机并雷鸟速递形成产业规模的也仅仅有中美俄英法等国家,军用航空发动机被美俄英主导。我国由于航空发动机研制起步较胶州李克光晚,目前军用航空发动机进展较民用航空发动机更快,但仍落后于美英法等国家,而俄罗斯航空工业发展长期以军用为主,民用航空发展失衡,故在民用航空发动机方面也相对落后。

根据2017年《WORLD AIR FORCE》统计,对全球装备数量前十的战斗机、运输机和直升机进行统计:

①按产地分,美、俄、英三国分别占比为55%、27%、9%,合计91%;

②战斗机装备数量前三发动机厂商为GE、ODK、PW、,占比分别为42%、34%、14%;

③运输机装备数量前三发动机厂商为R&R、PW、ODK,占比分别为39%、37%、21%;

④直升机装备数量前三发动机厂商为GE、阿维科莱卡明、ODK,占比分别为50%、17%、11%;

⑤三种机型合计,装备数量前三发动机厂商为GE、ODK、PW,占比分别为35%、27%、16%。

2.2. 美国:以引进起家,通过”调控”式竞争推动发展

美国是公认的当今航空发动机技术最为先进的国家,但美国的航空发动机也是以引进英国发动机技术起家的。美国通过政府主导的”调控”式竞争推动航空技术进步,从1984年到1989年,美国空军每年都要将F-16发动机的订单在普惠和通用之间进行分配,每年的份额都有所不同,这导致两家公司每年的激烈竞争。但如果把6年间的总份额累计来看,两家公司基本上是平分秋色。作为竞争的统筹规划者,美国军方在研发和采购过程中并未由于竞争的存在而节约多少资金,但通过对竞争的有效统筹,美国空军从更优秀的厂商那里获得了性能更优、更为可靠且维护性更好的喷气发动机。从上世纪八十年代至今,美国凭借其在发动机遥遥领先的技术和地位,成为全球航空大国和军事大国。

2.3. 俄罗斯:整合重组发动机企业形成竞争力

俄罗斯前苏联航空发动机产业也以仿制起步,二战后与欧美强国处于同一水平。前苏联鼎盛时期建立了强大的航空工业体系,形成了“设计单位百花齐放,生产单位三强并立”的格局。随着苏联的解体,由于缺乏资金,许多在研和预研项目被取消,一批国有航空发动机设计局和批量厂被民营资本和海外资本收购。这直接导致俄罗斯民用航空发动机产品几乎完全退出国际市场。为了扭转这一现状,一向以铁腕著称的普京总统上台后,对国内的航空发动机产业进行了铁腕改革。

从2007年开始进行了3个阶段的航空发动机行业改革与重组:

①2007年整合国内航空发动机行业的资源,成立4个控股公司:“礼炮航空发动机联合体”、 “留里卡-土星航空发动机联合体”、克里莫夫股份公司、萨马拉航空发动机制造中心;

②2008年,把4个控股公司整合成立联合发动机制造集团控股公司(ODK),ODK整合了俄罗斯发动机行业85%以上的资产,已经成为俄罗斯航空发动机的领军企业;

③2013年,将ODK旗下多家企业进行专业化整合,根据不同的产品线,成立了4个发动机部,分别是军机发动机部、民用飞机发动机部、直升机发动机部和燃气轮机部。

值得一提的是,在对发动机产业整合过程中,俄罗斯开始吸纳社会资本参与航空发动机产业的发展。

3. 国产军用航空发动机的自主之路

3.1. 国产军用航空发动机发展历程

我国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的,从最初的修理、仿制、改进改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机,走过了一条十分艰辛的发展道路。

(1)仿制和改进

上世纪50年代,索诺拉巫术市场中国航空发动机工业从零起步,走过了一条充满荆棘的道路。1956年,中国第一台涡喷-5sis0001发动机根据苏联BK-1发动机的技术资料在沈阳仿制成功,此后很长一段时间,中国航空发动机都以仿制和改进为主,例如涡喷-6、涡喷7和涡喷8。

(2)部分自主设计

进入上世纪70年代,我国开始对航空发动机进行了部分的自主设计,如基于涡喷-7研制的涡喷-13系列发动机和基于英国斯贝MK2j大有罪02的涡扇-9系列发动机。其中,涡喷-13于1985年开始装机试飞,满足了歼-8Ⅱ飞机研制进度的要求。

(3)拥有自主知识产权

直至2002年,国产涡喷-14”昆仑”发动机定型,中国才首次走完了自行研制的全过程,也一跃成为继美、俄、英、法之后的第五个航空发动机生产国。2005年12月,涡扇-10也就是俗称的”太行”发动机研发成功,成为我国首个具有自主知识产权的高性能大推力涡扇发动机。

经过60多年的发展,我国已建立了相对完整的发动机研制生产体系,具备了涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等类发动机的系列研制生产能力。国产发动机主要装配在歼击机、强击机、轰炸机、歼击轰炸机等主战飞机上,只有少量三代战机装的是进口发动机。运输机方面,运-7、运-8等运输机使用的涡桨发动机全部国产化。直升机方面,随着直-9、直-8、直-10等整体技术的成熟,在引进的基础上实现涡轴-8、涡轴-6、涡轴-16发动机的系列化发展,为我国快速扩大的国产直升机群提供了可靠的动力来源。

3.2. 航发集团:军用航空发动机制造国家队

2016年8月28日,中国航空发动机集团公司成立大会在京举行。作为中央管理的国有特大型企业,中国航发注册资本人民币500亿元,是实施航空发动机专项的责任主体,由国务院、北京市人民政府、中国航空工业集一级黄团公司、中国商用飞机有限责任公司共同出资组建,是国有控股的集团公司。

航发集团的成立,将研制周期长于一般机体的发动机独立于整机制造之外,使之不受制于整体飞机制造的限制,从而具备了更大的灵活性。航发集团的成立标志着我国航空发动机产业将形成全新格局,对我国航空工业未来发展具有重要意义。航发集团将建立“小核心、大协作、专业化、开放式”的研发生产体系,真正走出一条从基础研究到关键技术突破,到战略性航空发动机产品研制的自主创新研制的发展道路,同时也带动我国科学技术和工业技术水平的提升。

3.3. 民营企业:积极投身航空发动机领域,以零部件配套为主

航空发动机高投入、长周期,经营风险大,对一般民营企业构成较高的壁垒和门槛。近几年来,随着国家“两机”专项的实施,军民融合政策的深入推进,再加上资本市场助力,我国发动机逐步形成“小核心、大协作、专业化、开放式”的模式,民营企业逐步成为一支不可忽视的力量。

当前民营企业主要从零部件切入航空发动机领域,且多为同国际巨头合作,许多企业利用灵活的机制,引进国际知名专家队伍,定制国际先进的专业化设备,在高温合金材料制备、精密铸造、叶片机加等方面承担了多项航空发动机和燃气轮机科研生产任务。虽然目前尚没有可以独立制造发动机整机的民企,但未来可能性依然存在。

3.4. 中国航空发动机与燃气轮机两机专项

过去,我国对于航空发动机研制工作的艰巨性、长期性和高投入认识不足,与发达国家在这两方面资金投入上差距巨大。为支持第四代发动机的研制和开展推重比 15~20 一级的先进军用发动机关键技术研究,美国的 IHPTET 计划在1988~2003 年的15 年中总计投资 50亿美元。而我国1980~2000 年实施的两项高性能发动机预研计划,20年的总投入只有美国一年经费的几分之一,专项资金匮乏是制约我国航空发动机发展的重要因素。

在这一背景下,从2011年开始,国家对航空发动机与燃气轮机启动调研与论证,突破瓶颈后逐渐被提上日程。2017年3月,航空发动机与燃气轮机两机专项启动,在两机专项资金与政策的支持下,航空发动机体系将有能力自主筹备研发方案,大规模开展预研项目,切实做到“动力先行”,将有望缩小我们与欧美国家的差距。我们预计“航空发动机与燃气轮机”国家科技重大专项的直接投入在1000亿元量级,加上带动的地方、企业和社会其他投入,专项投入总金额约3000亿元。

两机专项的推出必定会给两机行业带来巨大的政策红利,将从根本上解决长期困扰我国航空发动机与燃气轮机产业的投入不足问题,在政策和资金的有利支持下,将推动我国航空发动机与燃气轮机技术赶超世界先进水平,实现历史性飞跃。我国航空发动机和燃气轮机产业将加速发展,并有望在未来打破巨头垄断进入国际市场。

转自:安信军工冯福章



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