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磨砺记:普惠与齿轮涡扇发动机的革新权

时间:2018年06月22日 11:02   来源:微信@两机动力控制
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  经过20多年的努力和大约110亿美金的研发投入,普惠打造出了每kg技艺含量高达7300万美金的“星星减速齿轮箱”,这一过程到底经历了什么?

  在80年代末,普惠灵感闪现,当时用于地面燃气轮机的减速齿轮箱已经存在,只是对于航空发动机来说,它的个头有点大,有一个房子那么大。于是普惠琢磨着,如果他们能够把这个减速齿轮箱缩小到适用于航空引擎尺寸,并包管重量低于150kg,他们可以改变整个航空引擎职业。

  说干就干,经过20多年的努力和大约110亿美金的研发“挥霍”后,一个可用于商用航空发动机的插入式星星减速齿轮箱被该企业被打造了出来,如下图(小编:按150kg算,每kg技艺含量7300万美金,壕!有钱!任性!)。

  齿轮涡扇发动机绝对是一个突破性的成就,立马勾起普惠企业的美满回忆和对未来民航引擎市场无限憧憬,那还是在很久很久以前,上世纪40年代末,普惠企业当时就是携带一款活塞发动机“黄蜂”杀入了已经被艾利逊(1995年被罗-罗企业收购)、通用电气GE和西屋主宰的商用航空引擎市场,活得风生水起。

  不过,后来随着世界风云变幻,美军在全世界各地各种“啪啪啪”,普惠开始发挥“航空报国,强军富民”的爱国主义情操,专注利润更高的军用引擎市场,垄断了美国新一代战机F-22,F-35的高性能动力引擎供应,挣钱多多,但在民用引擎市场上的份额却逐渐被罗罗、GE和CFM(GE和法国赛峰合资企业)吞噬。

  然而把产品做得过好的坏处就是,F-22和F-35战机已经很难被击落,航空发动机的维修和更换时间也越来越长,最终美军还是持续裁减军费,军用引擎需求减少,于是普惠决定那就重回商用引擎市场,普惠自信因为普惠还是挺擅长“革命式革新”技艺逆袭,在上世纪40年年代后期曾设计一个压比高达12的航空发动机压气机,是当时阅历丰富的竞争对手产品的2倍多,以至当时美国空军收到设计方案时都太相信,认为这只存在理论上可行。

  而航空产业悠久的历史弧线,就是一个个品牌革新成败的故事。抱着“事后诸葛亮”式的眼光来看,各家航空发动机革新的过程似乎就是一条不服输且持续上升的弧线,然而,事实上,革新的故事总是更加复杂,有时候,上升的弧线也会下降,然后再次升起,或者,一跌到底,再无翻身之日。

  普惠的齿轮传动涡轮风扇发动机近期就碰到了麻烦。虽然减速齿轮技艺并没有直接牵涉其中,但客户和空客企业对首款发动机中发现的一些“BUG”却已显得越来越不耐烦了。随着普惠和它最大的客户之一卡塔尔航空公布颁发“各自讲话”,已经有越来越多的迹象表明完全处置之前的全部问题,或许需要更长的时间和更多的成本。

  其实,高精尖的航空产业对“革新”一直不是特别友好。无论对象是碳纤维机身外壳、锂离子电池或新的航空引擎,从研发到商业运营办事的过渡总是充满了痛苦、泪水和失败。当年,罗尔斯-罗伊斯企业(简称罗-罗企业)在RB211发动机研制上,在航空发动机风扇中国足球协会超级联赛前使用碳纤维复合材料,导致研发费用高涨,名目返工,交付延期,是当年罗-罗企业破产的重要原因之一。

  再看它的首要竞争对手,对于新型民用航空发动机,GE的决定是,在CFM 56技艺的基础上衍生一个最新的LEAP X发动机,而不是从头到尾重新研制一个完全新的航空引擎。而且与CFM-56发动机相比,CFM LEAP-X发动机不再完全由GE完全研发,而首要由GE和法国赛峰集团协同承担。

  迄今为止,普惠在技艺上或许并没有犯什么大错,齿轮涡扇发动机关键的本体核心部件并没有爆出有任何故障,对它来说修复此刻出现的技艺问题,无非就是增补了一定的工作量。而它在新型航空发动机上遇到的商业挑战则比技艺问题严重得多,之前很多新产品入市时也遭遇过类似情况,但它在遭遇客户挑战和责问时,应该表现得更加坦率和豁达,采纳防御姿态只会使得处置问题更加困难。

  对于航空产业来说,没有任何一家企业有义务必须要实行革新,但一旦革新,企业都需要承担风险,甚至遭遇失败。那一台新型航空发动机的革新性技艺有多少?读书时参与学院讲座,一位受邀的罗罗资深航空发动机工程师讲到,新技艺不要超过整机技艺的10%,当时整个会场的同学一片哗然。不管怎样,齿轮传动涡扇发动机依然是一种潜在的突破性革新技艺,它的奖赏将来自未来。

  

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