【機(jī)械cax360第458期】德國制造的優(yōu)秀品質(zhì)得到了全世界認(rèn)可,德國汽車和機(jī)床制造處于全球領(lǐng)先地位,德國西門子是工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)巨頭。然而世界三大航空發(fā)動機(jī)公司卻沒有德國的身影,這是為什么呢?
世界三大航空發(fā)動機(jī)公司分別來自英美兩國,羅爾斯·羅伊斯(英國)、普拉特·惠特尼(美國)和通用電氣(美國),全球航空發(fā)動機(jī)市場幾乎被這三家壟斷。
航空發(fā)動機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械,為航空器提供飛行所需動力的發(fā)動機(jī)。它是多學(xué)科交叉、技術(shù)密集的高科技領(lǐng)域,其發(fā)展標(biāo)志著國家頂尖的制造水平,被譽(yù)為'工業(yè)之花'。
▲GE90發(fā)動機(jī)性能測試
說到德國,很多人第一印象就是這個(gè)民族很嚴(yán)謹(jǐn),不浮躁,有工匠精神,確實(shí)德國制造享譽(yù)全球,奔馳、寶馬、奧迪、保時(shí)捷這些汽車品牌在中國影響力很大。
那么,強(qiáng)悍的德國制造業(yè)為什么造不出航空發(fā)動機(jī)呢?
一、航空發(fā)動機(jī)這類高尖端產(chǎn)品是多學(xué)科的應(yīng)用,也是資金技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)。德國在二戰(zhàn)時(shí)期是戰(zhàn)敗國,國家工業(yè)經(jīng)濟(jì)徹底摧毀,同時(shí)戰(zhàn)勝國也禁止德國在未來50年內(nèi)發(fā)展任何與航空有關(guān)的工作。(戰(zhàn)敗國德國和日本都不能研發(fā)航空發(fā)動機(jī)和戰(zhàn)機(jī))
二戰(zhàn)末期,蘇聯(lián)先占領(lǐng)了德國柏林,得到大部分的技術(shù)資料和設(shè)備,并強(qiáng)制帶走了少量工程師,美國收獲了德國大部分工程師和少量資料,而德國本土缺少航空技術(shù)人才,也是導(dǎo)致德國航空發(fā)動機(jī)發(fā)展滯后的原因之一。
▲GE90發(fā)動機(jī)極寒環(huán)境測試
二、航空發(fā)動機(jī)的研制需要長期積累。目前世界三大航空發(fā)動機(jī)公司,除了精良的設(shè)計(jì)和材料外,大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。并不是有了先進(jìn)的材料就能造出好的發(fā)動機(jī),這其中涉及到空氣動力等諸多因素,這是需要通過大量試驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)得到的。這些經(jīng)驗(yàn)積累在二戰(zhàn)后禁止德國發(fā)展航空工業(yè)就幾乎停滯不前了。
三、研發(fā)一款航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品,從預(yù)研(壓氣機(jī)、渦輪級數(shù)確定)到核心機(jī)測試,再到整機(jī)測試,最后裝機(jī)試飛定型,產(chǎn)品成熟至少要十年以上的時(shí)間。這其中的投入是巨大的,沒個(gè)幾百億歐元根本下不來,況且投了那么多錢還不能保證一定造出來,對于企業(yè)來講風(fēng)險(xiǎn)太大。三大航空發(fā)動機(jī)巨頭持續(xù)投入上千億,牢牢掌控著軍民兩大領(lǐng)域,和巨頭競爭,贏的概率能有多大?
四、德國西門子在工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)市場做的那么好,它是具備設(shè)計(jì)生產(chǎn)高品質(zhì)航空發(fā)動機(jī)的能力。雖然工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動機(jī)技術(shù)方面有很多相似之處,但還是有很多不同,兩者產(chǎn)品的供應(yīng)鏈和下游原材料供應(yīng)商完全不同。航空發(fā)動機(jī)的減重技術(shù)、冷卻技術(shù)和大量易損件(合金材質(zhì))的維修和檢測,這些工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)沒有或者很弱。
五、德國西門子要是打算進(jìn)入航空發(fā)動機(jī)市場不僅要研發(fā)出產(chǎn)品,由于客戶不一樣,還需要組建新的銷售渠道和售后支持網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品需要通過適航證和Nadcap認(rèn)證,確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和售后保障。(Nadcap認(rèn)證是專門對航空航天工業(yè)的特殊產(chǎn)品和工藝進(jìn)行認(rèn)證的體系)
六、德國是不受軍售限制的國家,與各個(gè)國家關(guān)系都還不錯(cuò),沒有很大的防務(wù)壓力,也沒有很大動力自主研發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)(沒有戰(zhàn)機(jī)航空發(fā)動機(jī)裝哪里),國家層面動力不足,企業(yè)就可想而知了。
最后說說我們自己,最近中國航空工業(yè)發(fā)展迅速,在本世紀(jì)初,航空發(fā)動機(jī)就被中國列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目,投入了巨量的資金進(jìn)行研發(fā)和攻克。中國在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的巨大投入正在顯現(xiàn)出成果,一些發(fā)動機(jī)已經(jīng)進(jìn)入收獲期,一系列新型發(fā)動機(jī)項(xiàng)目正在進(jìn)入關(guān)鍵攻關(guān)階段,中國在航空發(fā)動機(jī)上進(jìn)步是實(shí)實(shí)在在的,并不是充門面的行為。
▲上世紀(jì)四五十年代,通用電氣裝配了超過3萬臺j47航空發(fā)動機(jī),使其成為歷史上生產(chǎn)量最大的噴氣發(fā)動機(jī)。
▲在20世紀(jì)50年代初的高峰生產(chǎn)期間,通用電氣每月組裝1000多臺j47航空發(fā)動機(jī)
▲通用電氣在第一次世界大戰(zhàn)期間開始生產(chǎn)渦輪增壓器,這些裝置使飛機(jī)承受更重的載荷飛行
▲美國第一架噴氣式航空發(fā)動機(jī)是由一組秘密的通用電氣工程師團(tuán)隊(duì)于1942年開發(fā)的
▲通用電氣工廠裝配F414航空發(fā)動機(jī)
▲在20世紀(jì)70年代,CF6航空發(fā)動機(jī)被用于道格拉斯DC10噴氣式飛機(jī)上
▲通用電氣為波音777客機(jī)設(shè)計(jì)的GE90-115b航空發(fā)動機(jī)
▲新型GE93航空發(fā)動機(jī)將使用各種各樣的3D打印組件
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