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文檔簡介

1、由俄羅斯民用發動機復興之路看國產民用發動機的發展俄羅斯是繼美國、英國、法國等國家之后,少數擁有航空發動機設計、研制、制造和維護全產業鏈和價值鏈的國家之一,俄羅斯不僅在人們所熟知的軍用航空發動機領域獨占鰲頭,在民用發動機領域,伴隨其國產民機的發展,也要恢復往日的雄風。俄羅斯民用發動機的發展也走過從無到有、從渦噴到渦扇,從中興到衰退再復興的曲折道路,但無論是蘇聯時期還是俄羅斯時代,其民用發動機始終秉承著與民用飛機協調發展的理念,“一代飛機、一代動力”是俄羅斯民用發動機發展的規律,這對我國發展民用發動機值得借鑒,伴隨國產民機C919的首飛,人們也熱切盼望著國產民用發動機的首航。一、俄羅斯民用發動機的

2、復興之路 國產噴氣民機開啟蘇聯民用發動機的新紀元圖104客機是蘇聯首款、世界第二款投入運營的民用雙發噴氣式飛機,于1955年6月完成首飛,比波音707早一個月,這款飛機不僅宣布蘇聯民用飛機從此進入了噴氣時代,使蘇聯在民機領域名噪一時,也是日趨成熟的渦噴發動機在民用飛機上的一次大膽嘗試。圖104飛機采用了蘇聯米庫林設計局自主研制的阿愛姆-3(AM-3)渦噴發動機,此前米庫林設計局一直為蘇聯強擊機、截擊機、轟炸機等軍用飛機設計研制渦噴發動機,設計出蘇聯時期第一代渦噴發動機,如愛爾德-9(P-9)等。阿愛姆-3(AM-3)是一款推力為9噸的轟炸機發動機,配裝于圖16飛機上,是蘇聯時期最先進的渦噴發動

3、機。早期的蘇聯民用飛機主要是軍機改型,圖104也是始于圖16轟炸機的民機化,這也是首次采用渦噴發動機代替老舊的渦槳發動機作為民用飛機的動力,圖104的成功堅定了蘇聯研制國產民用戶渦噴發動機的信心,圖104的后續改型圖124、圖134等一直沿襲使用國產發動機,助推了蘇聯民用發動機事業的發展,圖104的確開啟了蘇聯民用發動機的新紀元。D30系列發動機引領蘇聯民機由渦噴進入渦扇時代渦噴發動機耗油高、使用壽命短,維護成本高的缺點在軍用飛機的使用過程中日益暴露出來,蘇聯迫切需要一款替代渦噴發動機的新一代發動機,索洛維約夫設計局的渦扇發動機項目正式啟動,其原計劃配套米亞4大型中遠程轟炸機,1960年蘇聯首

4、款雙轉子渦輪風扇發動機D20P正式定型,但米亞4在與圖95的競爭中失敗,研制項目被迫下馬,剛定型的渦扇發動機面臨無配屬飛機的尷尬!但圖124支線客機伸出了援手,圖124也成為世界首款短程渦扇客機,關鍵時刻,圖124客機不但拯救D20P渦扇發動機,也保存了蘇聯民用發動機不斷革新的火種,伴隨民機的改進改型,圖124改進為圖134,促進D20P改型為D30,采用相類似的核心機,增加空氣流量和高低壓渦輪級數,推重比提高到4.4;圖154存在耗油量過大的問題,推動D30脫胎換骨為D30KP,涵道比增加到2.4,接近西方大涵道下限值3,推重比提高到4.8;后來D30KP改進作伊爾76發動機,發展出來D30

5、KP2和D30KP3,促進了蘇聯時候民用發動機事業不斷成熟。PS90系列保住了俄羅斯民用發動機復興的“一口元氣”蘇聯的民用發動機最初也采用同軍機發展相同的理念“重性能,輕經濟性”,通過透支發動機的壽命,提高發動機的性能指標,這對于民機發展是致命的,與西方的民用發動機長使用壽命,低維護成本相比,蘇聯的民用發動機已經逐步落后。隨著前蘇聯對新一代客機的需求,索洛維耶夫設計局著手設計開發PS-90高涵道比商用渦扇發動機,以滿足最經濟、安全和更嚴格的尾氣排放要求,PS-90相對于20世紀60年代設計生產的前蘇聯發動機D30系列發動機,顯示了巨大進步。由于政治局勢的變化,蘇聯進入經濟困難時期,其在民用發動

6、機的投入已經捉襟見肘,很多型號的民用發動機研制由于經費不足,被迫下馬。到了90年代末、21世紀初,蘇聯解體后,俄羅斯高層毅然決定繼續推進PS90的改進,因為俄羅斯覺得這是關系到大飛機的未來,在最困難的情況下依然注入大量資金,保住俄羅斯在航發方面的“一口元氣”,使俄羅斯在航發四強占據一席。重組整合帶動俄羅斯航空發動機聚攏合力2007年國有獨資發動機科研生產中心“禮炮”的成立掀開了俄羅斯發動機企業重組整合的序幕,整合的背景是俄羅斯發動機企業競爭力的不斷下降,與GE公司比,俄羅斯民用航空發動機銷量不足GE的10%;涉及航空發動機科研生產的企業眾多、資源分散、實力不均,初步統計,俄羅斯航空發動機科研生

7、產企業多達50多家。為了聚攏力量,提升國際競爭力,俄羅斯政府進行了大刀闊斧的重組整合,在民航客機及配套發動機領域,成立了“土星”科學生產聯合體公司和彼爾姆發動機集團,土星聯合體負責俄羅斯支線客機SSJ100的發動機生產和D30發動機的出口,而彼爾姆集團則負責PS-90A發動機的供貨。整合后,各聯合體和集團公司有了明確的專業分工,在各自領域,不斷推動發動機的發展。PD-14代表俄羅斯民用發動機達到新的巔峰PD-14發動機是發動機聯合制造集團(ODK)最大的發動機研制項目之一,屬于起飛推力為80-180kN的俄羅斯第5代民用發動機系列,主要作為俄羅斯干線飛機MS-21的動力,在可靠性、壽命等方面將

8、超過上一代發動機,具有較低的使用維護成本和污染排放水平。其核心機的研制計劃投資700億盧布,一半來自政府財政預算,另一半由各參單位自行籌集,主要競爭對手是美國普惠的PW1000G發動機。PD-14 發動機的研制采用了大量新技術,廣泛使用復合材料,與目前世界上正在使用的民用發動機CFM56相比,PD-14 發動機耗油率降低約15%,全壽命周期費用降低約20%。該發動機項目為俄羅斯聯邦目標計劃(FTP,Federal Target Program)的一部分,目標為發展俄羅斯的全球民用航空發動機,重振俄羅斯昔日航空雄風。二、對我國發展民用發動機的啟示堅持協同發展之路,促進民用發動機與民用飛機相互帶動

9、俄羅斯航空發動機的發展也是走了先軍后民、先性能后經濟、先計劃后市場之路,由最初的圖104開啟俄羅斯民用發動機發展之門,民用發動機就開始獨立于軍用發動機建立獨特的發展體系,與民用飛機協調發展。“一代飛機、一代動力”正是俄羅斯民用發動機發展的集中體現,民用飛機從圖104、圖124、SSJ100到MS21;發動機從AM-3、D30系列、PS90系列到PD14,沒有國產的民用飛機,就沒有俄羅斯民用發動機事業,與俄羅斯相比,我國民用發動機起步較晚,但要堅持走與民用飛機協同發展之路,特別是國產支線客機C919的不斷成熟,必將促進我國民用發動機的發展。整合優勢資源,集中力量發展民用發動機事業我國航空發動機的

10、研制和生產體制沿襲前蘇聯,發動機科研與生產制造相分離,其可能會面臨與俄羅斯發動機發展相同的困境,即企業眾多、資源分布、實力不均,需要政府下大力氣,依據專業化整合和產業鏈協調的思路,整合重組企業的優勢資源,建立獨立民用發動機研制、生產和售后服務專業化的公司,集中力量促進我國民用發動機事業的發展。堅持“綠色航空”理念,面向市場發展我國的民用發動機產業民用發動機的發展有別于軍用發動機之路,軍用發動機發展更加強調國家意志,肩負國防安全重任,脫胎于計劃經濟時代,其高投入、高消耗、高成本的發展之路對于民用發動機的發展是致命的。對民用發動機,要堅持“綠色航空”的發展理念,提高發動機的穩定性和經濟性,降低能耗和排放,只有面向市場經濟的“低維護、長周期

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