目前中國也正處在商用發(fā)動機研發(fā)的“紅利”期
在大型軍用運輸機方面，目前中國裝備部隊的大型軍用運輸機主要為從俄羅斯購買的伊爾-76大型運輸機，配裝Д-30ΚΠⅡ發(fā)動機，由于裝備的飛機數(shù)量有限，還不能完全滿足運輸?shù)男枨?。未來我國軍用運輸機將向著載質量更大、航程及作戰(zhàn)半徑更大、巡航高度更高、速度更快以及安全性、可靠性和維護性更高的方向發(fā)展，戰(zhàn)術運輸機、戰(zhàn)略運輸機及戰(zhàn)略戰(zhàn)術運輸機需求量將逐步增大，對應需要大量不同推力等級的、更為先進、可靠的大涵道比渦扇發(fā)動機，據(jù)估計未來20年，中國軍方還可能需要500-1000臺大涵道比發(fā)動機。
此外，如果中國公司掌握了商用噴氣式發(fā)動機的生產(chǎn)能力，它們便能夠最終將國產(chǎn)發(fā)動機整機出口，全世界能研制航空發(fā)動機的國家很少，但具備飛機制造能力的國家卻相對較多。不過，中國商用發(fā)動機的出口至少還需要很多年，但是考慮到一旦中國掌握自主生產(chǎn)能力，它就會成為強大的競爭對手，這是值得深思的。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，未來二十年內，中國的商用發(fā)動機市場將是世界上增長最快、規(guī)模最大的市場之一。
從戰(zhàn)略角度考慮，政府和公司可能尋求減少中國對普惠、通用和羅爾斯-羅伊斯的依賴。這主要是為了替中國未來的軍用空中加油機和空中預警機提供自主生產(chǎn)的發(fā)動機。這樣就可以不受禁運的困擾，也不用擔心價格糾紛等其他問題。只有中國能夠實現(xiàn)自主生產(chǎn)所有關鍵部件，該戰(zhàn)略才能真正起到作用。
一個國家能夠依靠全球供應鏈建立強大的商用飛機工業(yè)，巴西航空工業(yè)公司就是這樣的例子，但是，減少對外國飛機零部件的依賴特別是在關鍵的航空發(fā)動機上能夠在軍用飛機生產(chǎn)上取得戰(zhàn)略優(yōu)勢。相比之下，消除依賴可能是不現(xiàn)實的事情。目前，即使美國一些軍用發(fā)動機也在使用外國的技術。例如，美國的非戰(zhàn)斗性軍事飛機使用了美國GE和法國賽峰集團合資公司生產(chǎn)的CFM發(fā)動機;即使是戰(zhàn)斗機也并非100%國內設計/生產(chǎn)。對中國來說，即使接近有限依賴的水平也是一個非常高的目標。
對其它工業(yè)的促進和影響
中國制造國產(chǎn)商用飛機發(fā)動機的雄心還受到了國家工業(yè)自豪感，以及發(fā)展其它工業(yè)的驅動。例如，航空發(fā)動機衍生出來的航改燃氣輪機和重型燃氣輪機可作為大型發(fā)電動力系統(tǒng);衍生出的船用燃氣輪機可用于大型艦船動力，特別是對航速和機動性要求較高的船只。
噴氣式發(fā)動機的生產(chǎn)涉及極其復雜的供應鏈，特別是商用航空發(fā)動機和軍用航空發(fā)動機具有很強的技術相通性，當能夠制造自己的商用發(fā)動機時，商用發(fā)動機公司必須需要獲得一個充足大型且靈活的供應鏈支持，而另一方面也面臨西方國家的技術輸出限制。目前俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機公司在生產(chǎn)PD-14發(fā)動機時，90%的發(fā)動機零部件采用國內用供應商，因此商發(fā)公司也可能采取這樣的模式，而非效仿羅羅公司等巨頭使用的全球供應鏈方法。
在具體實施上，中國公司可能會采取一定的測繪仿制，并逐步實現(xiàn)本土化的做法，所有部件生產(chǎn)的國產(chǎn)化需要很長的時間，過程可能會比較曲折。比較容易的方法就是先設計一部分零部件，并把它們裝在進口的發(fā)動機上試驗可靠性;之后再進行更高程度的組裝。如果一開始就進行高程度的國產(chǎn)零部件組裝，它可能會面臨失敗并難以找出導致失敗的根本原因。就工業(yè)集群制造供應來說，西安、沈陽、成都和上海地區(qū)將是主要的地區(qū)。確實，即使是三巨頭自身也不會使用這樣激進的方法。從技術上講，這種做法太昂貴，也非常危險。
合資公司在這時候就扮演著非常有用的角色，航空業(yè)是個數(shù)量不多的業(yè)務，這就使得經(jīng)濟規(guī)模和學習過程非常重要。作為主要的發(fā)動機生產(chǎn)商，GE公司每年僅生產(chǎn)數(shù)千臺發(fā)動機。相比之下，主要的汽車制造商如本田，產(chǎn)能為年產(chǎn)25萬或更多的車輛。根據(jù)經(jīng)濟情況，在美國其產(chǎn)能利用率在60-90%之間。
CFM國際公司由GE公司和法國賽峰兩公司的合資企業(yè)生產(chǎn)并非偶然：這分流了風險，并使各自的專長得到互補，加強了金融和市場進入能力。例如，GE公司在特定領域能力不足，特別是在低端零部件制造;如果GE想往這方面發(fā)展，它的發(fā)展效率將會非常低。
中國發(fā)動機制造商可能會更大程度上利用合資企業(yè)，但抱有不同的動機。因為與政府的聯(lián)系和享受政府的補貼，它在這方面可能受到限制。它們同時發(fā)展軍民兩用技術，能夠更好的協(xié)調和針對進一步的軍用項目;如果單獨發(fā)展，可能難以獲得這樣的發(fā)展。在自主生產(chǎn)商，它們的方法可能確定中國缺乏的零部件，并與外國公司建立合資企業(yè)生產(chǎn)最重要的部件。優(yōu)先考慮的可能如下：1)因為出口管制或壟斷供應結構，在世界市場上難以買到的零部件;2)能夠為軍用項目提供幫助的關鍵技術。
這包括高壓風扇技術和氣流計算軟件;一個例子就是大型風扇，這樣的出口并未受到限制。實際上，零部件自主化將會阻礙中國工業(yè)基地的生產(chǎn)思維和獨立途徑。如果某一工廠歷史性的生產(chǎn)出了某一部件，并得到官方的支持，它就可能限于這個領域以保護自己的金飯碗。
為了減少高程度“自主研制”的風險，該公司可能會效仿三巨頭的生產(chǎn)模式。這包括確定5到10個最重要的子模塊，從而縮小問題可能發(fā)生的領域。這需要80%的國產(chǎn)化生產(chǎn)，以及20%的零部件從外國進口。
知識產(chǎn)權和技術轉讓帶來的挑戰(zhàn)
外國公司聲稱，中國公司難以獲得逆向工程技術，或者改進他們的發(fā)動機技術。例如，CFM國際公司的一位高層在2011年6月向媒體表示，他不認為中國的發(fā)動機項目短期內會帶來威脅。他還說，“我們不擔心在中國的知識產(chǎn)權問題，我們知道如何與他們合作時不轉讓技術，我們知道如何在和他們交往時保護我們的知識產(chǎn)權。”
2011年，CFM國際公司曾披露，他們已經(jīng)與中航工業(yè)簽署了一份諒解備忘錄，“討論在上海建立最終LEAP-1C發(fā)動機生產(chǎn)線和測試工廠的可能性，但是還沒有敲定”。工作組表示，這仍是為了發(fā)展具有競爭力的商業(yè)模式，但要考慮到許多問題，我們還沒有最終確定最終生產(chǎn)線會落戶哪里?我們仍然在選擇我們的供應商，所以談論中國會生產(chǎn)什么零部件還為時尚早。
C919大飛機使用的LEAP-1C發(fā)動機/圖 來源網(wǎng)絡
而6年過去了，目前CFM國際公司還沒有決定在哪進行的全面總裝，而同一時期的提供給空客和波音的LEAP-1A發(fā)動機和LEAP-1B發(fā)動機的總裝分配問題卻已經(jīng)基本確定。我們懷疑這個過程持續(xù)如此之長的一個原因是發(fā)動機制造商想要在中國采取“美墨聯(lián)營工廠模式”;即在自己知識產(chǎn)權能夠得到最大限度保護的地方生產(chǎn)關鍵部件并進行部裝，然后運輸?shù)街袊M行總裝?？湛拖冗M的天津組裝線是國內目前最現(xiàn)代化的外國飛機廠商組裝線，空客在德國漢堡生產(chǎn)零部件，之后把所有部件運到天津進行最后總裝。這種情況下，在中國的組裝并未受到成本的困擾。在中國擁有首屈一指的制造工廠可以確保在中國的銷售，同時也擴大了產(chǎn)能。
中國的汽車產(chǎn)業(yè)也有類似的經(jīng)歷;與外國公司建立合資企業(yè)，僅得到很少的技術轉讓或僅得到發(fā)達國家市場上過時的技術。這可能仍會發(fā)生在中國航發(fā)商發(fā)公司和外國發(fā)動機合作伙伴身上，因為中國正努力避免成為二級市場，轉讓過時技術都能獲得巨大利潤。汽車部件的例子為如何保護產(chǎn)權提供了一個很好的范例;目前，通過多種手段的技術轉讓，許多中國合資企業(yè)正在國內零部件市場上進行激烈的競爭;在研發(fā)等領域對外國供應商也構成了威脅。
民用發(fā)動機和軍用發(fā)動機的區(qū)別
這就是為什么全球只有少數(shù)可靠的民用發(fā)動機制造商，因為這是個充滿技術挑戰(zhàn)的產(chǎn)業(yè)，基本上就是零容錯。中國在軍民兩個領域都在取得進展，但是它們之間存在著巨大的差異，軍用發(fā)動機主要面臨工程挑戰(zhàn)，發(fā)動機性能比可靠性和經(jīng)濟性更重要，因為這對國家空軍戰(zhàn)力來說非常關鍵。
相比之下，民用發(fā)動機講究設計成本控制，全球支持;剩余價值保證，美國FAA/歐洲EASA適航認證;全球管理和產(chǎn)權協(xié)調，以及保證使用的知識產(chǎn)權是合法的;售后服務，24小時的服務非常必要，雖然在一些情況下只能保證12小時服務。上述準則必須得到保證，因為客戶在購買發(fā)動機肯定會考慮。
發(fā)動機的可靠性也必須得到保證。滿足這一要求對發(fā)動機的性能和售后服務都有很高的要求，難以邊實踐邊學習。這就需要響應式管理，及全球資源和服務網(wǎng)絡的建立，包括能夠熟悉當?shù)卣Z言且技術過硬的工程技術人員，以確保全球實時產(chǎn)品服務，確?？蛻舻陌踩托判?。完全的國產(chǎn)發(fā)動機需要500-1000人進行不間斷的客戶支持，子模塊的各種技術需要大量各方面的專家在任何時間隨時待命。鑒于此，與承包商良好的實時協(xié)作與購買備用零部件和售后服務成本相比，發(fā)動機自身相對便宜。
剩余價值保證了制造商在固定時間內彌補期望價格與實際市場價值的差異，這對確保銷售非常重要。許多客戶在購買發(fā)動機時都有這樣的要求，可能要求所有中國國產(chǎn)發(fā)動機也能這樣，至少在開始時是這樣。剩余價值保證周期一般為2-5年，為了確保對自己產(chǎn)品的信心，中國發(fā)動機制造商除了提供一般的保證外，還應提供更多的東西。
中國航空發(fā)動機供應商已經(jīng)具備的一個優(yōu)勢就是：資金支持。政府和國有企業(yè)在獲得授權之后，能夠獲得巨大的資源，并且在針對具體客戶提供相應的資金支持方面有豐富的經(jīng)驗。一個比較復雜的因素是貨幣價格，美元仍然是全球貨幣，而中國要想使發(fā)動機國產(chǎn)化，它還缺乏對匯率上的控制。隨著人民幣的進一步升值，這對出口非常不利;雖然可能不會超過在正常上給予發(fā)動機發(fā)展的優(yōu)惠，但卻會加重生產(chǎn)成本。
在設計發(fā)動機時，要控制生產(chǎn)成本和在全球范圍內提供可靠技術和維修支持非常必要，而這恰恰是中國的弱項，可能阻礙其在全球市場的競爭力。對軍事應用來說，性能比成本更重要。對民用來說，如果發(fā)動機水平足夠，降低整個壽命周期中的總體成本遠比性能的提高重要得多。
民用發(fā)動機的售價遠遠不及整個壽命周期中飛行和維護所耗費的成本。航空產(chǎn)業(yè)中，主要的航空公司每年要把數(shù)十億美元用在購買燃料上，中國產(chǎn)品在燃油效率方面將面臨非常嚴酷的挑戰(zhàn)，如果僅僅以低價出售，卻無法證明自己產(chǎn)品的高可靠性和低使用成本，也可能難以被市場接受。
目前還不清楚，多少商發(fā)的領導真正意識到獲得全球適航證和提高發(fā)動機燃油效率的難度。中國公司必須證明它們有能力在設計、獲取適航證書、銷售、售后服務和其他售后支持方面取得良好的效果。
另一個區(qū)別是中國的軍用發(fā)動機項目對該國生產(chǎn)戰(zhàn)機的能力具有積極影響，可使之自主生產(chǎn)五代機，只需達到美國上世紀九十年代的技術水平(類似于F-22戰(zhàn)機上使用的普惠F119發(fā)動機)。如果期望再低些，實現(xiàn)能夠量產(chǎn)性能的穩(wěn)定，水平達到上世紀八十年代水平的普惠F100或通用的F110，就能夠使中國大規(guī)模自主生產(chǎn)殲-10、殲-11和殲-15等戰(zhàn)機，這將是重大的戰(zhàn)略升級。
對于軍用飛機來說，這是非常關鍵的，需要細致的努力提高性能。其它因素可能進行補償，例如：發(fā)動機的維修和壽命限制可以通過購買更多的發(fā)動機來彌補，前蘇聯(lián)最極端的時候對新軍用發(fā)動機壽命要求僅50個小時，因為覺得空戰(zhàn)50小時內肯定已經(jīng)分出了勝負。對于一個發(fā)展中國家來說，這非常實用，但不適用于充滿競爭充分的民用發(fā)動機市場。
考慮到這些，如果國產(chǎn)發(fā)動機難以迅速達到CFM 56發(fā)動機或新型Leap-X發(fā)動機的性能和效率，中國國內航空公司的CEO們可能會支持繼續(xù)使用外國生產(chǎn)的發(fā)動機。另一方面，北京一直希望中國商飛公司能夠成為世界級的支線客機和大型客機生產(chǎn)商。
研發(fā)和維修挑戰(zhàn)
軍用渦扇發(fā)動機的研發(fā)必須在沒有外國幫助的情況下獨立進行，特別是這對一個剛剛涉足該領域的國家而言(至少是在現(xiàn)今的商用領域)。相比之下，在民用發(fā)動機方面，低壓部件能夠從合資企業(yè)及外國工業(yè)商提供的子模塊中有所收獲。而在軍事領域，這些幾乎是不可能的事情。
中國軍用發(fā)動機的客戶主要是中國軍方，另外可能向那些難以影響其生產(chǎn)的友好國家進行小規(guī)模出口。因此，最大的挑戰(zhàn)就是工程本身。相比之下，民用渦扇發(fā)動機面臨著復雜的苛刻要求，有些問題可能是在數(shù)千次飛行之后出現(xiàn)的。
工程不是最主要的挑戰(zhàn)，售后服務和知識產(chǎn)權管理才是最大的考驗。所有國內和國外的客戶都希望高效率和安全性。而要想得到FAA/EASA頒發(fā)的適航證，在失誤方面的完全透明是非常必要的，即使商飛的C919也不可能例外。發(fā)動機常常需要維修，維修支持需要先進的工程和零部件。工程和設計鏈管理，特別是供應鏈管理是非常困難的。技術合作伙伴和子模塊交付提供了良好的機會，但是這又會引發(fā)復雜的承包和知識產(chǎn)權問題。
適航取證
民用發(fā)動機想在全球航空市場投運，就必須通過適航取證過程。作為飛機關鍵零部件供應商，民用發(fā)動機通常必須獲得FAA和EASA頒發(fā)的型號合格證書，而這是非常難進入和立足的領域，要求滿足許多極度復雜但有效的適航標準，這對在極端惡劣環(huán)境中確保安全是非常重要的。
這些苛刻的適航標準，對新興航空發(fā)動機制造商進入民用市場提供了限制。這就是為什么使用俄制航空發(fā)動機的飛機難以向全球大多數(shù)航空公司銷售，而向北美、歐洲和日本市場出售飛機利潤非常之大。
即便是西方較為成熟的LEAP發(fā)動機取證時間跨度也長達7年，并且涉及大量的試驗測試。
而且就安全和程序而言，滿足FAA/EASA適航標準也非常必要，美國FAA的相關檢查手冊達到數(shù)千頁之多，它用于保證如何跟蹤發(fā)動機工程的變化，任何變化必須得到授權。而如何控制質量，如何提交文檔和如何處理，需求包括一份詳述如何記錄不同型號發(fā)動機數(shù)量的英文文檔。
如果FAA/EASA的標準進行了修訂，就需要耗費精力修改大量的文檔，以及數(shù)千頁的其它內容。每一個螺釘、螺栓、鉚釘?shù)攘慵急仨毜玫胶细褡C書，還可能要為新的螺釘?shù)攘慵珜懺O計和證書相關文書。這些標準涵蓋飛機設計和生產(chǎn)的所有方面，不僅僅是發(fā)動機。即使是不工作的部分，最細微的失敗被忽略都可能引發(fā)重大后果，更不要說重要的推進系統(tǒng)了。
一架飛機甚至一款機型所有飛機的命運都將視缺陷的性質而定，一個很好的例子就是波音737-800和空客因使用Koito座椅而引發(fā)的事件。當他們發(fā)現(xiàn)日本公司偽造了防火和力度測試結果之后(來自32個航空公司的1000架飛機上的15萬個座椅)，使用這些座椅的飛機被推遲了交付，波音和空客立即選擇了替代供應商并替換了座椅。除此之外，一些航空公司目前正與Koito一起致力于讓落后的座椅得到合格證書。在滿足適航標準方面，即使花再多的錢也在所不惜。
得到FAA/EASA頒發(fā)的證書對設計進程具有相當大的影響，中國在發(fā)展自己的航空發(fā)動機和飛機時，如何解決這些需求仍然是個問題?，F(xiàn)在，中國正在努力改變發(fā)展方式，以符合FAA/EASA的標準。中國對商飛的C919具有很高的期望，希望它是能夠取代波音和空客的一個嘗試。
但是，與WTO條款和其他國際準則不同，安全和商業(yè)利益使得北京難以輕易滿足適航標準。中國正在C919項目上投資數(shù)十億美元，希望能夠獲得成功。相應的，中國正在向外國合資企業(yè)合作伙伴咨詢，使其可以在發(fā)展的早期就引入FAA/EASA標準。但是，可能需要中國制造商在生產(chǎn)方面滿足苛刻的標準。
FAA/EASA標準要求沒有缺陷，這也使得人們好奇，中國如何在未來得到任何外國授權技術的情況下跳躍性的發(fā)展到這一狀態(tài)?？梢韵胂螅@需要在設計和測試過程中采用逆向工程，因此會增加大量成本，加深項目的復雜性。
軍民融合的可能性
在許多國家，同一組織和公司會涉足軍民兩個發(fā)動機產(chǎn)業(yè);而且軍用項目實際上可以補貼民用項目，這非常關鍵。因為新一代民用發(fā)動機，如CMF56需要50億美元的資金支持，用于進行研發(fā)、測試和取證。日本曾試圖發(fā)展以民用發(fā)動機為中心的項目，但并未獲成功，缺乏軍事補貼就是其失利的一大原因。
民用發(fā)動機研發(fā)能夠促進軍用發(fā)動機的研發(fā)，民用航空發(fā)動機公司更容易獲得國外設計、管理軟件、項目管理工具、測試單元設計、過程管理等資源，這些可以在一定形式上轉為軍用。
或許最顯著的是，民用大涵道比渦扇發(fā)動機在不經(jīng)修改或稍微改動的情況下，可用于裝備包括空中加油機、運輸機、空中預警機和其他大型軍用飛機。美國的主要重型運輸機(C-17和C-5)、空中加油機(KC-10和KC135)、預警機和其他飛機(E-3A和P-8A)都可以配備與民用飛機所用發(fā)動機基本相同的發(fā)動機。例如，CMF56系列發(fā)動機可以裝備波音737和空客A320單通道飛機。一些軍用飛機如KC135空中加油機、E-3A預警機和P-8A反潛巡邏機(自身是經(jīng)過修改的B737-800裝上737-900改進的更大機翼，能夠攜帶更多的燃料，更厚的鋁制外殼能夠更好抵抗海域環(huán)境)。洛克希德馬丁公司的C5-M超級軍用運輸機使用了CF6發(fā)動機，類似的，PW2000渦扇發(fā)動機裝備了波音757和伊爾-96飛機。該發(fā)動機是F117上使用的PW100發(fā)動機的研發(fā)基礎，美國飛機運輸主力C-17運輸機也使用了同一發(fā)動機。
總結
大涵道比渦扇發(fā)動機是自主研制大型飛機的關鍵，發(fā)動機技術不突破，就無法掌握大型飛機研制的主動權。目前來看，中國已經(jīng)是一個大國和富國，正在向強國邁進，也許就像近期羅羅公司董事長伊恩-戴維斯表述的那樣，全球第二大經(jīng)濟體可能很快將開始生產(chǎn)大型噴氣式飛機所使用的發(fā)動機。
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