世界三大航空发动机制造商民机动力发展布局研究( 二 )



世界三大航空发动机制造商民机动力发展布局研究
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表2CF34系列发动机参数
为了在新一轮公务机动力竞争中抢占先机 , GE航空集团和赛峰集团联合 , 充分应用LEAP发动机核心机技术衍生发展了Passport20发动机 。 该发动机采用“3级低压压气机+10级高压压气机+第二代TAPS燃烧室+2级高压涡轮+4级低压涡轮”结构设计 , 推力74kN 。 相比于CF34发动机 , Passport20发动机可靠性和性能大幅提升 , 2012年完成方案设计 , 2013年完成首台发动机地面试验 , 2014年在波音747-100上进行飞行测试 , 2016年11月配装庞巴迪G7000(后更名为G7500)公务机实现首飞并于同年年底取得美国联邦航空局(FAA)颁发的适航许可证 , 2018年12月随首架G7500交付使用 。 Passport20发动机成功配装于G7500和G8000系列公务机 , 将GE航空集团发动机的市场领域拓展到新一代高端公务机 。
普惠公司明确定位 , 研制全新核心机
另辟蹊径 , 研发GTF发动机
在窄体客机动力方面 , 普惠公司虽然接收了罗罗公司V2500发动机股份 , 但该型发动机作为20世纪80年代末研制的产品 , 其性能难以满足新一代飞机技术升级要求 , 普惠公司亟须研制出性能更先进的新型发动机 。 在宽体客机动力方面 , 普惠公司面对GE航空集团这个强有力的竞争对手 , 想保住其市场份额显得力不从心 , 普惠公司原计划与罗罗公司共同研制替代PW4000的新一代中型发动机也未能如愿 。
有鉴于此 , 普惠公司基于对未来民机动力市场发展的预期 , 将筹码放在了“改变行业游戏规则”的GTF发动机上 。 通过20年技术积累和10亿美元投入 , 更加清洁安静的GTF发动机PW1000G研制成功 。 该核心机是普惠公司在未来相当长的一段时间内实现发动机系列化发展的重要基础 , 奠定了其在GTF发动机领域无可撼动的技术优势 。 普惠公司高度重视GTF发动机专利体系的布局、申请和保护 , 使得其他竞争对手一旦采用GTF构型设计就可能面临侵权诉讼 , 难以准入 。

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表3普惠GTF发动机家族
PW1000G发动机核心机为全新研制 , 采用“8级高压压气机+TALON-X燃烧室+2级高压涡轮”构型 , 核心机压比达到16∶1 。 PW1000G系列发动机推力为60~180kN , 已作为空客A320neo、A220、三菱SpaceJetM90、俄罗斯MC-21、巴航工业E-JetsE2等5型飞机平台的动力 。 此外 , 普惠公司正联合波音公司探讨“新中间市场”(MoM)客机上的潜在应用 , 希望通过波音的MoM项目来扩展GTF发动机的应用 , 使GTF发动机逐步进入高推力市场 。

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GTF发动机与LEAP发动机结构对比示意图
厘清现状 , 紧盯公务机动力市场
世界三大航空发动机制造商民机动力发展布局研究】普惠公司拥有推力等级较齐全的轻型和中型公务机发动机 , 含推力4.5~11kN的PW600系列、13~20kN的JT15D系列及后续替换型PW500系列、21~33kN的PW300系列、44~88kN的PW800系列发动机 。

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PW800发动机剖面图
最新型的PW800系列发动机采用“单级风扇+2~3级低压压气机+8级高压压气机+TALON-X燃烧室+2级高压涡轮+2~3级低压涡轮”结构 , 核心机压比为16∶1 , 于2013年实现首台发动机地面运转 。 2015年年初 , PW814GA(配装“湾流”G500)和PW815GA(配装“湾流”G600)获颁型号合格证 。 2016年 , PW810系列发动机在波音747SP测试平台及“湾流”G500飞机上进行了超4000h的飞行测试 , 结果表明发动机性能超出预期 。 2019年 , PW800发动机荣膺美国《航空周刊》“公务航空推进类”网络年度月桂奖 。 2019年年底 , PW810系列发动机开始服役 。
罗罗公司通过三转子发动机核心机 , 推动发展与变革
审时度势 , 从三转子向传统双转子结构转型
20世纪70年代 , 罗罗公司研发了用于RB211三转子发动机的核心机 , 通过对核心机不断改进升级 , 发展了遄达700、遄达800、遄达500、遄达900、遄达1000等系列发动机 , 奠定了罗罗公司在三转子发动机方面的霸主地位 , 支撑了其近半个世纪的发展 。

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遄达系列7个成员
近年来 , 为了应对飞机升级需要 , 罗罗公司以代表最新技术成果的遄达1000发动机核心机为基础 , 应用在高效和环境友好的航空发动机(EFAE)计划验证的新技术 , 放大设计 , 发展出了遄达XWB发动机 , 成为遄达系列有史以来最畅销的发动机 , 也是目前罗罗公司生产的最大发动机 。 在遄达XWB发动机技术基础上 , 罗罗公司又发展了遄达1000发动机的改进型遄达1000-TEN发动机 。 同时 , 采用遄达XWB发动机核心机 , 充分借鉴最新型遄达系列发动机的技术和经验 , 发展了用于空客A330neo的遄达7000发动机 。