波音和空客技术那么牛,他们可以制造航空发动机吗?

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一方面,波音和空客是整机制造商,不造发动机,它们是发动机的搬运工。另一方面,波音和空客在发动机上的造诣很深,经常能指导发动机厂商怎么造发动机。在全世界范围内,绝大多数飞机制造商,都是不自己造发动机的。比如俄罗斯的苏霍伊联合体,乌克兰的安东诺夫联合体,巴西的巴航工业,中国的成飞沈飞,加拿大的庞巴迪,法国的达索。

图一:波音747的JT9D是当时世界上推力最大的发动机。

为这些飞机制造商造发动机的包括通用电气、普惠、罗罗、斯奈克玛等等。这些公司的主业或主业之一就是制造航空发动机。飞机制造商跟发动机制造商往往是好基友的关系。比如波音公司跟通用电气就是好基友,而空客公司跟罗罗公司是好基友。举个例子,波音777X的发动机由通用电气独占,空客A350-1000的发动机由罗罗独占。

当然了,在绝大多数时候,飞机制造商不会在一棵树上吊死,也就是不愿意由一家发动机厂商独占。独占有好处有坏处,好处是能有更深层次的合作,坏处是一旦发动机不行,整个机队都要趴窝。所以比如A320的发动机,就由三家厂商提供,包括IAE、CFM和普惠。

图二:乔萨特对于发动机的造诣非常深,尽管他只是个飞机设计师。

上面讲发动机厂商时,并没有提到IAE和CFM,这两个公司是怎么蹦出来的呢?其实发动机厂商之间有你死我活的竞争,也有互相帮扶的合作。合纵连横的大戏,都是为了抢到订单的交易。IAE实际上是美德日以普惠为老大的合资公司,CFM实际上是通用电气和法国赛峰的合资公司。

历史上赫赫有名的飞机设计师,往往对发动机有非常深刻的理解,能够发现发动机发展的趋势,灵活运用最新的发动机研究成果,更牛的是能控制风险,预先了解发动机可能存在的问题,并且找到解决问题的办法。从约翰逊到乔萨特都是如此。作为波音747之父,乔萨特非常清楚地判断出普惠公司JT9D出现了问题,并且派人前往普惠公司协同解决问题。

图三:波音747的大头设计源自军用运输机。

波音787是最容易辨识出来的客机,没有之一。主要就是因为它的发动机后缘采用了锯齿设计,发动机看起来象是一朵反插的菊花。锯齿设计的主要目的在于降低噪音,让来自外函道的冷空气和内函道的热空气混合更为平滑。这个设计并不是发动机厂商自行作主的,而是波音公司、NASA和发动机厂商的多方合作,缺一不可。


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波音和空客是著名的飞机生产商,技术确实牛,但航空发动机,航电设备,甚至座椅,机上厨房,卫生间等都不生产,也就是说,它们就制造一飞机壳儿,很多人说咱们中国商飞制造的ARJ-21和C919购买了很多国外的设备,就制造一壳儿,就说咱们的飞机不是“纯”国产,那其实波音,空客也是一样。

比方说,波音著名的客机波音747,发动机来自三个厂家供客户选择,分别是:

普惠的PW JT9D-7A,通用电气的GE CF6-45A2,英国罗尔斯罗伊斯公司的RR RB211-524B2,整个飞机有450万个零部件,生产商包括6个国家1500家大型企业,还有15000家以上的中小企业参与了协作分工生产。波音公司如果每个零件都自己制造,那根本生产不出飞机来。

那有人可能说,造个壳儿算造飞机?对,造壳儿就是造飞机,能把壳设计出来,造出来,把各家生产的设备整合为一体,协调合作,形成操控良好,性能优异的整体,就是飞机制造厂商的工作。

飞机发动机是现代工业的皇冠,造发动机的厂商也很牛,不断地造出更高精度,更大推力,更加省油,更长使用寿命,更环保的发动机,但它们都不造飞机,这就是术业有专攻,各有各的专长,分工合作好了就行了。

但从另一方面讲,一个大国有可能做到整架飞机都是国内众多企业合作生产零部件,比如现在的美国,它的配套能力很强,如果需要,它完全可以全国产。

民用客机则需要先进稳定的子系统,保证客机的整体先进性,因为客机面对各航空公司的选择,安全,节能,易维护,寿命长,舒适,环保等都是很挑剔的因素,采用国际合作方式很正常。(N)


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其实这个问题,就跟为什么我们不造芯片差不多,就是我们不是不能造芯片,而是我们现阶段造不出来先进的芯片,落后的产品造出来根本就没有竞争力,自然也就没有市场。

波音与与空客其实很像“苹果”,就很多“产品”都是各零部件供应商提供零件,最后在一起组装,不一样的是“苹果”很多零部件比如“芯片”是自己设计的,但不是自己生产,而是交给台积电代工。
图注:我们为波音制造的垂尾。

波音、空客也是一样,很多零部件都是由别人代工的,比如波音目前最先进的“波音787”就是由9个国家,12家公司参与生产的,我们的沈飞、西飞也有波音的零部件加工项目,而飞机发动机更是直接采用其他厂商的产品,比如美国“GE”通用电气、“普惠”普拉特.惠特尼、“罗罗”罗尔斯.罗伊斯的产品。


图注:目前全世界主要的几家航空发动机制造/提供厂商。

那为什么波音和空客不自己生产飞机发动机呢?

“天真”个人看法不是它们造不了,而是造出来没有竞争力!就像我们芯片一样,不是造不了,而是造出来没有市场竞争力!还不如直接采用三大航发厂商的产品,就像各大电脑厂商都采用“英特尔”的芯片一样。


而为什么像波音、空客这样的航空巨头生产出来的“航空发动机”都没有市场竞争力呢?

首先二战那种老式的“活塞”发动机我们不谈,我们现在只谈现在先进的“大涵道比涡扇发动机”;

制造先进喷气航空发动机的关键在于材料、加工工艺及设计制造,波音、空客在航发材料上应该没有问题,自己不行也可以直接采购本国内的产品,关键在于加工工艺和设计制造。

我们都知道航发的原理很简单,以涡扇发动机为例:就是风扇、低压压气机(高涵道比涡扇特有)、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统等组成。

但是原理简单,工程化很困难,尤其是大推力先进航发的加工制造极其困难,目前先进航发多达数万个零部件,每个零部件的加工工艺要求都不近相同,甚至可以毫不夸张的说,给你个先进航发在没有操作手册的时候,连如何拆解都困难。
图注:目前最先进的大涵道比涡扇发动机,波音777X应用的“GE9X”

对于那些有先进航发制造经验的企业来说,一个航发数万个零部件,比如A、B、C、D、E、F、G……它们知道如何加工、如何装配,可是对没有先进航发制造经验的企业来说,不要说如何加工、如何装配了,甚至连哪个是A哪个是B都不知道,这就需要一步步从头摸索,按我们通俗的话来说,就是“技术累积”。

其次,每个航发的零部件都是有“公差”的,就每个零部件加工的时候,会有一定的大小差别,是不可能完全一样的,那这个差别是多少?没制造过航发的企业不知道,最后装配在一起的总差别又是多少,还是不知道。

这就对以后航发的可靠性提出了难题,航发不是汽车发动机,汽车发动机出问题的时候,汽车大不了停在路边不开就是了,而用航发的飞机不行,飞机飞到一半航发出问题了,那飞机也就完了,以前我们歼10用三姨夫的时候,大多数事故都是“三姨夫”出问题,为这事我们没少和毛子扯皮!

所以航发需要进行漫长而又严格的各种测试,而正如前文所说,先进航发有多达数万个零件,同时航发的使用环境又极其严酷,涡轮叶片工作环境是在上千度的高温下,保持每分钟数万转的稳定运行,每秒钟的进气流量都是按“公斤”计算的,这么严酷的工作环境与这么多的零件想要确保不出问题是极其、极其困难的。



就拿我们来说,上世纪80年代就开始仿制英国的“贝斯”发动机,按理说对航发是有一定设计制造经验的,可是等到研制WS10这种第三代大推力小涵道比航空发动机的时候就遇到了难题,设计出来了也造出来了,但就是可靠性不行,尤其是“喘振”的问题,来回的折腾。

而主要原因是什么呢?一个是设计的问题,一个就是加工工艺的问题(跟材料屁关系都没有,具体原因可能涉密就不谈了)

图注:WS10以前迟迟
出不来,根本就不是材料的问题,而是设计跟工艺的问题。

而这种难题不是单靠工业规模和工业加工能力就可以轻易改变的,就拿我们隔壁的鬼子来说,工业加工能力不可谓不强吧?

可是自己费劲巴力造了个5吨推力的“小推”就能乐的屁颠屁颠的。
图注:鬼子“心神”


上用的“XF5-1”一个5吨的小推,曾让鬼子兴奋了好几年。

这个关键还是“技术累积”的问题,只有自己有丰富的航空发动机设计制造经验,才能知道用那些设计来避免可能出现的问题,用那些技术加工工艺才能提高航发的性能和可靠性。

所以在“天真”看来,如果波音与空客想造航空发动机的话,以目前的技术条件来看应该没有问题,无非就是投资建厂而已,我们过去80年代都能造航发,作为现在国际“军工巨头”的波音、空客来说一点问题都没有。

但是……如何能造出“先进的航发”、如何能造出“先进可靠的航发”,这就不单纯是看工业制造或者工业规模的问题了,而是技术积累的问题,而相关经验欠缺的波音、空客想制造先进大推力航发都非常困难,确切的说不止是波音、空客,任何其他工业制造企业想在没有经验的情况下,就造好大推力航发,根本不可能!


天真小科普


波音和空客是著名的飞机制造公司,但不是航空发动机制造商。

关于飞机制造和发动机制造,在航空工程领域中有一句话:“飞机是一个国家工业的王冠,航空发动机则是王冠上的宝石”。这就说明航空发动机在航空工程行业的特殊地位,对于目前全球的航空工业布局而言,航空发动机一般都是集中在一个公司或者工厂进行研发和制造的,并不是融入到飞机制造厂或者公司。

这种现象在美国如此,在欧洲如此,在俄罗斯如此,在中国也是如此。所以波音和空客并不是致力于研发航空发动机。

实际上在全球范围内,特别是喷气式航空发动机的供应渠道中,五家公司占据了全球市场近90%的份额。

这五家公司就是美国GE、法国的snecma(斯奈克玛)、CFM(GE和snecma的合资公司)、美国普惠公司、英国罗-罗公司。

波音和空客的客机产品,基本上都是可以在上面这五家公司的发动机之间互换。


OK,关于问题就回答到这里吧。😊

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老鹰航空


空客与波音两大航空业研发制造巨头,他们十分擅长设计制造各型航空器。他们与世界顶级的航空发动机,研发制造商之间长期保持着密切的联系与合作关系。英国的罗罗(RR)公司、美国的GE(通用电器)公司、他们为了体现自己存在的价值,和长期保持占据航空发动机研发和制造技术的颠峰,为此也要借助于,上述两大航空巨头的合作来实现。另一方面,空客与波音也要倚托于RR和GE的杰出成果来实现各自的宏图。RR与GE,AlRBUS与Boing他们之间各有所长,又 各自竞争。他们之间不懈的共同努力,让人们在选择航空旅行时,越来越快捷而安全还有舒适,他们还会为了人们在更加浪漫而愉快的旅行让人们与朋友和家人欢聚一堂而继续努力。


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