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德國(guó)工業(yè)如此先進(jìn)為何造不出個(gè)棒棒噠航空發(fā)動(dòng)機(jī)

賦能網(wǎng) 2023-06-04 87

  盡管德國(guó)制造也是從“山寨”走過(guò)來(lái),但是近百年來(lái),德國(guó)制造的品質(zhì)可謂有口皆碑,得到了全世界的尊重。然而,有心人就會(huì)發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在民航發(fā)動(dòng)機(jī)三大家,沒(méi)有一家是德國(guó)公司,盡管德國(guó)西門(mén)子公司的渦輪技術(shù)如此先進(jìn),卻也沒(méi)有生產(chǎn)出棒棒噠航空發(fā)動(dòng)機(jī),為什么?

  下面是留學(xué)賦能專(zhuān)家上的一些高“贊”回答,還是挺有道理的。

  網(wǎng)友@FrancescSaint:工業(yè)燃機(jī)和航空燃機(jī)的取向是不一樣的。工業(yè)燃機(jī)的工況很穩(wěn)定,所以更追求效率。但航空燃機(jī)是要考慮各種工況下的問(wèn)題的,并且重量、體積都必須斤斤計(jì)較,所以和工業(yè)燃機(jī)還有些區(qū)別。

  如果回溯到二戰(zhàn)的時(shí)候,德國(guó)算是最早一批將燃?xì)鉁u輪用到飛機(jī)上的國(guó)家,比如著名的Me262。戰(zhàn)后,德國(guó)航空被閹割,具體來(lái)說(shuō)就是德國(guó)的大學(xué)有很長(zhǎng)一段時(shí)間不讓開(kāi)航空專(zhuān)業(yè)。

  首先,航空燃機(jī)是一個(gè)需要漫長(zhǎng)積累的產(chǎn)品,舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),RR現(xiàn)在的Trent系列是從RB211演化而來(lái)的,而RB211開(kāi)發(fā)的時(shí)候就差點(diǎn)把RR自己搞破產(chǎn),順便坑了洛克希德一把,致使其退出了大型客機(jī)領(lǐng)域。所謂的三巨頭,除了精良的設(shè)計(jì)、優(yōu)異的材料之外,其海量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累也是很寶貴的。

  其次,并不是只要有先進(jìn)的材料就可以做出好的發(fā)動(dòng)機(jī)。舉例而言,SnecmaM88的渦前溫度(1850k)要高于RREJ200(1750k)(至少證明其材料水平不亞于RR),但是推力卻不如后者(抱歉這兩天維基太慢,等恢復(fù)了再給詳細(xì)數(shù)據(jù)),其原因是壓氣機(jī)性能,這是設(shè)計(jì)水平的區(qū)別。其中涉及到空氣動(dòng)力等諸多因素,這是需要通過(guò)大量試驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)得到的。

  第三,開(kāi)發(fā)一款產(chǎn)品,從預(yù)研(壓氣機(jī)、渦輪級(jí)數(shù)的確定)到核心機(jī)測(cè)試,再到整機(jī)測(cè)試,最后裝機(jī)試飛定型,十年左右是至少的。此中的投入也是巨大的。大到什么程度?十八大的時(shí)候,我朝表示要今后20年里投入3000億人民幣作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的專(zhuān)項(xiàng)資金。要讓一個(gè)企業(yè)拿出將近400億歐元,哪怕可以融資,也是一件很夸張的事情。

  最后,研發(fā)出來(lái)之后還必須面臨一個(gè)問(wèn)題:裝機(jī)對(duì)象在哪里?也就是市場(chǎng)在哪里?舉個(gè)例子而言,我國(guó)在十幾年前研究過(guò)戰(zhàn)斗機(jī)用中推(就是EJ200、F404、RD33那個(gè)級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)),然后到半路發(fā)現(xiàn)沒(méi)裝機(jī)對(duì)象,下馬轉(zhuǎn)預(yù)研。

  現(xiàn)在德國(guó)的情況是,MTU的確有強(qiáng)大的材料,可以幫幾家巨頭代工高壓渦輪之類(lèi)核心組件,但這并不代表就有設(shè)計(jì)能力。

  同樣的問(wèn)題也發(fā)生在日本身上,工業(yè)燃機(jī)有一席之地,也能生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)或者航改燃機(jī)(經(jīng)授權(quán)后的F110、SM1c),但是自行研發(fā)能力并不突出。

  況且三巨頭牢牢掌控著軍民兩大領(lǐng)域,投幾百億去競(jìng)爭(zhēng)這個(gè)市場(chǎng),還未必做得過(guò)別人。所以德國(guó)人不會(huì)傻缺到去單干,和幾大巨頭合作提供關(guān)鍵部件是一個(gè)挺好的選擇。

  最后,因?yàn)闆](méi)有很大的防務(wù)壓力,也不受軍售限制,德國(guó)自身并沒(méi)有完全自主研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品的必要(比如戰(zhàn)斗機(jī)),所以國(guó)家層面也不會(huì)想辦法去做這些。

  另外還有網(wǎng)友認(rèn)為是歷史沿革原因。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)屬于燃?xì)廨啓C(jī)類(lèi)。

  燃?xì)廨啓C(jī)GE屬于航改機(jī),因?yàn)樗麄儚娘w機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始,然后衍生出工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)。西門(mén)子燃?xì)廨啓C(jī)屬于工業(yè)機(jī),因?yàn)槎?zhàn)后,德國(guó)航空工業(yè)被限制,西門(mén)子從民用工業(yè)和發(fā)電行業(yè)渦輪機(jī)開(kāi)始,以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)。

  燃?xì)廨啓C(jī)門(mén)檻極高,所以兩家各自的產(chǎn)品體系形成之后,一般就沿著自己的方向發(fā)展了,不會(huì)出現(xiàn)GE或者羅羅突發(fā)奇想,做幾款工業(yè)機(jī)沖擊西門(mén)子;也不會(huì)出現(xiàn)西門(mén)子突發(fā)奇想,做幾款飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)沖擊GE或者羅羅,因?yàn)閷?duì)任何一方,這種改變的時(shí)間和人力物力成本,都是極其高,甚至是很難實(shí)現(xiàn)的。

  但是單就航改機(jī)和工業(yè)機(jī)兩種流派來(lái)說(shuō),并不存在誰(shuí)更好誰(shuí)更差,也不是天上飛的就優(yōu)于地上轉(zhuǎn)的。技術(shù)流派,歷史沿革不同,導(dǎo)致具有不同特點(diǎn)罷了,航改機(jī)輕便,緊湊,體積小,但是維護(hù)頻率較高,而工業(yè)機(jī)繼承了電廠和工業(yè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的特點(diǎn),皮實(shí)穩(wěn)定,維護(hù)間隔時(shí)間長(zhǎng)。

  所以,某種角度來(lái)看,西門(mén)子是具有設(shè)計(jì)生產(chǎn)高品質(zhì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)能力的,但是,它有自己的產(chǎn)品線和市場(chǎng),沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力去讓他做這件事。因?yàn)檫M(jìn)入一個(gè)新的市場(chǎng),不單單是弄出產(chǎn)品這么簡(jiǎn)單。所以我想西門(mén)子即使是打算進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng),也會(huì)收購(gòu)羅羅,以獲得整套成熟人馬,工廠,業(yè)績(jī),渠道,等等,成本更低更高效。

  總的來(lái)說(shuō),德國(guó)沒(méi)有大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商主要就是歷史沿革,加上現(xiàn)實(shí)驅(qū)動(dòng)力不足的原因了。

  而網(wǎng)友@JZJZ的觀點(diǎn)是:簡(jiǎn)單一句話,因?yàn)?戰(zhàn)失敗了,據(jù)說(shuō)同理的還有高頻電磁波領(lǐng)域。

  同意kingone的說(shuō)法,沒(méi)有需求。就像歷史上中德俄注重陸軍,英美日注重海軍。地理或者地緣決定需求,需求決定供給。德國(guó),法國(guó)地理狹小,本國(guó)運(yùn)輸需要高鐵就好了;美國(guó)地大而人口離散在眾多城市,需要大量的客機(jī)。

  西門(mén)子不做飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),原因眾多,最大的原因是需求不足,進(jìn)入這個(gè)行業(yè)門(mén)檻高,代價(jià)大,風(fēng)險(xiǎn)大。一個(gè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)過(guò)程在90年代是15年,現(xiàn)在就算再快也得7,8年(版本升級(jí)不算),一個(gè)公司在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的沖擊下你等得起嗎,就算你等待得起你的投資者等得起嗎?

  再說(shuō)技術(shù),從科學(xué)角度來(lái)說(shuō),燃?xì)廨啓C(jī)和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)差別無(wú)幾,從工程技術(shù)角度差別大了。GE兩者都有(飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),燃機(jī)),用的是Ni基金屬,西門(mén)子(只有燃機(jī))卻盡量不用Ni基,以降低成本,把耐熱不銹鋼的性能發(fā)揮到極致,但這也決定了殺入航空,等于技術(shù)上另起爐灶,還有供應(yīng)鏈,其下游原材料供應(yīng)商全部得換。

  再科普一下,航發(fā)的減重技術(shù),冷卻技術(shù),大量鋁合金,鈦合金,Ni基合金,維修和檢測(cè)為導(dǎo)向的易損件,這些燃機(jī)都沒(méi)有或很弱(發(fā)電用途的燃機(jī)的停機(jī)檢驗(yàn)要比發(fā)動(dòng)機(jī)低不止一個(gè)數(shù)量級(jí))??蛻羧翰灰粯?,這個(gè)很關(guān)鍵。技術(shù)背后的質(zhì)保體系不一樣,什么,你沒(méi)聽(tīng)過(guò)AS9100,沒(méi)聽(tīng)過(guò)試航證,沒(méi)聽(tīng)過(guò)Nadcap...想想俄羅斯沒(méi)有商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),就應(yīng)該明白質(zhì)保和認(rèn)證的重要性了吧

  有幾點(diǎn)想法和大家簡(jiǎn)單分享一下,請(qǐng)大家斧正。

  1、一個(gè)民用產(chǎn)品,是否能夠成功,技術(shù)誠(chéng)然是一個(gè)非常重要的因素,但是絕非唯一。對(duì)于行業(yè)的了解(比如獲得適航當(dāng)局的認(rèn)可),完備的銷(xiāo)售和售后支持網(wǎng)絡(luò)(某種意義上講,發(fā)動(dòng)機(jī)也是個(gè)耗材),都提高了這個(gè)行業(yè)的門(mén)檻。簡(jiǎn)而言之,發(fā)送機(jī)是典型的”資本密集,技術(shù)密集“以及”長(zhǎng)研發(fā)周期“的行業(yè)。

  2、作為一個(gè)門(mén)外漢來(lái)說(shuō),技術(shù)層面上,從最基礎(chǔ)的材料,到加工工藝,到發(fā)動(dòng)機(jī)整體的設(shè)計(jì),都需要長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和機(jī)匣(Fancowls,可以簡(jiǎn)單包著發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼)之間的間隙就有很大學(xué)問(wèn)??p隙大了,肯定影響效率;縫隙小了,當(dāng)葉片因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)和摩擦的高溫產(chǎn)生形變之后,就會(huì)發(fā)生摩擦。這其間的拿捏,就少不了功夫來(lái)琢磨。

  3、現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)(或者說(shuō)大部分的產(chǎn)業(yè))都是一個(gè)全球化的供應(yīng)鏈。發(fā)動(dòng)機(jī)廠商會(huì)在全球范圍內(nèi)進(jìn)行零部件的采購(gòu),這些零部件的技術(shù)含量也有高有低,有的也是只有世界上某一兩家名不見(jiàn)經(jīng)傳的小企業(yè)可以制作的。這其中肯定會(huì)有很多的德國(guó)企業(yè)。包括國(guó)內(nèi)的很多企業(yè)也是供貨商之一。

  4、關(guān)于技術(shù)的夸領(lǐng)域擴(kuò)散。企業(yè)通常會(huì)利用自己在某一個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)(包括技術(shù),以及商業(yè)運(yùn)營(yíng)等方面),試圖進(jìn)入更多可以盈利的領(lǐng)域。大公司可能在這方面會(huì)更加的審慎,會(huì)進(jìn)行充分(但通常并不準(zhǔn)確)的評(píng)估。通用已經(jīng)開(kāi)始將航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)通過(guò)改造,應(yīng)用到一些能源行業(yè)。同時(shí),我們也期望在未來(lái)能出現(xiàn)革命性的創(chuàng)新(disruptiveinnovation)。造特斯拉汽車(chē)的哥們已經(jīng)打算進(jìn)入這個(gè)行業(yè)了,我們拭目以待。

  5、關(guān)于我國(guó)自己研制發(fā)動(dòng)機(jī),以及飛機(jī)的話題。我覺(jué)得”時(shí)間,資金,技術(shù)”都不是最困難的。最大的障礙恐怕是體制了。勿需多言,且行且珍惜吧。

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