飞行器发动机制造商,通用电气、劳斯莱斯、普惠公司的实力各如何?

这是全球最大的三家飞行器制造商,除此以外可能还有俄罗斯的土星公司、彼尔姆和克里莫夫。为什么其中的通用电气航空能拿最大的市场份额?他们的具体实力如何?(…
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泻药!碰巧这个问题跟本人的工作有些关系,不得不怒答!请各位路过的专家欢迎批评指正。

PS:看到不少同学对罗罗和劳斯莱斯的关系比较感兴趣,特在后文予以解释,谢谢关注。同时强烈抗议知乎在修改功能中没有自动保存功能!

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航空发动机厂商的历史就不再赘述了,这里主要谈谈全球航空发动机行业的格局和主要厂商的技术发展路线。

先来看一张图

上图是世界商用航空的发动机市场占有率图,需要说明的是这里的占有率是按数量统计的,由于不同等级的发动机价格差异极大,所以上图并不能完全反应市场格局。

从规模和市场占有率的角度来讲,航空发动机的整机生产商可以分为两个梯队。

第一梯队:

具有完全自主研发能力,产品线覆盖民用、军用多个领域,产品型号众多,具有很高的市场占有率。引用一个很俗的话:航空工业是世界工业领域的皇冠,而航空发动机是这个皇冠上的明珠。从工程师的角度来说,航空发动机的技术门槛非常高,研制难度非常大;从投资人的角度来说,航空发动机对资金要求更高,新型号研发的风险极大,正所谓的不成功便成仁。

正是基于这样的考虑,航空发动机领域的竞争对手之间总能在死磕的背后悄悄牵手成为合作伙伴,这样看似貌合神离的伙伴依然能拿下巨额订单。

主要公司:

  • 通用电气公司(GE),GE的航空发动机谱系极为广泛,覆盖了商用航空、通用航空和大量军用飞机,波音、空客、巴航工业、庞巴迪和我国的C919上都能看到GE的身影,下面主要介绍一下比较重要的型号,详细资料可以参考GE航空官网Aircraft Engine

GE90 波音的”主心骨“——波音777的动力,是当时世界上直径最大的发动机,现在我国三大航逐渐接收的777-300er远程飞机都是由GE90-115B提供的动力,如果你坐国航飞机去北美,可以留意一下这个翅膀下的大家伙。

GE9X 波音777的下一代唯一可选动力系统,在777X上号称比现款降低10%的油耗。

GEnx 波音787的动力系统,可以在发动机尾部的看到标志性的锯齿形排气系统,南航和海航的787都是这款发动机,不过去年发动机碰到了高空结冰的问题,也让航空公司和制造商比较头疼。

CF34 广泛用于各个型号的支线飞机和公务机,包括巴航工业的E-190和我国ARJ21,不过由于巴航工业的新一代E2飞机,单选了普惠产品,GE的CF34发动机前景堪忧。

F404,当前美国舰载机的主力F-18系列飞机,都是由F404提供的动力。大名鼎鼎的B2隐身轰炸机也是GE的发动机。

此外,GE还广泛参与了通用航空领域,包括为前不久刚首飞的国产公务机领世300提供动力。

中国全复合材料涡桨公务机“领世300”首飞成功

  • 普惠公司(P&W)

普惠从活塞式航空发动机起家,与美国航空工业一起成长,军用领域一直保持强大竞争力,民用领域几起几落,随着齿轮传动技术的提出,市场份额和野心也在不断扩张。

PW4000 从1984年投入使用,一直延续到现在,不同衍生型号的发动机推力从52000磅发展到99040磅,使用机型包括空客A300,空客A310,波音747,波音767,波音777,空客A330,也是著名发动机常青树。

PW1000G系列发动机 这就是普惠应用齿轮传动技术的新一代发动机,已经被用在多个新一代飞机平台上,包括已经首飞的庞巴迪C系列飞机,巴航工业E2飞机,日本MRJ支线飞机,俄罗斯新一代单通道飞机MS21和空客A320NEO上。未来普惠还有可能将齿轮传动技术用在宽体机发动机上。

上图为普惠的核心技术——齿轮传动箱,这么一个安装在发动机内部的齿轮箱要在输出极高动力的情况下,保证绝对的可靠,难度可想而知。

上图为已经完成首飞的庞巴迪C系列飞机,也是第一种将投入商业运营的普惠齿轮传动发动机,但是今年年中在地面试验过程中出现严重故障,减缓了C系列投入运营的时间,也让GTF发动机蒙上一层阴影。

下半年备受关注的A320NEO即将首飞,首飞机型采用的是普惠的PW1100G发动机,这款总订单超过3000架的飞机也是普惠GTF发动机最主要的战场,可以说它的成败直接决定了普惠齿轮传动技术的未来走向。

除了这些大型的商用发动机,普惠还是美国主力战机F-22和F-35的唯一动力供应商,技术实力可见一斑。

另外,普惠的子公司加拿大普惠公司还是世界上最大的涡桨和涡轴发动机供应商,很多直升机和涡桨飞机都采用加普惠的发动机,包括我们熟悉的国产新舟60飞机。

  • 罗尔斯·罗伊斯公司(RR)(不是劳斯莱斯)
  • 罗罗公司在商用发动机领域具有很强的竞争力,从2012年正式退出IAE合资公司后将主要精力用在宽体机市场。
    遄达700发动机,目前空客A330飞机的最主要动力系统,在我国的市场占有率超过90%。
    遄达900发动机,空客A380的动力系统,南航、新加坡航空、阿联酋航空都选择了遄达900,市场占有率超过50%。
    遄达1000发动机,波音787的动力系统,在世界范围内拥有较高的市场占有率,但目前国内航空公司还没有确定订单。
    遄达XWB发动机,空客A350XWB的唯一动力系统,A350XWB也是空客未来的主力机型,目前销量已经达到748架,也意味着遄达XWB的订单已经超过1500台,号称是罗罗史上销售最快的发动机。
    遄达7000发动机,罗罗根据空客要求,将遄达1000发动机改进后装在A330NEO飞机上,就形成了遄达7000发动机,单纯发动机的效率可以提高10%。

    -------------------------------插叙开始
    简单介绍一下Rolls-Royce的公司历史,为了不产生混淆,这里的公司名称都用英文:

    1906年, Henry Royce and Charles Rolls 在英国曼彻斯特成立了Rolls-Royce Limited,从事豪华汽车的生产业务。1914年,第一次世界大战爆发,在商业利益和政府需求的双重推动下,Rolls-Royce Limited开始生产航空发动机,为英国空军提供了大量航空发动机。至此,Rolls-Royce Limited同时拥有航空发动机和豪华汽车两个业务板块。
    直到1971年,Rolls-Royce Limited投入巨资为洛克希德公司L-1011远程宽体客机研制了RB211发动机,但好女嫁错郎,洛克希德L-1011飞机在与波音和麦道的竞争中完败,资金链断裂导致Rolls-Royce Limited宣布破产保护。洛克希德公司也从此退出民用飞机市场,一个型号搞到两个顶级公司,可见航空工业不是一般国家随便玩的。(但RB211发动机此后依然成为了世界上最成功的发动机型号之一,罗罗也因此奠定了此后在商用发动机行业的地位。)

    英国政府为了保护本土航空工业,将Rolls-Royce Limited的航空发动机业务国有化,仍称为Rolls-Royce Limited。而原有的豪华汽车业务卖给Vickers公司,改名为Rolls-Royce Motors。至此,Rolls-Royce Limited和Rolls-Royce Motors已经是两个公司,但Rolls-Royce Limited仍握有RR的商标。
    1987年,撒切尔夫人推行私有化政策使得Rolls-Royce Limited再次私有化,并改名为Rolls-Royce PLC,并一直沿用至今。现在,从事航空、船舶等工业动力业务的Rolls-Royce PLC在中国被称为罗尔斯·罗伊斯公司,简称罗罗。
    1998年,Vickers公司选择出售Rolls-Royce Motors,宝马和大众都参与了竞标,但大众还是由于出价更高赢得了竞标。不过由于RR的商标仍然控制在Rolls-Royce PLC手中,而当时Rolls-Royce PLC正在跟宝马联合研制公务机发动机(BR系列),所以Rolls-Royce PLC选择将RR商标的使用权转让给宝马公司。大众公司只获得了车头天使吉祥物和进气格栅的使用权,而无法制造劳斯莱斯牌汽车。最后宝马还是从大众手中获得了天使吉祥物和经典进气格栅的使用权,这才有了现在的劳斯莱斯汽车。
    Rolls-Royce Motors在宝马公司旗下被继续发扬光大,这个品牌的中文名称就是家喻户晓的劳斯莱斯。
    -------------------------------插叙结束

主要合资公司

  1. CFM国际公司,由GE公司和法国Snecma公司于上世纪70年代按50:50比例合资成立,针对炙手可热的单通道飞机市场(100~200座级别,代表机型波音737和空客A320)推出了CFM56发动机,双方都拿出自己的核心技术,亲密无间的完成一次堪称典范的合作,也是美法基情的重要象征。从CFM56的名字就能看出,它出自GE的CF6发动机和Snecma的M56发动机。
  2. IAE公司,是由普惠、罗罗、日本航空发动机公司和德国MTU公司在上世纪80年代成立的,普惠和罗罗各占31.5%的股份,是地位平等的大股东,这四家公司联合起来研制了V2500发动机,同样是面向单通道飞机市场,也是为了与CFM56竞争。可以看出,被GE和Snecma”抛下“的小伙伴们又联起手来了。
  3. Engine Alliance(发动机联盟),是由GE和普惠成立的合资公司这家公司只有一款发动机,就是空客A380上的GP7200发动机,而A380的另一款发动机是罗罗的Trent 900。让普惠和GE两个老冤家联手对抗罗罗,也是发动机行业各种合纵连横的集中体现。

第二梯队:

主要包括法国Snecma公司,美国霍尼韦尔公司(Honeywell),德国MTU公司,日本航空发动机公司以及俄罗斯的发动机公司,这些公司都在各自的技术领域有很强的实力,与第一梯队的发动机公司在合作中竞争,在竞争中合作,也是世界航空发动机领域的佼佼者。