leap1a发动机参数(盘点通用电气王牌产品)

文章来自微信公众号出行一客(ID:carcaijing ),作者 | 沈嘉琪,编辑 | 施智梁

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昨日深夜,一代传奇管理大师,“伟大的CEO”杰克·韦尔奇(Jack Welch)悄然离逝,一时间刷屏整个社交媒体圈,令人扼腕叹息。人走,但灯不灭——他那些耳熟能详的管理哲学依然是商学院和管理专业的传世经典和宝贵财富,为一批又一批的企业管理者、商业领袖或者政府领导们点亮通往“赢”的道路。今日,我们来一场时空穿梭之旅,通过回顾一家和通用电气息息相关的公司,来投射出杰克·韦尔奇在通用电气的深刻烙印。

近日,一则关于“美国政府正在考虑阻止通用电气(GE)出口LEAP-1C”的新闻激起千层浪,着实让普罗大众惊呼 “这次万恶的美帝国主义又要搞什么幺蛾子了”。正当不明所以的吃瓜群众目瞪口呆之际,特朗普又一次“义愤填膺”地出来打脸,疾呼此事“子虚乌有”。不管这次靠不靠谱,也不论这次演的是什么戏码,今天,就好好盘一盘这“货”—LEAP到底是什么鬼。

(以下洋洋洒洒数千字皆为钛合金硬核玄铁所铸,以兹证明,热点退去后,剩下的不是泔水,而是干货。)

“Bowled Over With A Feather”

埃德·沃尔(Ed Woll),时任通用电气航空工程负责人,在《CFM:飞行的力量》(CFM: the Power of Flight)一书中曾如此写道。

上个世纪60年代初期,在生产军用发动机多年后,法国航空发动机制造商赛峰公司(Safran,2005年之前名为斯奈克玛Snecma)终于得到当时世界上最大民用航空发动机制造商美国普惠公司(Pratt & Whitney)的“垂青“,授权组装JT8D商用发动机(当年的爆款产品,搭配波音(Boeing)727、737-100/200,道格拉斯(Douglas)DC-9等客机,开启了中短程商用航班的新纪元)。与此同时,赛峰还与英国的布里斯托尔•西德利((Bristol Siddeley),后被罗尔斯•罗伊斯(Rolls-Royce)所收购)合作,共同为协和(Concorde)超音速喷气式客机提供奥林巴斯(Olympus)发动机,在1968年,赛峰还收购了本国的法国航空航天公司Hispano-Suiza。时隔一年之后, “一顿操作猛如虎”的赛峰在法国政府的授意下,开始进行商用发动机项目的研究,目的昭然若揭——为了提高法国的商用航空业的核心能力,而该款发动机命名为M56。

GE只会迟到,不会错过。在商用发动机领域姗姗来迟之后,通用电气凭借扎实雄厚的技术和资金,以TF39(军用发动机)为蓝本,研制出一款全新的高涵道比商用涡扇发动机CF6-6,装配在道格拉斯DC-10飞机上,于1968年正式首飞。一年之后,改进版CF6-50发布,除了道格拉斯DC-10-30选装外,那年新成立的空客公司(Airbus Industrie)正在开发的首款机型A300上也可选用该型号发动机。而为了提升其在欧洲市场的份额和地位,通用电气与赛峰集团达成了一项商业协议——赛峰集团将在欧洲范围内生产并销售CF6发动机的零部件。赛峰和通用的首次商业合作,谁曾料想,这竟为日后的开花结果埋下了种子。

说回重任在肩的赛峰,在与普惠和罗尔斯•罗伊斯进行了不太成功的谈判后,转念就 “打起了通用电气的主意”—为什么是它?

1. 尽管远隔着大西洋,但两家公司合作却日渐升温,慢慢建立了浓厚的革命友情。

2. 赛峰的M56涡扇发动机在设计理念上与通用电气当时研发中的GE13涡扇发动机非常契合,而后者则脱胎于通用电气最先进的F101军用发动机(在1970年初,F101被美国空军选中,将为正在研制的B-1轰炸机提供动力。)——赛峰极度渴望合作之后所拥有的黑科技;而通用电气却被赛峰背后正在冉冉上升的欧洲航空业所深深吸引,特别是蓬勃发展的空客公司即将带来的巨大商机和“钱”景;更为重要的是,这两家公司在中短程的商用发动机领域还都是白纸一张。

3. 呯呯呯,请看下文。

郎有意了,那妾是否有情?这层窗户纸,还是要捅破的。于是乎,1970年的4月,在波士顿保德信大厦(Prudential Building)顶层的丽兹卡尔顿卡尔顿酒店,赛峰的高层们在开场寒暄之后,单刀直入向毫不知情的通用电气三位高管发出了邀请:让我携子之手,共谱未来之类云云。当事人之一,就有埃德·沃尔,除此之外,还有格哈德•诺伊曼(Gerhard Neumann,时任通用电气航空业务的负责人)和吉姆•萨克斯(Jim Sacks,时任通用电气的法律顾问)。

婚姻大事岂可儿戏?所以,权衡利弊一番后,在1971年,两家公司开始交换“生辰八字”,讨论婚前财产等基操。剧本写到这里,日常套路还是要有的,那个棒打鸳鸯的大反派正式登上舞台——理查德·尼克松(Richard Nixon)总统领导下的白宫对此Say“NO”,确切地说,不允许通用电气出口F101军用发动机的核心技术给赛峰。乔治·舒尔茨(George Schultz,时任美国财政部长)声称,哪怕在F101正式服役之后,也不会把这项技术“分享”给任何外国政府。

“He [Ravaud] and I clicked from the very first moment we met”,直白点翻译过来就是,“我和他(拉沃德)从我们第一次见面的时候就开始交往了”,撒狗粮的是格哈德•诺伊曼,在他的自传中如此深情表白,而拉沃德则是当时赛峰的新任总裁(勒内·拉沃德(Rene Ravaud)不仅是一名经验丰富的航天工程师,更是二战期间法国抵抗运动的英雄,曾于1944年在布雷斯特港的轰炸中失去了右臂。而格哈德•诺伊曼虽是德国移民,但曾是美国飞虎队在中国的王牌飞机机械师。正是由于他在二战期间的服役经历,美国国会通过了一项特别法案,使他成为了美国公民。)所以,这就是赛峰和通用电气非彼不可的原因之三。

早以情定今生的小两口断然不会就此劳燕分飞,这个时候赛峰爸爸挺身而出,法国总统乔治·蓬皮杜(Georges Pompidou)对此举双手双脚赞成,并且坚持将F101的出口许可证列入与尼克松在冰岛举行贸易谈判的议程。通用电气也加大了游说筹码,承诺未来几年每销售一台与赛峰合作的发动机,将支付美国政府2万美元的专利使用费,并且认为,如果将F101核心开发项目扩展到商用航空发动机领域,会为美国政府在整个项目预算上节省1.8亿美元。最终,在冰岛峰会上扫清了最后的障碍,尼克松同意了F101的“技术扶贫工作”,但据“知情人士”反映,尼克松压根不在乎商业航空发动机产业对美国经济的贡献,. “He [Nixon] couldn’t have cared less about this,” 杰克·霍普(Jack Hope)回忆道。(杰克·霍普,时任白宫科学与技术政策顾问)

好事多磨,但无论如何,最后的最后,在1974年,两家雄心勃勃的公司终成正果——金风玉露一相逢,便胜却人间无数。

尼尔·阿姆斯特朗的“又一小步”

可惜,赛峰不是金风,GE也不是玉露,别说还没胜过普惠罗罗无数,自己就快揭不开锅了。CFM——这家50:50权益的合资公司,取自通用电气的CF和赛峰的M,非常“不法国”,而第一个产品CFM56-2更是简单粗暴,完全没用一炮而响的潜质。当时,CFM56-2尚在图纸上时,他们就与波音公司开展了可行性探讨,准备给707“neo”一下(新发动机选项,new engine option)。然而, 707机身与4个全新的涡扇发动机相结合,将会带来极大的技术挑战。在欧洲,CFM则与法国老乡——飞机制造商达索公司(Dassault)进行了研究,包括与麦道公司(McDonnell Douglas)联合提出一个新涡扇发动机概念。但CFM56-2项目无人问津,没有一家航空公司客户登门拜访。

虽然Sud航空的大篷车(Caravelle )SE210在1977年实现了CFM56-2的首次飞行测试,但就在同年,当时美国总统吉米·卡特(Jimmy Carter)给通用电气来了当头一棒——取消了B-1轰炸机搭配F101发动机计划。由于CFM56-2发动机核心源自F101,通用电气的一些高管开始担心,如果没有一个类似的军用项目,CFM可能在经营上步履维艰。到了1979年初,CFM56-2已经“烧”掉了5亿多美元,仅存的耐心和信心正在炙烤着赛峰和通用电气。

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“大写的尴尬”,当时,通用电气公司董事长雷金纳德·琼斯(Reginald Jones,正是他一路提携杰克·韦尔奇到通用电气副董事长,并最后杰克·韦尔奇顺利接班)这样评价。于是,他和格哈德·诺伊曼在通用电气位于康涅狄格州费尔菲尔德(Fairfield)的公司餐厅里一次“友好而又恳切”的会谈。后来,格哈德·诺伊曼在给通用电气副董事长杰克·帕克(Jack Parker)的信中写到“简直无法想象,我不得不去到法国,告诉他们,我们找不到任何一家客户。”

正当所有人准备打包散伙之际,居然喜从天降。美国联邦航空管理局(FAA)准备对早期的商用客机,如道格拉斯DC-8和波音707,实施更严格的噪音规定。这对赛峰和通用电气来说,绝对是个惊天喜讯,因为CFM56的噪音设计比其他竞争对手更安静。就这样,前景突然变得光明起来。

“这是转折点”,迪克·史密斯(Dick Smith,CFM56-2 项目负责人)回忆道,“当联邦航空局开始认真考虑新的噪音法规时,我们的CFM发动机就处于一个相当有竞争力的位置。”面对即将到来的重大变革,道格拉斯公司决定让已退休的总裁杰克·麦高文(Jack McGowen)重出江湖,领导“更换发动机计划”,帮助美国联合航空公司、飞虎货运航空公司和达美航空公司——这些航空公司正运营着大量的DC-8飞机。

普惠当然不会坐以待毙,迅速推出了JT8D改进型发动机并且报价诱人,然而飞虎货运航空公司明确倾向于CFM56-2,尽管售价更昂贵,但在燃油效率、低噪音和耐久性上技高一筹。另一边呢,美联航和达美航空则因为机队中数量庞大的普惠发动机所犹豫不决,最终,决定CFM命运的是拥有最大DC-8数量的美联航,更准确的说,是尼尔·阿姆斯特朗——是的,不需百度谷歌了,就是那位在月球上“迈出一小步”的阿姆斯特朗。

从1971年到1979年,阿姆斯特朗一直是辛辛那提大学的工程学教授,与此同时还担任着美联航董事职务,而他的职责就是领导工程技术团队评估CFM56-2和JT8D改进型发动机。当他迈入通用电气航空总部实地调研CFM56-2时,迪克·史密斯被他专业的技术功底所深深折服。最后,美联航签署了CFM历史上第一份商业合同,为其29架DC-8飞机更换上CFM56-2,随即,达美航空和飞虎货运的订单也纷至沓来,而选装CFM56-2发动机的DC-8则命名为DC-8 Super 70系列。随着口碑慢慢积累,CFM56-2渐渐成了香饽饽,CFM和波音的合作重上日程,美国空军也选择CFM56-2军用版发动机,为其KC-135空中加油机升级换“芯”。

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虽说,打铁还需自身硬,但酒再香,也架不住巷子深深深几里啊,所以,需要点时来运转,才会苦尽甘来。

80年代开始,CFM进入高速发展期,先是1981年正式成为波音737-300/400/500唯一发动机供应商(那一年,杰克·韦尔奇正式担任通用电气史上最年轻的董事长和CEO),随后又为空客单通道窄体机A320系列提供发动机,在2W~3W磅这个级别里如鱼得水,步入90年代,凭借亲密无间的合作关系,又一家独食整个737NG发动机市场,此时的CFM基本上称霸整个中短程航空发动机领域,仅有的IAE(A320系列另外的发动机供应商)在一旁瑟瑟发抖,而普惠则早已退群弃疗了。

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CFM56家族中最能打的两个——由GE研发高压压气机、燃烧室和高压涡轮,而赛峰负责风扇、低压压气机和低压涡轮,组装和测试则在GE和赛峰各自的厂房内完成,所谓双剑合璧,谁与争锋。

有时候,选择真的比努力更重要——选对了赛道(随着法规监管的松绑和欧美天空的开放,民用航空业迎来井喷式发展,特别是对中短程窄体机的需求给CFM带来巨大的市场空间),抱对了大腿(那个时候波音刚刚进入中短程窄体飞机市场,而空客还处于菜鸟阶段),就是人生躺赢。

行文至此,我们的LEAP同学终于要含着金钥匙闪亮登场了。

别问,问就是买了

2008年的巴黎航展,对CFM来说,是继往开来的一次盛会。7月13日,在香榭丽舍大道旁的一家酒店会议室里,CFM正式宣布将启动新一代发动机LEAP的研制工作,以作为CFM56系列的继承人和未来市场的开拓者。在对外的媒体宣传稿内,CFM将该款发动机定位为“revolutionary(革命性产品)”,而不是“evolutionary(进化版本)”——因为,它在最主要的指标燃油效率上比CFM56系列提高15%,从而为航空公司每年省下160W美元的燃油成本。这个Flag立得如何?

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反正飞机制造商们都信了,在2009年6月首台LEAP的核心机完成100小时地面测试后,2010年11月16日,中国商飞选择LEAP-1C作为C919发动机选项,而后12月1日,空客宣布LEAP-1A为A320neo可选发动机之一,老战友波音则在2011年11月14日钦定LEAP-1B作为737MAX唯一的发动机选项,这么铁的商业合作关系让普惠重出江湖之作PW1100G-JM留下了羡慕嫉妒恨的泪水。航空公司们也别多问,闭着眼睛买单就是。到了2012年,LEAP累计的订单数量已达1200台。LEAP整个研制过程可谓按部就班,2014年10月6日,LEAP-1A/-1C在美国加州开始测试飞行,一年后的4月29日,LEAP-1B也布其后尘。同年的11月20日,LEAP-1A同时取得FAA和EASA的适航证。而后的2016年8月2日,Pegasus航空的A320neo搭载着LEAP-1A正式开始商业航班运营。LEAP-1B在同年的5月4日也完成FAA和EASA的取证工作,2017年5月23日,Malindo航空则正式开启LEAP-1B的蓝天征程。5月5日,则是C919和LEAP-1C载入史册的首航之日。2018年7月,LEAP成为史上最快交付1000台数量的航空发动机,而CFM力争从今年开始年交付2000台,即使如此加班加点赶工,即使未来没有新的订单,目前的确认订单和承诺协议所累积的数量已高达17500台,足够旱涝保收8年。

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2008年对于CFM来说,还是承上启下的一年——通用电气和赛峰共同宣布,将这份美满幸福的合作协议延长至2040年。

这份作业,抄得来嘛?

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这个部件是LEAP上的燃油喷嘴(飞机上的燃油最后通过燃油喷嘴进入发动机燃烧室),乍看之下和其他所有型号发动机的燃油喷嘴并无异样,但是,它是3D打印出来的产品,也是航空业内第一个获得局方适航认证并正式商用的3D打印发动机部件,通用电气为此整整用了5年多的时间来研制,相比传统的燃油喷嘴将减少23个铜焊子部件,而且硬度提高5倍之多。

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再来看看这个,堪称LEAP上最神奇的黑科技——CMC(Ceramic Matrix Composites,陶瓷基复合材料)。如何提高涡扇发动机的燃油效率,伤透了各大发动机厂商的脑筋,一般认为,要嘛驱动更多的低速空气,要嘛就提高核心机的温度。通用电气选择了后者,因为他们千辛万苦终于找到CMC商用的秘籍。(顺便说一下,普惠的GTF齿轮传动发动机PW1100G-JM则是另外一种解决路径。)由CMC锻造的涡轮部件“shrouds”只有原来金属合金材质部件的1/3重量,但强度却是原来的2倍,而且更为关键的是不需要再像传统部件那样需要源源不断的空气进行冷却(抗高温性提高20%),从而可以使得LEAP发动机既减重又节能。

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除此之外,还有诸如CFM第四代炭纤维复合材料打造的风扇叶片等革命性产品,目前来看,一身宝藏的LEAP隐约就是传统双转子(由低压级和高压级组成,而罗罗从RB211系列就开始坚持三转子发动机,多了中压级)涡扇发动机(2W-3.5W磅推力级别)的巅峰之作。

那问题来了,这份作业,抄得来嘛?扪心自问,现在就考虑所谓的“逆袭”,不是为时尚早,而是为时太早。通用电气研制出美国第一台喷气式发动机I-A是1942年,此后便一直在写新的作业——就以LEAP上率先使用的CMC为例,通用电气在研发上前后共投入了10亿多美金,耗时20多年,才有今时今日之成果。当然,也无需妄自菲薄,毕竟我们是站在巨人的肩膀上仰望天花板。但最终,抄作业并不代表你会写作业,国人自主产权的民用航空发动机之路,漫漫而修远,更需吾辈奋发苦干,不负韶华。

LEAP的故事到这里就戛然而止了,但CFM的传奇还将延续。

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最后,也是最好的,纪念杰克·韦尔奇的方式,就是让通用电气再一次“伟大”——而伟大的DNA,杰克·韦尔奇早已铭刻在其心。(责编/杨佩谦)

文章来自微信公众号出行一客(ID:carcaijing),《财经》杂志交通工业组创建,专注交通出行领域新闻,致力于探索出行、科技与未来。

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