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GE航空的發(fā)展史以及未來規(guī)劃介紹

2019-10-25
來源:互聯(lián)網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 飛機(jī) 航空 空客

  從其航空項目于1919年誕生,到今年為止,,GE航空正好走過100年的歷史,。在這漫長的100年里,,GE航空在技術(shù)創(chuàng)新方面屢次創(chuàng)下各種“第一”的記錄。創(chuàng)新,,已經(jīng)融入GE航空的企業(yè)靈魂,,并將繼續(xù)保持下去。

  淵源:GE進(jìn)入航空領(lǐng)域

  GE航空一百周年的傳奇離不開Sanford Moss博士,,他于1903年加入GE燃?xì)廨啓C(jī)部(那時GE還沒有航空業(yè)務(wù)部),,研究離心式壓縮機(jī)。無論是燃?xì)廨啓C(jī)還是航空發(fā)動機(jī),,如果沒有渦輪增壓器,,其推力很難得到提升。

  1917年,,NASA的前身——美國國家航空咨詢委員會找到GE,,希望GE能為Liberty發(fā)動機(jī)研發(fā)一款渦輪增壓器裝置,使得發(fā)動機(jī)能夠在高原的環(huán)境下推力不減,。如果沒有渦輪增壓器,,Liberty發(fā)動機(jī)推力只能達(dá)到230馬力,,無法助力飛機(jī)在高空飛行且提升速度。GE在渦輪增壓以及材料方面有很多獨到的技術(shù),,Moss先生接受這個任務(wù)后帶領(lǐng)一個團(tuán)隊開始研發(fā)渦輪增壓器,。

  首先是到海拔比較高的地方進(jìn)行地面實驗。1918年,,Stanford Moss團(tuán)隊在一萬四千英尺的Pikes Peak山頂進(jìn)行實驗,,實驗結(jié)果證明發(fā)動機(jī)加裝渦輪增壓器之后確實可以保持與海平面相當(dāng)?shù)墓β省?919年7月12日,裝有GE渦輪增壓器的Liberty發(fā)動機(jī)在一架法國飛機(jī)上進(jìn)行首飛,,到達(dá)了一萬六千英尺的高度,,并在幾個月后達(dá)到三萬英尺的高度,成功地驗證了發(fā)動機(jī)在高空的能力,,同時推力沒有衰減,,這也標(biāo)志著GE正式進(jìn)入航空領(lǐng)域。

  這是1919年的7月12日,,這也是今年是GE進(jìn)入航空領(lǐng)域100周年的歷史來源,。

  

  貢獻(xiàn):GE航空研發(fā)美國第一臺噴氣式發(fā)動機(jī)

  GE航空創(chuàng)造了很多的“第一”,包括研發(fā)了美國第一臺噴氣式發(fā)動機(jī),。在第二次世界大戰(zhàn)期間,,德國已經(jīng)研發(fā)了第一臺裝有噴氣發(fā)動機(jī)的戰(zhàn)斗機(jī),但還在實驗階段,,沒有正式投入戰(zhàn)爭,。真正投入使用的,是1941年5月由英國Frank Whittle研發(fā)的渦輪噴氣發(fā)動機(jī),。

  美國空軍參謀長在英國觀摩噴氣式發(fā)動機(jī)后,認(rèn)為美國非常有必要研發(fā)帶有噴氣式發(fā)動機(jī)的戰(zhàn)斗機(jī),,這樣才能夠在戰(zhàn)斗中取得優(yōu)勢,。由于GE在渦輪增壓器以及壓縮方面有很多獨到的技術(shù),美國空軍選擇了委托GE研發(fā)噴氣式發(fā)動機(jī),,并建議GE跟英國的Frank Whittle先生合作——因為英國和美國屬于戰(zhàn)略合作伙伴,。GE的Donald Warner先生負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)團(tuán)隊,由于這在當(dāng)時是一個絕密的計劃,,這個工作團(tuán)隊還獲得了“The Hush-Hush Boys”的別稱,。他們借鑒了Frank Whittle設(shè)計的英國發(fā)動機(jī),對發(fā)動機(jī)渦輪,、材料,、葉片進(jìn)行改進(jìn),而且加裝了自動控制系統(tǒng),,使得Whittle設(shè)計的發(fā)動機(jī)的功能,、推力,、耐久性以及可靠性得到進(jìn)一步加強。

  1942年4月18日的地面實驗非常成功,,之后在1942年10月1日,,GE把兩臺噴氣式發(fā)動機(jī)裝在貝爾飛機(jī)公司制造的XP-59A飛機(jī)上,進(jìn)行了非常成功的首飛,。由于這在當(dāng)時屬于絕密計劃,,所以飛機(jī)停在地面的時候,還在飛機(jī)前口裝上渦輪螺旋槳,,且飛行員在飛行時還戴著大猩猩面具,。因此,有一次美國陸軍的人員看到一架飛機(jī)沒有螺旋槳,,由一個“大猩猩”駕駛在低空高速飛過去,,感到非常驚訝。至此,,美國第一臺噴氣發(fā)動機(jī)誕生,。

  傳奇:紐曼帶領(lǐng)GE航空發(fā)明超兩倍音速發(fā)動機(jī)

  談起GE航空100年歷史,繞不開一位叫做Gerhard Neumann(紐曼)的GE傳奇人物,。他是一個德國猶太人,,1917年出生于德國法蘭克福。德國要求學(xué)習(xí)工程技術(shù)的人員,,必須做2-3年的學(xué)徒,、技工、鉗工等等,。紐曼先生16歲就開始做學(xué)徒,,他的導(dǎo)師也是最權(quán)威的,對紐曼要求非??量?,正是因為這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木袷沟眉~曼在工程領(lǐng)域里有很好的鉆研品行。

  大學(xué)畢業(yè)之后,,紐曼前往香港,。當(dāng)時德國在香港銷售飛機(jī)、發(fā)動機(jī)等產(chǎn)品,,而紐曼主要負(fù)責(zé)這方面的維護(hù),。二戰(zhàn)爆發(fā)后,英國對德宣戰(zhàn),,紐曼作為德國人并且工作涉及飛機(jī)發(fā)動機(jī)領(lǐng)域,,在香港被英國人逮捕了。當(dāng)時他面臨兩種選擇,一種方式是被遣回德國,,一種是離開香港到別的地方繼續(xù)工作,。紐曼選擇離開香港到昆明,并在昆明結(jié)識了美國空軍中國顧問團(tuán)的負(fù)責(zé)人陳納德,。陳納德很賞識紐曼的航空發(fā)動機(jī)技術(shù),,便邀請他成為顧問團(tuán)的一員。

  1941年,,紐曼加入陳納德組建的中國空軍美國志愿者援華航空隊,,即非常知名的“飛虎隊”,成為一名機(jī)械師,。紐曼先生曾表示,,雖然這個決定非常草率,但他從來沒有后悔過,。通過在飛虎隊的多年工作,,紐曼對P-40戰(zhàn)斗機(jī)了如指掌,幾乎沒有能難倒他的問題,;此外他的中文水平也進(jìn)步迅速,,可以完成所有的翻譯工作。當(dāng)時日本的零式戰(zhàn)斗機(jī)也曾被飛虎隊打下若干架,,他把各個飛機(jī)部件拆下來組裝成一個可以飛行的零式戰(zhàn)斗機(jī),。1948年3月,他來到美國,,經(jīng)過幾位專家推薦加入GE航空部門,。

  40年代到50年代初,紐曼領(lǐng)導(dǎo)GE研發(fā)人員發(fā)明了可調(diào)靜子葉片(VSV),。VSV可調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣,,避免喘振同時提高發(fā)動機(jī)效率。他參與研發(fā)的J79發(fā)動機(jī)也是第一款安裝VSV的發(fā)動機(jī),,安裝了該發(fā)動機(jī)的F104戰(zhàn)斗機(jī),,在飛行測試中達(dá)到了兩倍音速的速度,在當(dāng)時的航空業(yè)幾乎難以置信,。

  紐曼在GE的突出貢獻(xiàn),不僅僅是作為技術(shù)專家,、工程師,,同時他也是GE航空卓有成就的領(lǐng)導(dǎo)人,在辛辛那提GE航空的總部,,有一條以他的名字命名的“紐曼路”,。

  創(chuàng)新:GE航空不斷推出先進(jìn)發(fā)動機(jī)產(chǎn)品

  GE航空在百年歷史里有很多的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)研發(fā)。GE90是第一臺采用復(fù)合材料制作葉片的發(fā)動機(jī),由碳纖維和環(huán)氧樹脂制成,,前沿包裹鈦合金,。復(fù)合材料最大優(yōu)勢是抗疲勞、抗腐蝕,、重量輕,,為了更好地抗擊飛鳥和外來異物的沖擊,其前緣部分特別加裝了鈦合金包邊,。

  GEnx是全世界第一款在風(fēng)扇葉片及風(fēng)扇單元體都采用復(fù)合材料的發(fā)動機(jī),,不僅重量減輕,油耗跟上一代的寬體機(jī)發(fā)動機(jī),,比如CF6,,相比節(jié)省15%;在波音787上跟競品相比,,油耗節(jié)省2-2.5%,,僅在這一項上就為航空公司節(jié)省更多的費用。GEnx已獲得兩千五百臺訂單,,其中一千三百多臺已經(jīng)投入使用,,主要安裝在787和747-8上。第一臺裝有GEnx發(fā)動機(jī)的787在2013年進(jìn)入南航,,目前中國運營787的7家航空公司中,,6家選用的都是GEnx發(fā)動機(jī)。比如南航最早的10架787-8,,以及后續(xù)租的26架,,共36架787選用GEnx;海航最早訂了10架787-8,,后來又增加了34架,,也是選用GEnx;還有廈門航空6架787-8和8架787-9,,選擇GEnx,;還有東航15架787-9和均瑤10架787-9也選用了GE的發(fā)動機(jī)。由此可見,,GEnx是經(jīng)過驗證的非常成功的一款發(fā)動機(jī),。

  LEAP發(fā)動機(jī):空客320neo采用LEAP-1A發(fā)動機(jī),737MAX采用的是LEAP-1B發(fā)動機(jī),,C919采用的是LEAP-1C發(fā)動機(jī)——三款現(xiàn)代最先進(jìn)的窄體機(jī)都采用LEAP發(fā)動機(jī),。LEAP在320neo上目前市場份額近60%,而在中國有近70%的市場份額,。LEAP發(fā)動機(jī)采用了很多獨到的技術(shù),,比如將陶瓷基復(fù)合材料(CMC)用在高壓渦輪的部件上;采用了增材制造打印的燃油噴嘴;此外LEAP發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇葉片和機(jī)匣都采用復(fù)合材料,。截至目前,,LEAP發(fā)動機(jī)獲得的確認(rèn)訂單已達(dá)一萬八千多臺,LEAP發(fā)動機(jī)也是有史以來產(chǎn)量增長速度最快的航空發(fā)動機(jī),。2016年生產(chǎn)110臺,,2017年達(dá)到550臺,今年將交付近1800臺,,明年預(yù)計將達(dá)到2000臺,。CFM56發(fā)動機(jī)從第一臺發(fā)動機(jī)生產(chǎn)到每年生產(chǎn)兩千臺花了30年的時間,而LEAP發(fā)動機(jī)達(dá)到這一數(shù)據(jù)只用了三年時間,。同時,,LEAP發(fā)動機(jī)在使用過程中也深受航空公司喜愛,目前LEAP-1A發(fā)動機(jī)在中國的空停率為0,。

  GE9X是為波音777X飛機(jī)研發(fā)的,,這也是目前尺寸最大的發(fā)動機(jī),風(fēng)扇直徑約3.4米,。GE9X最高的推力達(dá)到13萬4千多磅,,超過了此前GE90在實驗時達(dá)到的12萬7千多磅最大推力,創(chuàng)造了全球最大推力的民用發(fā)動機(jī)吉尼斯世界記錄,。GE9X也采用了很多新技術(shù),,例如因CMC材料在LEAP發(fā)動機(jī)上經(jīng)過驗證,所以開始大量應(yīng)用在GE9X上,,不僅燃燒室部件采用CMC材料,,其高壓渦輪靜子葉片也首次采用CMC材料。GE9X將于今年底到明年早些時候完成實驗取證,,將交付給客戶,。

  結(jié)緣:GE航空深耕中國市場

  GE航空集團(tuán)實際上是1980年進(jìn)入中國的,主要以零配件采購為主,。第一架由CFM56-3發(fā)動機(jī)提供動力的737最早交付給云南航空公司,,標(biāo)志著GE航空集團(tuán)正式進(jìn)入中國。到目前為止,,GE航空在中國有60多家航空公司客戶,,五千八百臺裝機(jī)發(fā)動機(jī),同時獲得訂單約四千臺左右,。據(jù)GE航空預(yù)測,,到2025年中國的裝機(jī)發(fā)動機(jī)將達(dá)到一萬臺。

  上海是GE航空在中國的總部,,擁有全球機(jī)隊支援中心,這是除辛辛那提之外GE航空在全球的第二個機(jī)隊支援中心。兩個全球支援中心分別承擔(dān)每天12小時的實時監(jiān)控任務(wù),,監(jiān)控全球飛行的近三萬六千臺發(fā)動機(jī),,如果有任何警報會通知航空公司提前做好準(zhǔn)備。

  GE航空與國航合資建立了四川國際航空發(fā)動機(jī)修理維修公司,,對CFM56和 LEAP發(fā)動機(jī)進(jìn)行維修,。同時,GE航空和太古也合資成立了一個專門維修GE90發(fā)動機(jī)的維修公司,。

  2019年GE航空的整體業(yè)務(wù)進(jìn)展非常順利,,在巴黎航展上跟長龍航空及多彩貴州航空均簽訂了LEAP-1A發(fā)動機(jī)的包修協(xié)議。

  此外由CF34提供動力的ARJ21,,正在不斷地交付給成都航空和天驕航空,,目前已經(jīng)交付了15架。LEAP-1C作為C919的動力裝置,,CFM已經(jīng)支持完成了4架飛機(jī)的試飛工作,,今年預(yù)計共有6架C919進(jìn)行飛行實驗。

  此外,,珠海摩天宇不久前建立起LEAP發(fā)動機(jī)的快修能力,。未來除四川國際航空發(fā)動機(jī)修理維修公司,珠海摩天宇也會具備LEAP-1A和-1B的大修能力,。

  GE航空為中國民航以及中國航空工業(yè)提供了眾多人才培養(yǎng)項目,。過去十幾年來,GE航空為各航空公司及中航工業(yè)的一萬多名人員提供綠帶六西格瑪?shù)呐嘤?xùn),,幫助他們進(jìn)一步改進(jìn)流程,。GE航空與廣漢飛行學(xué)院也有合作,建立了航空發(fā)動機(jī)維修培訓(xùn)中心,。23年來,,GE航空為東南亞以及中國航空公司培養(yǎng)了一萬四千名航線維護(hù)工程師。此外,,GE航空跟東航的高管培訓(xùn)項目,,已進(jìn)行了17年,今年是第18年,,有一千名東航中高管參與了GE管理培訓(xùn),。

  GE航空持續(xù)為民航局提供適航審定高管培訓(xùn),截至目前共培訓(xùn)了三百多人,。GE航空與中國商飛和昂際航電建立了一個全球民用航空人才培養(yǎng)計劃,,現(xiàn)在已經(jīng)完成兩期,今年預(yù)計會有第三期畢業(yè),,共培養(yǎng)了28名學(xué)員,。近期GE航空與中國商飛達(dá)成共識,,將會繼續(xù)進(jìn)行第四期全球工程技術(shù)人員的培訓(xùn)項目。

  GE航空集團(tuán)在中國擁有一支180余人的強大工程團(tuán)隊,,具備發(fā)動機(jī)全生命周期的工程支持服務(wù)能力,。團(tuán)隊成立十幾年來為國產(chǎn)民機(jī)項目發(fā)展、航空制造業(yè)能力升級和航空公司高效安全運行提供了全面技術(shù)支持,。

  未來: GE航空將續(xù)寫下一個百年輝煌

  光榮屬于過去,,在迎來下一個百年之際,GE航空已做好充分準(zhǔn)備,,將要續(xù)寫下一個百年輝煌,。

  GE航空集團(tuán)首席市場營銷官Bill Brown表示,GE在研發(fā)技術(shù)時總是圍繞一個明確的目標(biāo),,而不是為技術(shù)而技術(shù),。他指出,GE航空在未來將會圍繞三大領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)研發(fā):先進(jìn)的空氣動力學(xué),、材料技術(shù)和發(fā)動機(jī)的架構(gòu),。

  Brown還稱,雖然預(yù)計短期內(nèi)不會投入商用,,但GE航空已著手研發(fā)燃料電池和全電動技術(shù),;GE航空在材料領(lǐng)域也有廣泛深入的研究,包括陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用,;GE航空對空氣動力學(xué)的研究也在繼續(xù),,持續(xù)的空氣動力學(xué)可以改進(jìn)產(chǎn)品性能,將其提升到新的水平,。

  GE全球副總裁兼GE航空集團(tuán)大中華區(qū)總裁向偉明表示,,技術(shù)變革通常每十年、十五年將迎來一個跨越式的進(jìn)步,,也許十五年之后技術(shù)又將全新的階段,。隨著時間不斷地演變,相信GE航空將會繼續(xù)在技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位,。


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