行业动态 » 十张图了解中国航空发动机行业发展情况

去年,作为两年一度的中国军工展,第12届中国国际航空航天博览会在珠海正式举行。在珠海航展中,备受批评的国产航空发动机表现惊艳。配备了国产矢量推力的发动机帮助J10B在蓝天中以强劲的动力起舞,完成了眼镜蛇机动、落叶和钟摆等艰难的动作。bF o6uO'hr

相比于传统的航空发动机,矢量推力的优点在于可以将推力的方向进行水平或垂直的调整,而很长一段时间里,矢量推力发动机在我国航空发动机领域是空白产品。此次在航展上大获成功,意味着中国成功完成了矢量推力发动机的开发,发动机将不再是中国军用飞机的短板。

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不过,对于中国航空发动机行业而言,未来的路还很长,尤其是民用航空发动机,要真正追赶上发达国家仍有待时日。,Q+@X/ME

航空发动机难在哪里?u h0dh^8PpF A7G

航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的装置,是飞机的心脏。作为一种高度复杂和精密的热力机械,航空发动机制造具有极高的技术门槛,它的性能直接影响到飞机的性能,其制造水平是一个国家综合实力的重要体现。e9L0?2K5x#KWU

航空发动机类别众多,按照结构主要分为三类:活塞式发动机、冲压式发动机和燃气涡轮发动机。其中,活塞式发动机可分为液冷式、气冷式,液冷式是最早期的航空发动机,气冷式则是一战中战斗机的主流配置。$w5o"@VI!eh

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冲压式发动机通常由进气道、燃烧室和喷管组成,结构相对简单,按照应用范围可以划分为亚音速、超音速和高超音速发动机。在性能上,冲压式发动机要远超活塞式发动机。

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燃气涡轮发动机是目前航空领域应用最广的,按照具体结构可以划分为四类,分别是涡轮喷气式(涡喷)、涡轮风扇式(涡扇)、涡轮螺旋桨式(涡桨)和涡轮轴式(涡轴);按照技术特点可以划分为四代,分别是单转子亚音速喷气发动机、超声速涡喷发动机、超声速涡扇发动机和先进技术涡扇发动机。(^3Te5YNC

由于涉及各种新理论、新材料、新工艺,航空发动机研发和制造难度极大。目前,能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家有3个,即美国、俄罗斯、中国;但能自行制造大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的国家只有2个,美国和英国。

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虽然我国能够自主研发军用发动机,但与发达国家有着30年差距,而民用航空发动机则几乎空白。我国航空发动机于相对落后状态,原因是多方面的,简单来说至少着四大难关,即经验难关、材料难关、人才难关及资金难关。 J7AWrUZ \*|

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但航空发动机产业链长,覆盖面广,对国民经济和科技发展有着巨大带动作用,是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现。预计到2035年,我国民用航空发动机市场将达9000亿元,军用航空发动机市场将达3000亿元。因此,无论是出于摆脱受制于人的局面,还是基于经济利益的考虑,我国航空发动机发展迫在眉睫,必须迎难而上。

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军用航空发动机已实现自主研制

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军用航空发动机发展至今已历经四代,第五代处于研发阶段。发达国家现役主力战斗机主要搭载第三代航空发动机,第四代军用航空发动机以F119、F120、EJ200的发动机为代表,其推重比约为9-10、涡轮前温度约为1800-2000K,涵道比约为0.2-0.4,其特点可概括为高推重比、小涵道比、高涡轮前温度。f `,F9E#`.J?

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我国军用航空发动机国产化道路历经引进、测仿、改进、创新四个过程,经过60余年发展,已具备战斗机、运输机、武装直升机/运输直升机、教练机等多机种系列飞机的研制能力。

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截至2017年底,我国拥有各类军用飞机2955架,占全球总量约5.57%,位居世界第三,仅次于美国与俄罗斯。

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其中,现役战斗机、特殊任务飞机、运输机、武装直升机/运输直升机、教练机架数分别为1523架、84架、184架、809架、352架,分别占对应机种全球总量的10.40%、4.17%、4.30%、4.01%、3.15%。

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我国主要作战飞机中,国产发动机占比已达到90%左右,主要装配于歼击机、强击机、轰炸机、歼击轰炸机等主战飞机中。例如,“太行”(涡扇-10)为我国第一台自主研制的具有自主知识产权的大推力加力式涡扇发动机,主要搭载于歼-10、歼-11、歼-15、歼-16等第三代战斗机上。

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民用航空发动机被三大寡头垄断e;wIH9T4e1Z

全球民用航空发动机市场基本被CFM、UTC、GE、RR等少数几家龙头企业垄断。2016年,CFM国际公司当年发动机产量达到10750台,市占率约为40.2%;联合技术公司(UTC)凭借旗下美国普惠公司与普惠加拿大公司的传统优势,销售成绩虽较过往有所下滑,市占率仍高达27.2%;GE、罗尔斯•罗伊斯(Rolls-Royce)全球的市占率分别为18.8%、10.6%。3ed$H`n;o*G'y8@N

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我国民用航空发动机领域同样没有另外,主要被普惠、GE和罗尔斯•罗伊斯三大厂商垄断。而且,中国市场正日益正成为这些厂商的最重要的营收来源。据预计,2017-2036年间,中国市场方面,我国民用飞机总计新增需求为7240架,占全球新增需求17.65%,其中75%为单通道客机。\W8n:` x6] T

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在庞大市场吸引下,以及军用航空发动机已具备一定的竞争优势及技术积累,国家将逐渐倾向于发力民用航空发动机制造领域,未来民用航空发动机也将摆脱束缚,实现自主研制。

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