航空发动机产业链锻造与经济分析

来源:本站 浏览

小编:  中国崛起已引起全球关注,外界关注的是中国产业和技术的崛起,是近十几年中国在超级计算机、高铁、船舶重工、核能开发、航空航天等“极端制造”领域的高速发展

  中国崛起已引起全球关注,外界关注的是中国产业和技术的崛起,是近十几年中国在超级计算机、高铁、船舶重工、核能开发、航空航天等“极端制造”领域的高速发展。比如“神威太湖之光”、“天河二号”先后登上世界超级计算机排行榜榜首位置,彻底打破美国、欧洲、日本在这一关键领域的传统优势,对某些国家形成严重刺激。连好莱坞大片《地心引力》也无奈地呈现一个现实,当代几个大国中,只有美国、俄罗斯、中国有或曾经有过自己的太空站,美国宇航员在太空中遭遇严重险情,后只能求救于中国的“天宫一号”。

  可是,以上工业成就都不足以将中国划入世界制造强国的梯队。至少在一个极端制造领域航空发动机,中国距离世界仍旧面临巨大的技术和产业化瓶颈。

  现今,“中国制造”已享誉世界,但是仍处于世界产业链中低端的第四级。世界产业链级是美国,全球70%的知识产权都掌握在美国手里;产业链第二级是英国和法国,科技原始创新能力强大,拥有相当数量的知识产权,始终处于世界产业技术研发前沿;产业链第三级是日本和德国,在多数工业领域拥有世界技术,但是工业体系存在不少短板。

  在普通人的“想当然”中,“日本制造”已如此强大,是世界汽车、船舶、电子、机床和工业机器人等领域重要的核心零部件供应商,其技术实力和产业链影响力都是毋庸置疑的。但是,即使在“日本制造”纵横天下的20世纪80年代,即使日本GDP总量比英国、德国、法国的总和还多,仍只能屈居美国、英国、法国之后,是一个二流“制造强国”。

  日本整体的制造能力仍不敌美国、西欧,一个关键原因就是,日本未能在飞机制造业这个“产业制高点”,消除与欧美国家的差距。尤其是航空发动机,是世界航空产业链的核心环节。

  20多年前,日本就能做到主力战机F15高达90%的国产化率,但至今日本仍不能完全将其国产化,就是卡在航空发动机上。波音公司主力机型787客机有35%的关键零部件由日本制造,机体材料是在民航客机中使用的碳素纤维,由东丽纺织供应;川崎重工主要制造机翼之前的部分机身,同时还提供主机翼固定后缘装置;富士重工主要制造中心翼盒,以及位于机身中部下侧用来连接机翼与起落架的强化结构;三菱重工则总装机翼。不过,没有谁会因此将日本视为航空工业强国,也是卡在航空产业链核心的航空发动机上。航空发动机已经成为日本制造强国之路上永远难以走完的“后一里路”。

  做好大飞机和航空发动机项目,将会革命性提升一个国家的制造业水平。汽车、船舶、机械等普通制造业,根本无法与之相比。英国现在已告别世界工厂的荣光,其GDP中金融业和媒体产业占了很大比例。但英国至今仍是当之无愧的制造强国,航空发动机产业则是英国制造强国地位的关键支撑。

  航空发动机是典型的技术和知识密集型高科技产品,被称为“工业之花”。美国长期把航空发动机列为仅次于核武器的第二敏感技术。军用航发领域,只有美、俄、英、法四国可以独立研制和发展水平的发动机技术。而民用航空发动机市场的门槛更高,目前真正具有技术和商业优势的只有美、英、法三国的四家公司:美国通用电气航空集团公司(GE航空)、普惠公司(P&W)、英国罗罗公司(R&R)以及法国斯奈克马公司(SNECMA)。这四家公司在全世界民用发动机市场份额接近90%。

  如今,即使中国制造业在四代航发上取得了巨大进步,但国内制造的先进航空发动机只相当于美国20世纪90年代的技术水平,这种差距仍达到30年。直至今日,当中国希望建造自己的大型客机时,却没有一颗可用的“中国心”中国几乎所有民航飞机发动机都依赖进口,军用发动机则以“仿研+引进”为主,自主研制的型号很少。

  作为世界制造大国,如果不能在性能先进的航空发动机上取得创新突破,那么,中国制造业转型升级的实际成效将大打折扣,“制造强国的后一里路”也将变得遥不可及。

  当前,“中国制造”在航空发动机上遭遇瓶颈,受困的不仅仅是中国航空工业,更是整个中国工业体系。航空发动机的超高研发、制造难度,集中考验了一国工业技术所能达到的极限。

  一台飞机发动机的外形结构就像是一个两端都开口的圆筒,其工作原理是,从前端吸入的空气经过压气机、燃烧室等一系列内部结构,变为高温、高速燃气从后端喷射出去,产生向前的反推力。因此,航空发动机需要持续在高温、高压、高速旋转的条件下工作,对研制的要求极高。

  以英国罗罗公司为A380客机生产的发动机为例。起飞时,4台发动机可以产生近18万匹马力,相当于上千辆普通家用轿车的动力,其内部高温度在1700摄氏度以上,大大超过发动机涡轮叶片镍基合金的熔点。同时,发动机内部压力达到50个大气压,相当于3倍的蓄满水后三峡大坝底部压力,涡轮叶片就像一个冰块,在高温炉中高速旋转。这些都对发动机叶片、轴承的材料提出了严峻挑战。高品质、高水准航空发动机的重大战略意义绝不于航空工业,必将牵动中国制造业整体上的转型升级。

  比如,航空发动机的一个关键零部件高可靠性、高精密度的轴承,要能在高速、高温、受力复杂的条件下运转,直接影响到发动机的性能和寿命。很少有人知道,中国每年制造的价值过千亿的各类轴承,大多是中低端产品。轴承则主要依靠进口,轴承的研发、制造与销售基本上被美国、德国、日本和瑞典垄断。

  更重要是,中国的轴承技术人才青黄不接,全国高校每年仅能提供不足百名的轴承专业毕业生。目前,欧美国家航空发动机主轴承的寿命均能达到1万小时以上,国内基本在900小时以内。千亿规模的中国轴承制造业,造不出符合航空发动机技术标准的轴承,这难道不是“中国制造”的一大痛点吗?

  再如,航空发动机的另一关键零部件涡轮风扇叶片,对制造商的技术工艺是一种极限考验。外国公司明确禁止向中国转让航空发动机风扇叶片、高温叶片等制造技术,中国公司一旦获得创新突破,前面将是一片蓝海。

  无锡透平公司这样一家民营企业,在攻克航空发动机风扇叶片关键技术的同时,也在电站大型涡轮叶片国内市场综合占有率达到80%以上,形成百万等级超临界汽轮机、百万核电机组大叶片的工艺开发及制造能力。在能源领域,透平公司已成为国内三大电气公司的战略供应商,也是GE、西门子、东芝、三菱等跨国公司的叶片供应商。

  航空发动机的研发制造,必将倒逼中国制造商筑牢国家工业体系的基座。国内公众往往只看到一些表面化的创新成就,对工业领域的基础创新、底层创新关注有限。

  今年4月,美国竞争力委员会发布的《2016全球制造业竞争力指数》报告认为,“美国制造”正在形成新的优势:在预测分析、物联网、智能产品和智能工厂等方面,美国都是,而在个人、技术、资本和公司之间建立联系、产生协同效应方面,美国的成就尤其突出,已经形成一个紧密联系的创新生态系统,并通过研发投资创造巨大价值。因此,未来五年,美国有望超过中国,重新成为全球具竞争力的制造业大国。

  这是成体系、生态化的全新工业竞争态势,而国内凸显的应对策略是“互联网 ”和“机器换人”。可惜,这不能解决中国制造业转型升级的深层次问题。一个国家产业和技术基座的牢固程度,决定其工业创新力所能达到的高度。工业领域的前沿创新,不是有钱、有气魄就能做到的。“中国制造”瞄准的是金字塔尖,缺的则是那些基础的东西,比如基础材料、核心零部件、数控机床以及成熟工匠等。这是一步步发展起来的,不可跳跃。

  蒸汽机古人没有想过吗?直到发明了镗床和橡胶,才真正做到实用化。有了耐高温高压的不爆裂的缸体,哈勃才发现还原法,在高温高压下合成氨、造出氮肥,大规模改善粮食产量。数码相机CT机需要高品质CCD,雷达需要高精度AD,飞机需要高强度紧固件,芯片制造需要光刻机,光刻机需要高精度的镜头和机床。

  要设计和制造出好的航空发动机,本质要的是材料和加工工艺精度。看看欧美国家的发动机产品,真是艺术品一样的美感,里面加工的零部件每个拿出来都非常好看、极其精密。

  美国科技强国地位的核心支撑,绝不只是谷歌、苹果、微软或Facebook,那只是美国工业基础发展之下长出来的市场之花。美国工业体系的核心是通用电气(GE)、霍尼韦尔、应用材料、陶氏化学、杜邦、英特尔、高通、IBM、波音、西科斯基,以及美国随时可以调用技术和人才的欧盟、日本公司。

  凡本网注明“来源:机床商务网”的所有作品,均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-机床商务网合法拥有版权或有权使用的作品。刊用本网站稿件,需经书面授权。未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:机床商务网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

  本网转载并注明自其它来源(非机床商务网)的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。

  如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起30日内与本网联系,并提供真实、有效的书面证明。我们将在核实后做出妥善处理。

当前网址:http://www.sx-news.com/junshi/2019-06-21/116585.html

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与陕西新闻网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

你可能喜欢的: