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2005年世界航空发展回眸——航空发动机、机载设

[中国航空信息中心2006年1月10日综合报道]

三、民用航空市场复苏,飞机制造商积极推出新一代产品

1、航空发动机技术发展平稳

2005年,民用飞机市场复苏,世界民用飞机制造商获得的订货激增。以波音公司和空中客车公司为例,波音公司2005年共获得1002架大型商用飞机订货,空中客车公司截至11月30日共获得687架订货,所获得的订货量均比2004年大幅增长,2004年这两家公司所获订货量分别为277架和370架。与此同时,民用飞机制造商都在积极推出新一代民用飞机,以便在市场竞争中占据有利地位。这两家公司今年所获订货及交付情况见表一和表二。

2005年,世界航空动力技术发展总体运行平稳。在军用航空动力技术领域,由于F135和F136发动机项目代表了当今世界军用航空动力技术的最高水平,因此F-35联合攻击战斗机动力系统的研制仍是全球业界关注的焦点之一,并继续引领军用航空动力技术发展方向。2005年,以普·惠公司和GE公司为代表的两个F-35发动机研制小组顺利完成各自原定的试验项目。普·惠公司完成了F135项目两项具有标志性的重要试验,即升力单元体组件试验和综合动力系统联机试验;8月,普·惠公司获得价值9.686亿美元的合同,开始组装首台飞行试验用发动机,12月交付了首台飞行试验用的发动机,从而为2006年1月的初始飞行批准和2006年8月的首飞铺平了道路,F135的生产交付将从2009年初开始。与此同时,GE/罗罗战斗机发动机小组在2005年完成了CTOL和STOVL型F136发动机的所有性能、操纵性和空气动力学试验;8月,该小组获得了美国政府授予的价值24亿美元的合同,用于F136发动机项目系统发展与验证阶段的工作。首台F136发动机将在2008年中期开始试验;2010年,装在F-35飞机上进行飞行试验。此外,潜在的军事需求正在促进相应动力技术的发展,无人作战飞机、远程攻击与监视平台以及长航时近太空飞行器的动力技术都已经开始开展研究。

表一:波音公司1996-2005年大型商用飞机订货与交付情况 年份 波音订单 波音交付 波音717波音737波音747波音757波音767波音777波音787总数1996 285605943685152701997237364479554513751998413391550386855156319992323518303535062020002138326439116598489200131881637403031452720023216217832251381200382074711132502812004815210942562772852005-1456943151542351002268

在民用航空动力技术领域,随着世界民用航空发动机市场竞争的日趋激烈,全球面临的环保和可持续发展问题日益突出,随着国际民航组织更严格的噪声和污染排放标准出台的日益临近,发动机制造商积极倡导针对民用航空发动机技术的“绿色革命”,围绕降低总拥有成本和环保两大主题,纷纷推出先进的发动机技术计划,并成为2005年世界航空动力技术领域的一大亮点。在这一年,GE公司推出了“绿色创想”计划,这是GE为帮助客户解决日益紧迫的环境问题而向市场全力推出新型环保技术所采取的行动。通过“绿色创想”计划,GE公司将帮助客户实现环保目标。在研发投资方面,到2010年之前,GE每年用于研发“绿色”技术的投资将在2004年7亿美元基础上翻一番,达15亿美元。与此同时,CFM国际公司推出了Leap 56计划,目标是降低发动机的总使用成本,包括降低维修成本;更坚固的设计;大幅降低噪声和排放;优化发动机循环;先进的控制技术;改善系统集成以及发展发动机诊断技术。

表二:空中客车公司1996-2005年空中客车系列飞机订货与交付情况

另外,2005年,超燃冲压发动机和燃料电池等新概念航空动力和新型能源技术探索研究也取得了一定的进展,为未来航空技术实现跨越奠定了基础。

年份

2、机载探测系统的发展继续受到各国的重视

A318/A319/

机载探测系统是飞机的眼睛,是作战飞机获取信息的重要手段。它的性能优劣,对飞机的作战效能起着决定性作用。在决定军机战斗力的诸因素中,探测系统占有相当大的比重。雷达探测和光电探测是两种主要的机载探测手段,国外一直非常重视机载探测系统的研究,2005年机载探测系统又有进一步的发展。

A320/A321

目前,美国空军和海军正在投资开发先进的光电系统。其中包括洛克希德·马丁公司的"狙击手"XR瞄准吊舱和诺斯罗普·格鲁门公司的LITENING AT系统。前者主要满足美国空军对先进目标瞄准系统的需求,后者是一种自主式多传感器激光瞄准和导航系统,能使战斗机驾驶员探测、截获、跟踪和识别地面目标,以便进行常规武器和精确制导武器的高精度投放。目前,在伊拉克领空巡逻的美军F/A-18E/F、F-16C和F-15E全部装备了"狙击手"XR和Litening AT等新一代传感器吊舱,显著提高了战斗识别能力,这些瞄准吊舱的图像清晰度比以前所使用的光电和红外设备提高了4~5倍。同时,光电探测系统也是无人机上重要的探测系统,目前各国正在研制的无人机无一例外地都采用了各类光电探测系统。

A300/A310A330/A340/A350A380订货

目前,激光探测技术是一门正在兴起的技术,2005年,激光探测技术有进一步发展。诺斯罗普·格鲁门公司研制了机载激光水雷探测系统,目前正准备进入生产阶段。机载激光水雷探测系统采用激光探测和测距技术对漂浮和近水面水雷进行探测、识别和定位,保证船只能够自由地出行。安装在海军MH-60S直升机外置设备吊舱中的这种水雷探测系统还可以为快速机载水雷清除系统等提供准确的方位信息。美国海军视这种系统是自声纳出现以来应用在水雷战中的最新技术。此外,欧洲EADS公司研制了用于保护直升机不会碰撞难以发现的障碍物的激光障碍告警系统,该系统采用不会伤害眼睛的激光束,可以探测肉眼难于发现的障碍物,现已装在德国的警用直升机上。

总数

2005年,雷达探测技术也取得了较大进展。诺斯罗普·格鲁门公司为F-35联合攻击战斗机研制的AN/APG-81火控雷达于5月通过了在该公司综合实验室进行的探测空中目标的关键系统综合试验。8月,诺斯罗普·格鲁门公司对该雷达进行了首飞,AN/APG-8将为F-35 战斗机提供环境感知能力,用来攻击空中和地面目标。同时,美国还有几种新型的有源相控阵雷达在2005年交付使用。其中包括诺斯罗普·格鲁门公司研制的用于F-22的新一代改进型有源相控阵雷达AN/APG-77(V)1和雷声公司研制的用于F/A-18E/F 的AN/APG-79雷达。此外,其它国家也在加紧进行AESA雷达的研制工作。俄罗斯的"法兹特龙"雷达设计局已与俄罗斯飞机公司合作为米格-29战斗机安装了实验型Zhuk-MFE无源相控阵战斗机雷达,并继续为米格-29安装第一部有源相控阵雷达。澳大利亚和美国签署了合作协议,共同研发有源相控阵技术等。

交付

在雷达新技术研究方面,美国正在加紧验证一项用于特种部队的新型机载雷达技术,这项被命名为"无声骑士"的机载雷达系统项目将设计和开发新型低截获概率/低探测概率、地形跟随/地物回避雷达的技术;为满足未来无人空战系统的需求,目前诺·格公司和雷声公司都在开发X波段小型雷达天线,准备用于联合无人空战系统。此外,美国还在开展有源相控阵雷达的攻击技术研究,这是一种可以作为武器使用的新型雷达,该雷达可以满足美国空军对攻击型武器提出的"发现目标、准确识别、立即攻击"概念的需求。未来采用新技术的新型有源相控阵雷达可以攻击敌方的电子系统。在遇到地-空导弹攻击时,AESA雷达不仅能够接收到相关信号,还将对其进行干扰。与传统的电子噪声干扰不同,该技术具有相当的破坏性,可以使巡航导弹失效。美国空军称:“AESA雷达与高功率微波武器非常相似”。通过机载AESA雷达发射高功率射频噪声对敌方接收机进行电子攻击是完全可行的。

总量

3、机载武器向高精度方向发展,趋势是采用多国多军种合作方式

1996235157632612619973647894601821998437328755622919994080684762942000388213052031120011756154853753252002235055103003032003155689342843052004279279103703202005549712110687337

2005年,机载武器发展的主导趋势仍然是提高武器精度。命中精度提高可使武器更容易命中目标,减少飞机出动的架次和单架飞机所携带的弹药,还有利于使用小口径炸弹攻击目标,使轰炸机能实施城区近距空中支援等。机载武器发展的另一个趋势则是扩大国际合作和军兵种间的合作。目前,美国和欧洲国家正在商讨联合发展多个机载武器项目,如美英合作的“宝石路”IV炸弹,美意合作的先进反辐射导弹以及英、法、瑞典联合发展通用战术导弹等。

注:2005年数据截至2005年11月30日

2005年,在机载武器系统领域,美国不但技术领先,而且还主宰着世界机载武器市场。美国防部制订了第一部武器路线图——“常规作战能力路线图”。其中在机载武器领域,更加关注的是打击活动目标的空对地武器、空对空和空对地通用武器,摧毁核生化装置的武器,鼓励发展类似联合通用导弹的各军兵种通用的联合武器。

1、大型商用飞机制造商面对激烈的市场竞争积极推出与发展换代新产品

目前,世界各国正在不断寻求机载武器新技术和新装备,其中美国提出和实施的项目最多,包括“动态战术瞄准”项目、“武器数据链先进概念验证”计划、高速武器概念研究、用于城区作战的“攻击加固地面目标弹药”、灵活攻击导弹、双模制导炸弹和GBU-38 JDAM上加装激光制导组件等;英国则在发展空中巡逻弹药,这种武器可在战区上空巡逻、识别并攻击战场上的固定和活动目标;此外,欧洲MBDA 公司正在加快发展 “流星”超视距空对空导弹和“欧洲模块化弹药”;俄罗斯和韩国则分别正在试飞Kh-59MK机载反舰导弹和研制电磁脉冲炸弹。

经过几十年的发展,尤其是进入20世纪90年代以来,大型商用飞机领域通过优胜劣汰的竞争,全球市场几乎被美国波音公司和欧洲空中客车工业公司这两大航空巨头瓜分。不管是波音公司还是空中客车公司,其产品都已形成了自己的系列,从100座的低端大型商用飞机到500座以上的巨型商用飞机,全方位地覆盖着不同的市场需求,而且通过大型商用飞机的系列化和通用化发展,取得了很大的竞争优势。而俄罗斯图波列夫和伊留申联合体研制的图-204和伊尔-96等大型商用飞机市场主要局限在独联体国家。

2005年,世界各国正在实施的武器发展计划喜愁参半。其中美空军发展的小口径制导炸弹即将进入第二阶段;“宝石路”IV炸弹研制顺利,设计权限已转移给英国;美国的JASSM试飞再次失手,美海军宣布退出,但空军仍然坚持发展。此外,美国陆、海、空三军和一些公司正在频频规划或者进行无人机发射武器试验,无人机使用的武器系统包括Mk82通用炸弹、“宝石路”II炸弹、JDAM、113千克小口径炸弹、风修正子母弹、70毫米Mark 66无控火箭弹、“海尔法”导弹、“蝰蛇打击”导弹、先进精确杀伤武器系统和GAU-19A机炮等。在定向能武器方面,机载定向能武器研制进度已经减缓;高功率微波和激光武器有潜在应用前景,但实际应用可能受到限制;美国重视固体激光武器的发展,“联合高能固体激光器”可能发展成地面战车、无人机和其他平台用的武器;ABL项目继续试飞,但进度拖后5年。

空客公司推出A350,与波音公司的波音787正面交锋

空中客车公司作为在大型商用飞机领域最具活力的制造商,为客户提供从100座到目前全球最大民用客机--双层客舱的A380这样一个完整的大型商用飞机系列。"空中客车"飞机分属四个系列,分别是:宽体A300/A310系列飞机、单通道A320系列飞机、远程A330/340系列飞机、 双层A380超大型客机。2005年,空中客车公司为了应对波音公司的挑战,推出了与波音787竞争的A350远程飞机。

2005年10月初,空客公司股东EADS和BAE系统公司宣布批准A350项目,从而使这个与波音787"梦幻班机"竞争的项目正式启动。A350新型双通道宽体客机系列与波音787-8和-9在航程和座位数上很相似,它将包括两种型别:A350-800采用三级座舱布局,载客253人,最大航程16300千米;A350-900采用三级座舱布局,载客300人,最大航程13890千米。A350飞机计划2009年第2季度进行首次飞行,2010年投入使用。

目前空客正在改进该机的设计,目的是进一步减阻增速和优化全机配置。该机将在2006年年初冻结设计。空客已提出的设计修改涉及到A350的机翼、翼梢小翼、机头形状、机腹整流罩、平尾和机内系统等诸多部分。在进行设计修改过程中广泛使用了计算流体动力学手段。经过这些修改,A350的设计巡航速度可由马赫数0.82提高到马赫数0.83。A350采用复合材料机翼,机身由铝锂合金制成。波音787则全部采用复合材料。两款客机的设计者均以效率优先,在当今全球众多航空公司均面临或多或少财务危机的情况下,这显然是两家公司的重大买点。空客表示,A350在经济性和燃油效率方面优势明显;与波音同级别客机相比,空客客机的运力高12%~14%,每座运营成本低8%,航程远555千米。

与此同时,波音公司正按计划研制波音787。2005年下半年, 波音787飞机的确认构型工作已经完成,这标志着波音787"梦幻班机"项目的联合开发阶段已经结束,787客机的更多详细设计将陆续开始。此外,波音公司还在与FAA一道起草787的取证试验计划,公司计划在2006年年初开始该机的取证试验。

波音787是波音公司最新推出的一种以超高效为切入点的200~300座级的中型运输机,目前有三种机型,分别是787-8、787-9和787-3,航程为6500~16000km,波音787的特点是将使航空公司能够更好地满足乘客对经济性、舒适性、不经停直飞点对点飞行以连接全球更多目的地城市的需求。该机将采用多项最新技术,如复合材料用量达到50%,主承力结构首次采用复合材料;波音787将采用先进的高效发动机GE公司的GenX和英国罗罗公司的遄达1000,以及利用先进气动性能和系统的综合效果,使乘客的人均油耗大幅降低,显著降低排放;使其效益比现役的同类客机提高15%~20%,争夺21世纪的更新换代产品市场。另据最新报道,波音公司近期又提出了载客量超过300名的远程型787--787-10方案,并正与潜在客户接触,但目前公司并不打算立刻启动其研制。787-10瞄准的市场段是取代777-200ER/LR或A340-500。

555彩票官网首页,在高油价、高成本的运营压力下,航空公司对节能效果更好,性价比更佳的新机型需求高涨。针对这一趋势,波音公司在潜力巨大的中型远程飞机市场推出787梦想机型,并大获成功,已斩获254架订单。凭借787的成功,2005年把空客公司拉下民机霸主宝座的波音公司发起了"王者归来"的冲击。空客公司则针锋相对地推出A350计划,以遏制波音的市场扩张。可以预见,未来几年,波音空客民机市场之战的成败,很大程度上将取决于A350与波音787的胜负。

面对A380对超大型商用飞机市场的冲击,波音公司推出了先进型波音747

作为全球最主要的民用飞机制造商,波音公司向市场提供了从100座到400多座各种级别的飞机,同时还有完整的货机系列,提供的产品包括717、737、747、757、767、777、787系列飞机和波音公务机。2005年,随着空客公司A380首飞成功及其交付日期的逐步邻近,波音公司利润最为丰厚的波音747飞机面临巨大的市场挑战。为了占领波音747早期型号的替代市场,波音公司在2005年提出了先进型波音747方案。

总的来说,尽管A380在研制过程中遇到了飞机超重和进度推后的问题,但是2005年这种迄今世界上尺寸最大、客/货容量最高的喷气客机仍然取得了相当大的进展。2005年4月27日, A380顺利完成首飞;9月,第二架飞机又飞上蓝天;11月以后,空客公司使用01号A380进行首次洲际飞行,并在亚太地区的多个枢纽机场进行展示。根据计划,A380飞行试验项目将有5架飞机参加,其中MSN001主要用于载荷确认及飞行控制系统研制;MSN004将完成飞行性能试验;另外2架飞机将安装全部客舱系统,进行客舱及噪声试验,以及早期长途飞行和后期航线验证、机场兼容性试验;第5架飞机将完成GP7200发动机的有关试验。整个A380试验计划将累计超过2500飞行小时。按空客公司目前的计划,A380将在2008年年底达到4架/月的生产率,并将这一生产率维持到至少2010年。

A380的乘客数为555人,客舱分为上下两层,航程14800km。此外,空客公司还要发展A380的货运型、航程延伸型、加大型及缩小型等。A380除了是目前世界上最大的商用运输机以外,还有几项第一:它是空客公司有史以来首次先对机体采用先进计算流体动力学(CFD)方法进行结构设计和优化的产品;是空客公司第一种采用完全一体化航电系统的飞机;是首次将液压系统的压力增加到5000大气压的民用飞机,而传统系统为3000大气压;是第一种采用碳纤维增强塑料复合材料中央翼盒的大型商业飞机;是目前客机中主客舱最宽的飞机。

2005年,面对空客公司咄咄逼人的气势,为了继续占据大型民用飞机市场,应对A380的挑战,波音公司提出了"先进型波音747"的方案,先进型波音747是正在生产的747-400的的加长改型,机身加长了约3.6米,设想为450座,采用与787相同的发动机--罗罗公司的"遄达"1000或通用电气公司的GEnx,以M0.86巡航时的最大航程为14816千米。该机将通过采用先进铝合金减轻机身重量和减阻提高效率,其燃油效率据说将比A380高6%。波音公司设想该机将占据大于747-400客机市场的一半,但这一半是波音自己定义的450座级,另一半则是空客设想的500座以上级别。波音之所以只瞄准这块市场的低端,是因为这样相对来说不需要那么多投资,并且即便潜在的客户数量很少也能赚钱。

俄罗斯提出MC-21近中程干线飞机方案

据俄罗斯雅克夫列夫设计局介绍,由俄罗斯主要设计局联合研制的MC-21近中程干线飞机将于2006年末完成设计草图,2011年计划进行飞行认证,2012年开始使用。MS-21将主要有三种型号,分别载客132、150和168人,计划用来取代图-154和雅克-42,其主要区别只是机身的长短。该机航程为5000千米,而LR型(增程型)则达6350千米。据俄方预测,俄罗斯国内对该级别飞机的需求量巨大,在2025年前,由于客流量的增加以及大量陈旧飞机的退役,俄罗斯对MS-21的需求量超过800架。MC-21计划的科研和试验设计工作的费用估计为12~13亿美元。据称,MC-21飞机的先期计划在众多俄罗斯航空航天部门的竞争中赢得头彩,它已被定为"2002~2010年及到2015年期间俄罗斯民用航空技术发展的目标计划"。目前,MS-21是100%的俄罗斯项目,但俄业界专家们认为该机的设计目标只有通过国际合作才能实现。中国是最经常被提及的候选者,此外还将寻求西方供应商,例如发动机选择就包括CFM国际公司的CFM-56。

2、加拿大和巴西两大世界支线飞机巨头发展系列化产品,俄罗斯推出RRJ支线飞机

目前,世界支线飞机制造商之间的争夺日趋白热化,以前的那种诸侯割据的局面正在逐步转变,近年来先后有多家公司退出了支线运输机制造商的行列。从目前情况看,巴西航空工业公司和庞巴迪公司已经成为支线运输机领域的"双雄",它们的产品无论从技术上还是从市场上都具有明显的优势。而俄罗斯的制造商已经提出了RRJ支线运输机计划,以期打入世界支线运输机市场。

庞巴迪公司和巴西航空工业公司积极推进新型飞机研制与适航认证

作为世界两大支线飞机制造商,庞巴迪公司和巴西航空工业公司向市场提供系列化的产品和服务。庞巴迪公司的产品系列包括37~39座的DHC-8-100/200、50~56座的DHC-8-300和70~78座DHC-8-400涡桨支线飞机,以及50座的CRJ200和70~78座CRJ700。而巴西航空工业公司的产品包括37~50座的ERJ135/140/145和70~110座的ERJ170/175/190/195喷气机系列。

2005年,加拿大庞巴迪公司在积极向市场推销DHC-8和CRJ系列支线飞机的同时,正在筹备发展C系列喷气机。C系列飞机是该公司有史以来研制的最大和航程最远的喷气机。C系列飞机设计为110~130座级,航程5550千米;该机欲填补巴西航空工业公司70~110座级飞机与波音公司和空客公司的更大型客机之间的空缺。庞巴迪承诺C系列飞机的使用成本将比这些飞机低15%,计划该机2010年投入运营。预计C系列飞机和发动机的研制总经费约为30亿美元。

目前,庞巴迪公司正在与普惠加拿大公司谈判为C系列飞机研制发动机的事项。普惠加拿大公司看好C系列飞机的市场前景,而且高端公务喷气机的发动机是其产品系列的一个空缺。但由于时间较紧和研制费较高,普惠加拿大公司准备寻找风险和收入分担的合作伙伴。罗克韦尔-柯林斯公司也表示将参与C系列飞机计划。但怀疑主义者认为,C系列飞机将与空客A318和波音737-600直接竞争;而且100座级的波音717因为需求少而定于今年停产。

巴西航空工业公司在2005年业务经营顺利。除了获得多家客户的大订单外,在2005年9月2日,美国联邦航空管理局又为巴西航空工业公司带来好消息。100座的EMBRAER 190客机通过了FAA的型号认证,这意味着巴西航空工业公司已经可以向启动用户美国JetBlue航空公司和通用电气资本航空服务公司交付该型号飞机了。而就在这个消息出台3天前,EMBRAER 190刚刚通过了巴西适航当局CTA的型号认证。预计,欧洲航空安全管理局和加拿大民航运输部也将于近期对该机进行型号认证。根据计划,同系列客机中的EMBRAER 195将于2006年开始接受认证审查。截至2005年6月30日,EMBRAER 170/190系列客机已在全球收到了412架确认订货和373架选购权订货。另外,巴西航空工业公司还宣布,它还在2005年与国际金融公司签署了总额1.85亿美元的贷款协议,用于完成ERJ-190/195的研制和试验。

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