幕后的民航豪門

李會超

對民航飛機感興趣的讀者朋友，一定對“波音”“空容”這些民航巨頭十分熟悉。我們出行乘坐的大中型噴氣式客機，一般都由這兩家公司設(shè)計制造。不過，現(xiàn)任除了這兩大巨頭，由“中國商飛”設(shè)計制造的國產(chǎn)大飛機也逐漸走上歷史舞臺。雖然很驕傲，但是言歸正傳，我們今天要介紹的并不是這些“臺前顯貴”，而是叱唣航空領(lǐng)域的“幕后豪門”——發(fā)動機制造商。

我們知道，飛機能夠翱翔，其動力就來自安裝在翅膀下或機身上的發(fā)動機。這些圓筒狀的“大家伙”能夠源源不斷地將飛機前方的空氣吸入自己的“大肚子”，再通過自身內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，將空氣加速向后噴出，從而使飛機獲得前進(jìn)的動力。要設(shè)計制造一臺飛機發(fā)動機，并不是一件容易的事情。航空發(fā)動機的研制，需要用到氣體動力學(xué)、工程熱物理、機械、電子、自動控制等許多學(xué)科的知識。為了保證飛行的安全，發(fā)動機出現(xiàn)故障的概率要非常低：一臺發(fā)動機的設(shè)計壽命一般在2萬小時左右，相當(dāng)于每天24小時開機、連續(xù)運轉(zhuǎn)兩年，而每飛行1 000小時，其出現(xiàn)空中停車的概率在0.002～0.005次之間。因為飛機可能出現(xiàn)在世界的各個角落，所以發(fā)動機必須能夠克服灰塵、煙霧、大雨等惡劣環(huán)境帶來的影響。空氣進(jìn)入發(fā)動機之后，會在葉片的作用下被壓縮、加速，然后高速向后噴出。為了達(dá)到發(fā)動機的設(shè)計指標(biāo)，葉片必須持續(xù)高速旋轉(zhuǎn)，從而承受巨大的離心力。不僅如此，發(fā)動機尺寸和重量的限制又要求發(fā)動機葉片必須十分纖薄，這就對葉片的材料和工藝提出了很高的要求。發(fā)動機，這種由數(shù)萬個零件組成的機器，因其設(shè)計難度極高，被譽為“工業(yè)皇冠上的明珠”。目前，全世界只有為數(shù)不多的幾個國家具備設(shè)計、制造飛機發(fā)動機的能力。而大中型民航客機的發(fā)動機絕大多數(shù)來自英國的羅爾斯·羅伊斯公司（簡稱羅羅），美國的通用電氣公司（簡稱通用）和美國的普拉特·惠特尼公司（簡稱普惠）。我們剛剛說的“臺前顯貴”們在設(shè)計制造客機時，都會向羅羅、通用、普惠等公司采購合適的發(fā)動機。

羅爾斯·羅伊斯公司

提到“羅羅”，就不能不提馳名世界的汽車品牌勞斯萊斯。實際上，羅羅和勞斯萊斯的英文名都是Rolls-Royce，只是在不同的行業(yè)中被翻譯成了不同的中文名稱。歷史上，羅羅飛機發(fā)動機公司和勞斯萊斯汽車公司是由查爾斯·勞斯和亨利·萊斯創(chuàng)辦的同一家公司，后來因經(jīng)營原因各自獨立。在第二次世界大戰(zhàn)中，羅羅生產(chǎn)的梅林發(fā)動機成為抗擊法西斯空中力量的主要動力來源。在著名的敦刻爾克空戰(zhàn)中，英國的戰(zhàn)斗機——“噴火”“颶風(fēng)”“野馬”“蚊式”等都使用了梅林發(fā)動機。進(jìn)入噴氣時代后，羅羅為L-1011“三星”客機研制的RB211型發(fā)動機成為世界上第一款三轉(zhuǎn)子發(fā)動機。在法、英、德聯(lián)合成立空中客車公司并占據(jù)民航客機市場的半壁江山后，羅羅的“瑞達(dá)”系列發(fā)動機更是大放異彩，瑞達(dá)600、瑞達(dá)500、瑞達(dá)TXB和瑞達(dá)900型發(fā)動機，分別為空客A330、A340、A350、A380等大型寬體客機提供了澎湃的動力。此外，瑞達(dá)系列發(fā)動機還打入美國市場，成為波音767、777、787等大型寬體客機的可選發(fā)動機。

通用電氣公司

大家對“發(fā)明大王”愛迪生的名字應(yīng)該不陌生，通用電氣公司的前身正是愛迪生電燈公司。通用的早期業(yè)務(wù)大都與發(fā)電和照明有關(guān)，他們的工程師的一項重要工作就是不斷改進(jìn)發(fā)電機使其更高效地發(fā)電。1903年，通用制造出第一臺汽輪發(fā)電機，同年，年輕的工程師莫斯在對汽輪機進(jìn)行改造的嘗試中發(fā)現(xiàn)，在空氣進(jìn)入汽輪機前先對其進(jìn)行壓縮，能夠有效地提高汽輪機的工作效率。1917年，當(dāng)通用在改造一種名叫“Liberty”的飛機發(fā)動機時，發(fā)現(xiàn)如果把汽輪發(fā)電機壓縮空氣的原理應(yīng)用到飛機發(fā)動機上，在空氣進(jìn)入發(fā)動機前先對其進(jìn)行壓縮，能夠增加空氣的密度，使發(fā)動機燃料的燃燒更加充分。這樣，當(dāng)飛機飛得很高時，發(fā)動機的輸出功率就不會因為空氣稀薄而大幅下降了。今天，在空氣進(jìn)入發(fā)動機前對空氣進(jìn)行壓縮，已經(jīng)是發(fā)動機技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)配備。此外，通用在飛機發(fā)動機領(lǐng)域的一些革新，同樣可以用來改進(jìn)發(fā)電機技術(shù)。1948年，通用在測試J79型發(fā)動機時，采用了一種名叫可調(diào)靜子葉片技術(shù)，對航空發(fā)動機性能的提升，特別是肚力飛行速度超越音速，起到了舉足輕重的作用。這種技術(shù)隨即被應(yīng)用到了發(fā)電機燃?xì)廨啓C的設(shè)計上，取得了相當(dāng)不錯的效果。我們在國內(nèi)旅行中最常乘坐的空客A320系列飛機和波音737系列飛機，絕大部分子型號都在使用通用和法國賽峰公司合作研制的CFM56系列發(fā)動機。而我國自行設(shè)計制造的C919客機，目前使用的也是CFM56的升級產(chǎn)品-LEAP發(fā)動機。在大型客機方面，通用是波音747、777、787等機型的發(fā)動機主供應(yīng)商。在波音777系列中，航程最長、載客量最大的波音777-300ER型客機只能使用全世界動力最強的GE90發(fā)動機，而不能換用其他供應(yīng)商的發(fā)動機。在波音777的下一代機型波音777X中，GE9X發(fā)動機又是唯一的發(fā)動機選擇。

普拉特·惠特尼公司

普惠公司本來是美國的一家機床制造商，以機械設(shè)備加工精度極高見長。1925年，由于設(shè)計理念和老東家相左，飛機工程師弗雷德里克·倫奇勒從原來的公司辭職，找到普惠機床公司，闡述了制造風(fēng)冷飛機發(fā)動機的想法。普惠機床公司隨即決定，將“普惠”商標(biāo)的使用權(quán)授權(quán)給倫奇勒，進(jìn)行發(fā)動機研發(fā)工作，同時還給了倫奇勒一大筆初始資金。1925年12月，被稱為“改變美國航空業(yè)”的第一臺風(fēng)冷發(fā)動機R1340“董蜂”問世，倫奇勒說：“它運轉(zhuǎn)起來干凈利索，像一只純種獵犬”。之后，美國海軍最先采購了200臺。在第二次世界大戰(zhàn)期間，普惠公司開足馬力，為反法西斯戰(zhàn)爭生產(chǎn)了三十多萬臺發(fā)動機，成為美國最大的活塞式發(fā)動機制造商。在民航飛機方面，普惠可以為波音777、波音747、空客A330等多種機型提供發(fā)動機，但市場占有率低于羅羅和通用。但在軍用領(lǐng)域，普惠卻有自己的一番天地，包括美國第五代主力戰(zhàn)機F-22在內(nèi)的很多戰(zhàn)斗機，動力都是由普惠提供的。

三家發(fā)動機制造商各有千秋，如果同一種機型可以同時選用羅羅、通用或普惠的發(fā)動機，航空公司在向飛機制造商訂貨時就必須指定選用哪種。為了維護方便，同一航空公司的同一機型一般會選擇同樣的發(fā)動機。例如法國航空的空客A330采用的都是通用的發(fā)動機，而俄羅斯航空的空客A330則全部采用羅羅的發(fā)動機。此外，政治因素也會影響發(fā)動機的選擇，例如英國的航空公司一般傾向于使用英國羅羅的產(chǎn)品。