一、印度對(duì)國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求
2022年10月份,印度國(guó)防研究與發(fā)展組織(DRDO)的一個(gè)代表團(tuán)會(huì)見了總羅羅公司的代表,討論了先進(jìn)中型戰(zhàn)斗機(jī)(AMCA)發(fā)動(dòng)機(jī)問題,雙方提出共同開發(fā)和生產(chǎn)印度第五代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。如果談判順利,羅羅和DRDO可能會(huì)成立一家合資企業(yè)。此外,法國(guó)賽峰集團(tuán)和美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭通用電氣(GE)也向印度提出了共同開發(fā)第五代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的提案。 一、印度對(duì)國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求
1、印度國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)市場(chǎng)牽引對(duì)國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求 一方面是國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)對(duì)國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)提出了更高的動(dòng)力需求,由于國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的限制,即使是AMCA/TEDBF也都將由GE F414提供動(dòng)力,而GE 404和414動(dòng)力不足的問題將限制戰(zhàn)斗機(jī)的尺寸、有效載荷以及航程,從而需要更大推力的國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)為國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)提供動(dòng)力。按計(jì)劃印度的光輝戰(zhàn)斗機(jī)(LCA)原本是要搭載國(guó)產(chǎn)GTRE GTX-35VS 卡佛里發(fā)動(dòng)機(jī)的,然而由于政治因素和技術(shù)困難導(dǎo)致該型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)展緩慢,2001年首飛時(shí)由GE F404-GE-F2J3發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,并在2008年9月正式與國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)切斷了聯(lián)系。2021年8月,印度斯坦航空公司(HAL)與GE更是簽訂了一份價(jià)值7.16億美元的合同,為L(zhǎng)CA Mk1A訂購(gòu)了99臺(tái)更先進(jìn)的 F404-GE-IN20發(fā)動(dòng)機(jī)。并為光輝Mark-2選擇了具有更高推力的F414-GE-INS6發(fā)動(dòng)機(jī),此外該發(fā)動(dòng)機(jī)還有望為最初的第5代先進(jìn)中型戰(zhàn)斗機(jī)(AMCA)和雙發(fā)艦載機(jī)(TEDBF)提供動(dòng)力。然而這兩型發(fā)動(dòng)機(jī)均面臨動(dòng)力不足的困境:(1)由于GE F404發(fā)動(dòng)機(jī)不足,從而降低了光輝戰(zhàn)斗機(jī)的有效載荷和航程;(2)為光輝Mark-2計(jì)劃提供動(dòng)力的GE F414發(fā)動(dòng)機(jī)同樣動(dòng)力不足,無法滿足印度空軍(IAF)15-18噸級(jí)別中型戰(zhàn)斗機(jī)的要求,從而無法實(shí)現(xiàn)5噸有效作戰(zhàn)載荷的和600英里作戰(zhàn)半徑的目標(biāo)。 正在進(jìn)行空中機(jī)動(dòng)的印度空軍第18中隊(duì)的光輝戰(zhàn)斗機(jī)(LA-5018) 另一方面是印度軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)需求旺盛。根據(jù)印度國(guó)防部 (MoD) 的估算,印度的軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)在未來二十年內(nèi)將達(dá)到35000億盧比,大量國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)的列裝將刺激國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)需求。預(yù)計(jì)到2027年將交付40架Mark-1和83架Mark-1A飛機(jī),相當(dāng)于6個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)中隊(duì)和1個(gè)訓(xùn)練中隊(duì)。此外由于在2035年之前沒有國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)可以為Mark-2提供動(dòng)力,因此LCA Mark-2項(xiàng)目仍將繼續(xù)使用GE F414發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然在大多數(shù)情況下維修和大修都是通過HAL進(jìn)行的,但目前印度軍用航空市場(chǎng)由仍由原始發(fā)動(dòng)機(jī)制造商(OEM)占據(jù)。發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)占飛機(jī)維護(hù)總成本的35%,且超過三分之二的發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)成本發(fā)生在部件上,而印度本土發(fā)動(dòng)機(jī)制造商有制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的能力。因此印度在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)、維修和大修(MRO)的空間很大。 2、商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)需求旺盛 印度是世界第三大民用航空市場(chǎng),也是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一。2022年5月,印度航空公司在國(guó)內(nèi)航線上運(yùn)送了1200萬名乘客,印度航空公司目前運(yùn)營(yíng)著近700架飛機(jī)。印度政府于2016年啟動(dòng)的UDAN-RCS 計(jì)劃,大幅提升了運(yùn)營(yíng)機(jī)場(chǎng)和執(zhí)飛飛機(jī)數(shù)量。根據(jù)印度民航部“2040 年遠(yuǎn)景規(guī)劃”,航空客運(yùn)量將增長(zhǎng)六倍,國(guó)內(nèi)旅客將達(dá)到8.21 億人次,國(guó)際旅客將達(dá)到3.03 億人次,航空貨運(yùn)量將達(dá)到1700萬噸,為此印度將需要2359架客機(jī)。據(jù)預(yù)測(cè),發(fā)動(dòng)機(jī)仍將是商用飛機(jī)MRO業(yè)務(wù)中增長(zhǎng)最快的部分,發(fā)動(dòng)機(jī)MRO市場(chǎng)也由主要航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商主導(dǎo)。而印度MRO工作中的近90%都外包給了新加坡、迪拜、阿聯(lián)酋、斯里蘭卡等國(guó)家。因此,在印度建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的空間很大。目前印度 MRO 市場(chǎng)有八家主要參與者,AIESL、Air Works、Indamer Private Limited、Deccan Charter、Taj Air、Bird ExecuJet、GMR Aero Technic Limited 和 Max MRO Private Limited。AIESL 是印度航空公司的子公司,是唯一一家擴(kuò)展成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)大修設(shè)施的公司,而Air Works在市場(chǎng)收入中的份額排名第二。 二、印度國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)卡佛里的研制經(jīng)驗(yàn)
GTRE GTX-35VS Kaveri卡佛里(也可叫“卡弗里河”,是用印度河流命名的)是印度專門為自行研制的光輝戰(zhàn)斗機(jī)(LCA)而配套研制的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),由印度班加羅爾國(guó)防研究與發(fā)展組織(DRDO)下屬的燃?xì)廨啓C(jī)研究機(jī)構(gòu)(GTRE)開發(fā)。GTRE曾開發(fā)了GTX37-14U加力渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),并于1977年首次運(yùn)行,這是第一款完全在印度設(shè)計(jì)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)??ǚ鹄锇l(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目經(jīng)過1986-2006年“印度自行研制階段”與2006-2018年“印法合作研制階段”兩個(gè)階段后進(jìn)入了無限期停擺狀態(tài)。 卡佛里發(fā)動(dòng)機(jī) 在卡佛里發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中暴露了如下問題:(1)過度依賴國(guó)外技術(shù)支持,一旦停止提供技術(shù)支持項(xiàng)目便陷入僵局。由于卡佛里渦輪葉片失效問題,及2004年年中在俄羅斯的高空試驗(yàn)失敗,導(dǎo)致印度國(guó)防部在2005年為首批20架生產(chǎn)型飛機(jī)訂購(gòu)了40多臺(tái)GE 404發(fā)動(dòng)機(jī)。2006年印度航空發(fā)展局(ADA)授予斯奈克瑪(SNECMA)一份合同,向其尋求解決卡佛里問題的技術(shù)援助。2013年1月印度GTRE終止與法國(guó)斯奈克瑪公司的合作,項(xiàng)目研制在失去法國(guó)技術(shù)援助后進(jìn)展變得更為緩慢。(2)國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,尤其是基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)施。由于國(guó)內(nèi)沒有航空發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)試驗(yàn)設(shè)施,印度只能租用俄羅斯的相關(guān)試驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行測(cè)試,于是乎卡佛里發(fā)動(dòng)機(jī)只能在俄羅斯格羅莫夫飛行研究所(GFRI)與 IL-76 飛機(jī)集成并完成了相關(guān)測(cè)試。(3)預(yù)算嚴(yán)重超支。2004年12月, GTRE透露卡佛里項(xiàng)目的花費(fèi)超過130 億盧比(1.628 億美元),并將其總開發(fā)成本的估計(jì)修改為283.9 億盧比(3.56 億美元)。印度主計(jì)長(zhǎng)兼審計(jì)長(zhǎng)在2010-11年度報(bào)告中指出,已在該項(xiàng)目上花費(fèi)了189.2 億盧比(2.369 億美元),超支了642%。 三、印度航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生態(tài)環(huán)境
1、印度本土發(fā)動(dòng)機(jī)制造商 HAL發(fā)動(dòng)機(jī)部門于1956年在班加羅爾成立,根據(jù)羅羅公司的許可協(xié)議生產(chǎn)Orpheus 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。迄今為止,該部門已制造了3100多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并修理、大修了16500多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。此外還向賽峰、羅羅和霍尼韋爾等外國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商出口發(fā)動(dòng)機(jī)部件。 HAL在Koraput的發(fā)動(dòng)機(jī)部門成立于1964年,根據(jù)前蘇聯(lián)的許可制造MiG-21 R11發(fā)動(dòng)機(jī)。隨后根據(jù)俄羅斯的許可分別為MiG-21BIS、MiG-27和MiG-29制造了R25、R29和 RD33發(fā)動(dòng)機(jī)。迄今為止,該部門已制造了1300多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并大修了7000多臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)。 DRDO的國(guó)防冶金研究實(shí)驗(yàn)室(DMRL)最近通過近等溫鍛造技術(shù),使用其獨(dú)特的 2000 MT等溫鍛壓機(jī)使用鈦合金制造出了高壓壓縮機(jī)(HPC)葉盤。 印度初創(chuàng)公司Paninian aerospace最近設(shè)計(jì)了一種用于巡航導(dǎo)彈和大型無人機(jī)的推力為4.5 kN的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。他們還在研究3-12 kN推力范圍內(nèi)的更多發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)使用人工智能和3D打印技術(shù)來生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。 2、現(xiàn)階段印度國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目 (1)HAL 航空發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目
(2)GTRE航空發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目
(3)ADE小型發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目
(4)RCI/NAL發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)劃
(5)民營(yíng)發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目
3、合資合作仍將是印度國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主旋律 印度在實(shí)施GTX-35VS項(xiàng)目時(shí)就曾公開邀請(qǐng)美國(guó)普惠、法國(guó)斯奈克瑪?shù)裙緟⑴c,截止2010年6月,卡佛里―斯奈克瑪聯(lián)合公司共生產(chǎn)8臺(tái)原型機(jī)和4臺(tái)核心機(jī),完成2000多時(shí)數(shù)的試飛測(cè)試任務(wù)。期間還將法國(guó)“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)安裝“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)(核心機(jī))進(jìn)行試飛測(cè)試任務(wù),該“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)(核心機(jī))最大推力達(dá)到85kN。由于項(xiàng)目嚴(yán)重超支,且全部6個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)中只有2個(gè)勉強(qiáng)達(dá)到,2013年1月印度終止與法國(guó)斯奈克瑪公司的合作。2016年因采購(gòu)法國(guó)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī),印度決定再次借助法國(guó)的技術(shù)完成這款發(fā)動(dòng)機(jī)的后續(xù)研制工作,該項(xiàng)目在中斷2年后重新迎來生機(jī),之后又因法國(guó)援助開發(fā)成本過高再次使發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)入無限期停擺狀態(tài)。 2019年10月,由于美國(guó)不愿分享核心或熱發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),印美國(guó)防貿(mào)易和技術(shù)倡議(DTTI)項(xiàng)下的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)合作提議于2019年10月被暫停。DTTI 框架下的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)聯(lián)合工作組隨后解散。 2022年6月份美國(guó)恢復(fù)與印度共同開發(fā) AMCA 戰(zhàn)斗機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的提議。GE采用GE-F414 的衍生型號(hào)“增強(qiáng)性能發(fā)動(dòng)機(jī)”(EPE)重新競(jìng)標(biāo)共同開發(fā)AMCA發(fā)動(dòng)機(jī),將采用新的核心機(jī),推力將增加近20%,達(dá)到120kN。 2022年7月,賽峰集團(tuán)首席執(zhí)行官奧利維爾·安德烈斯會(huì)見了國(guó)防部長(zhǎng)拉杰納特·辛格,向印度國(guó)防部提交了一份提案,將與 GTRE共同為AMCA開發(fā)一臺(tái)推力級(jí)110 kN的發(fā)動(dòng)機(jī),但據(jù)悉要求高達(dá)10億歐元的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)。在2016年陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的交易中,法國(guó)承諾將在印度投資50%,即39億歐元作為補(bǔ)償。法方還談到計(jì)劃在印度建立MRO設(shè)施,為印度和外國(guó)商業(yè)航空公司檢修LEAP-1A和LEAP-1B發(fā)動(dòng)機(jī)。透博梅卡公司和HAL早些時(shí)候?yàn)橛《鹊南冗M(jìn)輕型直升機(jī)(ALH)和輕型戰(zhàn)斗直升機(jī)(LCH)共同開發(fā)了Shakti發(fā)動(dòng)機(jī)。 2022年10月英國(guó)政府表示愿意支持印度噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造的本土化,并正在尋求建立聯(lián)合伙伴關(guān)系。 四、幾點(diǎn)看法
雖然印度早在1947年獨(dú)立時(shí)就擁有了相當(dāng)成熟的飛機(jī)工業(yè),并在1959年由位于坎普爾的國(guó)防研究與發(fā)展組織(DRDO)成立了燃?xì)廨啓C(jī)研究所(GTRE),1960年在印度斯坦航空有限公司(HAL)內(nèi)成立航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究與設(shè)計(jì)中心(AER&DC),從事燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)。且從上世紀(jì)80年代開始,印度就開始了自主研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)之路,并一度邀請(qǐng)美法等國(guó)加入,但是奈何道路選擇搖擺不定以及國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)不過關(guān),導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)屢屢受挫,這給我國(guó)在國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)工作敲響了警鐘。 一是我國(guó)應(yīng)避免印度與國(guó)外廠商合作開發(fā)的模式,因?yàn)榇朔N模式并不會(huì)產(chǎn)生新型發(fā)動(dòng)機(jī),更不會(huì)提供能力升級(jí),其最終結(jié)果很可能是成為許可生產(chǎn)商,因此我國(guó)一定要堅(jiān)持走自主可控的國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展道路,將核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中,從而減少對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴。二是核心技術(shù)與下一代技術(shù)要“兩手都要抓,兩手都要硬”。未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)將向綠色航空轉(zhuǎn)型發(fā)展,重點(diǎn)在于采用新的推進(jìn)技術(shù),以減少燃料消耗、減少二氧化碳排放、減少噪音排放,也要同時(shí)探索電動(dòng)和混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。但是必須首先正確掌握其核心技術(shù),但同時(shí)還要研究下一代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。三是吸收印度國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的教訓(xùn),加強(qiáng)國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)能力建設(shè),尤其是基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)施。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史就是一個(gè)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、修改、再制造、再試驗(yàn)…,一個(gè)不斷摸索和反復(fù)完善的過程,甚至有人說發(fā)動(dòng)機(jī)主要是靠試出來的。因此一定要加強(qiáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)施的建設(shè),方能測(cè)試出性能優(yōu)良的發(fā)動(dòng)機(jī)。 |
|