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計制造。不過，現任除了這兩大巨頭，由“中國商飛”設計制造的國產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”，而是叱唣航空領域的“幕后豪門”——發動機制造商。

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”，再通過自身內部復雜的結構，將空氣加速向后噴出，從而使飛機獲得前進的動力。要設計制造一臺飛機發動機，并不是一件容易的事情。航空發動機的研制，需要用到氣體動力學、工程熱物理、機械、電子、自動控制等許多學科的知識。為了保證飛行的安全，發動機出現故障的概率要非常低：一臺發動機的設計壽命一般在2萬小時左右，相當于每天24小時開機、連續運轉兩年，而每飛行1 000小時，其出現空中停車的概率在0.002～0.005次之間。因為飛機可能出現在世界的各個角落，所以發動機必須能夠克服灰塵、煙霧、大雨等惡劣環境帶來的影響?？諝膺M入發動機之后，會在葉片的作用下被壓縮、加速，然后高速向后噴出。為了達到發動機的設計指標，葉片必須持續高速旋轉，從而承受巨大的離心力。不僅如此，發動機尺寸和重量的限制又要求發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。發動機，這種由數萬個零件組成的機器，因其設計難度極高，被譽為“工業皇冠上的明珠”。目前，全世界只有為數不多的幾個國家具備設計、制造飛機發動機的能力。而大中型民航客機的發動機絕大多數來自英國的羅爾斯·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”們在設計制造客機時，都會向羅羅、通用、普惠等公司采購合適的發動機。

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，只是在不同的行業中被翻譯成了不同的中文名稱。歷史上，羅羅飛機發動機公司和勞斯萊斯汽車公司是由查爾斯·勞斯和亨利·萊斯創辦的同一家公司，后來因經營原因各自獨立。在第二次世界大戰中，羅羅生產的梅林發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中，英國的戰斗機——“噴火”“颶風”“野馬”“蚊式”等都使用了梅林發動機。進入噴氣時代后，羅羅為L-1011“三星”客機研制的RB211型發動機成為世界上第一款三轉子發動機。在法、英、德聯合成立空中客車公司并占據民航客機市場的半壁江山后，羅羅的“瑞達”系列發動機更是大放異彩，瑞達600、瑞達500、瑞達TXB和瑞達900型發動機，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，瑞達系列發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動機。

通用電氣公司

大家對“發明大王”愛迪生的名字應該不陌生，通用電氣公司的前身正是愛迪生電燈公司。通用的早期業務大都與發電和照明有關，他們的工程師的一項重要工作就是不斷改進發電機使其更高效地發電。1903年，通用制造出第一臺汽輪發電機，同年，年輕的工程師莫斯在對汽輪機進行改造的嘗試中發現，在空氣進入汽輪機前先對其進行壓縮，能夠有效地提高汽輪機的工作效率。1917年，當通用在改造一種名叫“Liberty”的飛機發動機時，發現如果把汽輪發電機壓縮空氣的原理應用到飛機發動機上，在空氣進入發動機前先對其進行壓縮，能夠增加空氣的密度，使發動機燃料的燃燒更加充分。這樣，當飛機飛得很高時，發動機的輸出功率就不會因為空氣稀薄而大幅下降了。今天，在空氣進入發動機前對空氣進行壓縮，已經是發動機技術的標準配備。此外，通用在飛機發動機領域的一些革新，同樣可以用來改進發電機技術。1948年，通用在測試J79型發動機時，采用了一種名叫可調靜子葉片技術，對航空發動機性能的提升，特別是肚力飛行速度超越音速，起到了舉足輕重的作用。這種技術隨即被應用到了發電機燃氣輪機的設計上，取得了相當不錯的效果。我們在國內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系列發動機。而我國自行設計制造的C919客機，目前使用的也是CFM56的升級產品-LEAP發動機。在大型客機方面，通用是波音747、777、787等機型的發動機主供應商。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發動機，而不能換用其他供應商的發動機。在波音777的下一代機型波音777X中，GE9X發動機又是唯一的發動機選擇。

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，以機械設備加工精度極高見長。1925年，由于設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，闡述了制造風冷飛機發動機的想法。普惠機床公司隨即決定，將“普惠”商標的使用權授權給倫奇勒，進行發動機研發工作，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”的第一臺風冷發動機R1340“董蜂”問世，倫奇勒說：“它運轉起來干凈利索，像一只純種獵犬”。之后，美國海軍最先采購了200臺。在第二次世界大戰期間，普惠公司開足馬力，為反法西斯戰爭生產了三十多萬臺發動機，成為美國最大的活塞式發動機制造商。在民航飛機方面，普惠可以為波音777、波音747、空客A330等多種機型提供發動機，但市場占有率低于羅羅和通用。但在軍用領域，普惠卻有自己的一番天地，包括美國第五代主力戰機F-22在內的很多戰斗機，動力都是由普惠提供的。

三家發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動機。例如法國航空的空客A330采用的都是通用的發動機，而俄羅斯航空的空客A330則全部采用羅羅的發動機。此外，政治因素也會影響發動機的選擇，例如英國的航空公司一般傾向于使用英國羅羅的產品。