幕后的民航豪门

李会超

对民航飞机感兴趣的读者朋友，一定对“波音”“空容”这些民航巨头十分熟悉。我们出行乘坐的大中型喷气式客机，一般都由这两家公司设计制造。不过，现任除了这两大巨头，由“中国商飞”设计制造的国产大飞机也逐渐走上历史舞台。虽然很骄傲，但是言归正传，我们今天要介绍的并不是这些“台前显贵”，而是叱唣航空领域的“幕后豪门”——发动机制造商。

我们知道，飞机能够翱翔，其动力就来自安装在翅膀下或机身上的发动机。这些圆筒状的“大家伙”能够源源不断地将飞机前方的空气吸入自己的“大肚子”，再通过自身内部复杂的结构，将空气加速向后喷出，从而使飞机获得前进的动力。要设计制造一台飞机发动机，并不是一件容易的事情。航空发动机的研制，需要用到气体动力学、工程热物理、机械、电子、自动控制等许多学科的知识。为了保证飞行的安全，发动机出现故障的概率要非常低：一台发动机的设计寿命一般在2万小时左右，相当于每天24小时开机、连续运转两年，而每飞行1 000小时，其出现空中停车的概率在0.002～0.005次之间。因为飞机可能出现在世界的各个角落，所以发动機必须能够克服灰尘、烟雾、大雨等恶劣环境带来的影响。空气进入发动机之后，会在叶片的作用下被压缩、加速，然后高速向后喷出。为了达到发动机的设计指标，叶片必须持续高速旋转，从而承受巨大的离心力。不仅如此，发动机尺寸和重量的限制又要求发动机叶片必须十分纤薄，这就对叶片的材料和工艺提出了很高的要求。发动机，这种由数万个零件组成的机器，因其设计难度极高，被誉为“工业皇冠上的明珠”。目前，全世界只有为数不多的几个国家具备设计、制造飞机发动机的能力。而大中型民航客机的发动机绝大多数来自英国的罗尔斯·罗伊斯公司（简称罗罗），美国的通用电气公司（简称通用）和美国的普拉特·惠特尼公司（简称普惠）。我们刚刚说的“台前显贵”们在设计制造客机时，都会向罗罗、通用、普惠等公司采购合适的发动机。

罗尔斯·罗伊斯公司

提到“罗罗”，就不能不提驰名世界的汽车品牌劳斯莱斯。实际上，罗罗和劳斯莱斯的英文名都是Rolls-Royce，只是在不同的行业中被翻译成了不同的中文名称。历史上，罗罗飞机发动机公司和劳斯莱斯汽车公司是由查尔斯·劳斯和亨利·莱斯创办的同一家公司，后来因经营原因各自独立。在第二次世界大战中，罗罗生产的梅林发动机成为抗击法西斯空中力量的主要动力来源。在著名的敦刻尔克空战中，英国的战斗机——“喷火”“飓风”“野马”“蚊式”等都使用了梅林发动机。进入喷气时代后，罗罗为L-1011“三星”客机研制的RB211型发动机成为世界上第一款三转子发动机。在法、英、德联合成立空中客车公司并占据民航客机市场的半壁江山后，罗罗的“瑞达”系列发动机更是大放异彩，瑞达600、瑞达500、瑞达TXB和瑞达900型发动机，分别为空客A330、A340、A350、A380等大型宽体客机提供了澎湃的动力。此外，瑞达系列发动机还打入美国市场，成为波音767、777、787等大型宽体客机的可选发动机。

通用电气公司

大家对“发明大王”爱迪生的名字应该不陌生，通用电气公司的前身正是爱迪生电灯公司。通用的早期业务大都与发电和照明有关，他们的工程师的一项重要工作就是不断改进发电机使其更高效地发电。1903年，通用制造出第一台汽轮发电机，同年，年轻的工程师莫斯在对汽轮机进行改造的尝试中发现，在空气进入汽轮机前先对其进行压缩，能够有效地提高汽轮机的工作效率。1917年，当通用在改造一种名叫“Liberty”的飞机发动机时，发现如果把汽轮发电机压缩空气的原理应用到飞机发动机上，在空气进入发动机前先对其进行压缩，能够增加空气的密度，使发动机燃料的燃烧更加充分。这样，当飞机飞得很高时，发动机的输出功率就不会因为空气稀薄而大幅下降了。今天，在空气进入发动机前对空气进行压缩，已经是发动机技术的标准配备。此外，通用在飞机发动机领域的一些革新，同样可以用来改进发电机技术。1948年，通用在测试J79型发动机时，采用了一种名叫可调静子叶片技术，对航空发动机性能的提升，特别是肚力飞行速度超越音速，起到了举足轻重的作用。这种技术随即被应用到了发电机燃气轮机的设计上，取得了相当不错的效果。我们在国内旅行中最常乘坐的空客A320系列飞机和波音737系列飞机，绝大部分子型号都在使用通用和法国赛峰公司合作研制的CFM56系列发动机。而我国自行设计制造的C919客机，目前使用的也是CFM56的升级产品-LEAP发动机。在大型客机方面，通用是波音747、777、787等机型的发动机主供应商。在波音777系列中，航程最长、载客量最大的波音777-300ER型客机只能使用全世界动力最强的GE90发动机，而不能换用其他供应商的发动机。在波音777的下一代机型波音777X中，GE9X发动机又是唯一的发动机选择。

普拉特·惠特尼公司

普惠公司本来是美国的一家机床制造商，以机械设备加工精度极高见长。1925年，由于设计理念和老东家相左，飞机工程师弗雷德里克·伦奇勒从原来的公司辞职，找到普惠机床公司，阐述了制造风冷飞机发动机的想法。普惠机床公司随即决定，将“普惠”商标的使用权授权给伦奇勒，进行发动机研发工作，同时还给了伦奇勒一大笔初始资金。1925年12月，被称为“改变美国航空业”的第一台风冷发动机R1340“董蜂”问世，伦奇勒说：“它运转起来干净利索，像一只纯种猎犬”。之后，美国海军最先采购了200台。在第二次世界大战期间，普惠公司开足马力，为反法西斯战争生产了三十多万台发动机，成为美国最大的活塞式发动机制造商。在民航飞机方面，普惠可以为波音777、波音747、空客A330等多种机型提供发动机，但市场占有率低于罗罗和通用。但在军用领域，普惠却有自己的一番天地，包括美国第五代主力战机F-22在内的很多战斗机，动力都是由普惠提供的。

三家发动机制造商各有千秋，如果同一种机型可以同时选用罗罗、通用或普惠的发动机，航空公司在向飞机制造商订货时就必须指定选用哪种。为了维护方便，同一航空公司的同一机型一般会选择同样的发动机。例如法国航空的空客A330采用的都是通用的发动机，而俄罗斯航空的空客A330则全部采用罗罗的发动机。此外，政治因素也会影响发动机的选择，例如英国的航空公司一般倾向于使用英国罗罗的产品。