3D打印對世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響分析

在2012年，GE航空收購了3D打印技術(shù)公司Morris Technologies,，用于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的打印。南極熊之前報(bào)道,，2016年GE又連續(xù)兩次出手,，收購了兩家金屬3D打印公司，通用電氣（GE）花7億美元,，將成功收購電子束金屬3D打印Arcam ,持續(xù)推動(dòng)GE航空技術(shù)應(yīng)用的前進(jìn),。目前，GE航空最為依賴的兩大技術(shù),，是陶瓷基復(fù)合材料（CMC）和3D制造技術(shù),。相比陶瓷基復(fù)合材料，3D打印制造技術(shù)目前已得到較為廣泛的應(yīng)用,。尤其是航空領(lǐng)域,，不需要整塊金屬的切割，直接一次性打印所需要零部件,，節(jié)省材料也節(jié)省人力,。

美國通用電氣公司表示，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的增材制造（3D打�,。┑男赂锩�正在快速發(fā)展，規(guī)�,？涨�,，并已通過檢驗(yàn)。

通用電氣利用3D打印技術(shù)制造的一臺(tái)小型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)（3D打印即快速成型技術(shù)的一種,，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)）

通用電氣使用高熔點(diǎn)金屬粉末作為原料的3D打印機(jī),，做出了一臺(tái)真實(shí)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),，每分鐘轉(zhuǎn)速33000轉(zhuǎn)；

3D打印機(jī)用激光把薄薄的一層層金屬熔合起來,。這些形狀各不相同的金屬層被堆放起來并熔化,，從而形成發(fā)動(dòng)機(jī)的所有部件—包括壓縮機(jī)、渦輪,、噴嘴和燃燒室,；

使用3D打印技術(shù)制造的小型噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸：8英寸高，1英尺長；

3D打印技術(shù)制造的小型噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),，已經(jīng)通過GE航空部門全尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)測試中心的測試,；

世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析
航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為“工業(yè)之花”，是典型的技術(shù)密集,、知識(shí)密集型高科技產(chǎn)品,。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)是以航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)集群，主要產(chǎn)品包括軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī),、輔助動(dòng)力裝置和航改燃?xì)廨啓C(jī),，還可以得到重型燃機(jī)及利用航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件級技術(shù)衍生發(fā)展的其它產(chǎn)品。航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)涉及流體力學(xué),、固體力學(xué),、計(jì)算數(shù)學(xué)、熱物理,、化學(xué)等眾多門類的基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù),，是典型的高科技產(chǎn)業(yè)，具有突出的技術(shù)輻射和拉動(dòng)作用,，可以廣泛帶動(dòng)電子,、先進(jìn)材料、特種和精密加工,、冶金,、化工等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中科技發(fā)展和創(chuàng)新的重要推動(dòng)力量,。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)對已經(jīng)成為或者渴望成為世界政治,、軍事和經(jīng)濟(jì)大國的國家具有非同一般的戰(zhàn)略意義。為保持在航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先并以此確保大國地位,，西方發(fā)達(dá)國家始終在這一領(lǐng)域傾注巨大的人力,、物力、財(cái)力,，使世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)長期保持加速發(fā)展的態(tài)勢,，而且以美國為代表的西方航空發(fā)達(dá)國家在全球航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)中始終領(lǐng)先地位和主導(dǎo)性優(yōu)勢。

世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)
從第一臺(tái)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)誕生至今,，航空發(fā)動(dòng)機(jī)已走過了近70年的發(fā)展道路,，航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步，但真正形成航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)并具有相當(dāng)規(guī)模的國家只有美,、俄,、英、法等少數(shù)幾個(gè)國家,，這些國家能夠獨(dú)立研究和發(fā)展一流水平的軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī),，而民用發(fā)動(dòng)機(jī)市場上真正具有技術(shù)和商業(yè)優(yōu)勢的只有美,、英兩國的三家公司（美國的通用電氣航空集團(tuán)和普·惠公司以及英國的羅·羅公司），這三家企業(yè)及其成立的合資公司（CFM和IAE公司）在世界民用發(fā)動(dòng)機(jī)市場的份額幾乎達(dá)到了90%,。2010年,，世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量超過16300臺(tái)（含艦船及地面用燃機(jī)），市場價(jià)值達(dá)550億美元,。

隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,，世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)加速發(fā)展的態(tài)勢，總體看來,，國外航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)格局具有以下四個(gè)顯著特點(diǎn)：

作為國家戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)
美英法等航空強(qiáng)國始終堅(jiān)持將航空發(fā)動(dòng)機(jī)列為國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),，其航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展無不體現(xiàn)出國家意志。美國《2020聯(lián)合設(shè)想》報(bào)告提出的構(gòu)成美國未來戰(zhàn)略基礎(chǔ)的九大優(yōu)勢技術(shù)中,，航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)位列第二,，甚至排在核技術(shù)之前。航空噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)鼻祖的英國,，可放棄飛機(jī)整機(jī)研制,，卻始終牢牢抓住航空發(fā)動(dòng)機(jī)不放，在羅·羅公司瀕臨破產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻伸出援手,，并保留一英鎊的“黃金股”,，防止股權(quán)落入外國投資者手中。

除了政策上給予傾斜照顧,，國外對航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的投資力度也十分可觀,，并且這種投入是持續(xù)和有針對性的。據(jù)統(tǒng)計(jì),，美國政府每年在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)領(lǐng)域投入的經(jīng)費(fèi)就達(dá)30億美元左右,，這還不包括型號采辦和改進(jìn)改型所產(chǎn)生的費(fèi)用。美,、英,、法等國家一直按照“預(yù)研先行”的思想，通過國家長期,、穩(wěn)定的大力支持和投入，實(shí)施了多項(xiàng)與具體型號或產(chǎn)品完全脫鉤的中長期研究計(jì)劃(如IHPTET,、VAATE,、ACME、AMET等),，為發(fā)動(dòng)機(jī)的型號及產(chǎn)品研制提供了充足的技術(shù)儲(chǔ)備,。這些技術(shù)儲(chǔ)備不僅降低了工程研制的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，縮短了研制周期,，還推動(dòng)了產(chǎn)品的更新?lián)Q代,，健全了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品譜系,。

樹立行業(yè)寡頭應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)和競爭
行業(yè)持續(xù)發(fā)展離不開大規(guī)模資金的長期持續(xù)投入，航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)是典型的通過巨額資金投入獲得巨額回報(bào)的行業(yè),。在這一背景下,，航空發(fā)動(dòng)機(jī)在世界范圍內(nèi)明顯呈寡頭壟斷的競爭格局。

美國擁有通用電氣,、普·惠兩家大型發(fā)動(dòng)機(jī)公司進(jìn)行競爭,，并擁有數(shù)家專業(yè)的小型發(fā)動(dòng)機(jī)公司，英國和法國都只有一家航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司——羅·羅公司和斯奈克瑪公司,。其它一些國家的公司也涉足航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域,，如德國MTU公司、瑞典沃爾沃公司和意大利菲亞特公司等,。這些公司并不具備完整的航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力,，只具備參與主流公司主導(dǎo)項(xiàng)目，獲得有限研制與生產(chǎn)份額的能力,。

俄羅斯過去從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā),、生產(chǎn)和維修的企業(yè)大大小小數(shù)十家，為了集中優(yōu)勢資源,，擺脫落后局面,，從2007年開始對本國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)資源進(jìn)行整合，組建了聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)公司（ODK）,、禮炮公司等,，聯(lián)合多家航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)企業(yè)的大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán),，最終會(huì)將航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)合并為一個(gè)大公司,，屆時(shí)俄羅斯航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)的研發(fā)、試驗(yàn)和制造能力將會(huì)有很大的提高,，并具有與西方發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭抗衡的能力,。

軍民燃機(jī)多元化協(xié)調(diào)發(fā)展
世界大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)也非常重視軍民航空發(fā)動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)發(fā)展。一個(gè)企業(yè)如果單純依靠軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)是很難長期生存,，必須輔以民機(jī)和燃機(jī)的高額利潤來維持運(yùn)轉(zhuǎn),。世界發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)格局早期以軍機(jī)為主，軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的銷售額比為80：20,。這種情況當(dāng)前已出現(xiàn)了根本性的轉(zhuǎn)變,，羅·羅公司的民機(jī)業(yè)務(wù)銷售額是軍機(jī)的兩倍多，分別為44.8億和20億美元,。在1985-1994年,，非航空燃?xì)廨啓C(jī)與航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的銷售額比例為15：85，而2008年,，羅·羅公司32%的銷售收入來自非航空動(dòng)力領(lǐng)域,，其中絕大部分是燃?xì)廨啓C(jī)業(yè)務(wù),。

此外，幾大發(fā)動(dòng)機(jī)公司在公司運(yùn)營層面均采用多元化發(fā)展模式,。多元化發(fā)展首先可以強(qiáng)化公司內(nèi)部各個(gè)業(yè)務(wù)板塊的協(xié)同,，以增強(qiáng)競爭力；其次,，可以拓展發(fā)展的技術(shù)的應(yīng)用范圍,，以提高投資回報(bào)率；第三,，可以打通產(chǎn)業(yè)鏈的上下游,，縮短業(yè)務(wù)流程并降低成本。普·惠公司在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域主要是軍用發(fā)動(dòng)機(jī),、民用發(fā)動(dòng)機(jī),、小型發(fā)動(dòng)機(jī)和維修四大板塊。四大板塊的協(xié)同有助于提高普·惠公司的競爭力與抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力,，幾個(gè)板塊的輪動(dòng)也有助于公司在某一業(yè)務(wù)處于低迷時(shí)期保持研發(fā)實(shí)力,，防止人員流失。

形成主承包商-供應(yīng)商的發(fā)展模式
在打造行業(yè)巨頭的同時(shí),，航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)逐步形成了主承包商-供應(yīng)商發(fā)展模式,，任何一家主流發(fā)動(dòng)機(jī)公司都只是前臺(tái)，他們的身后則有一列長長的供應(yīng)商名單,。出于政治和商業(yè)的考慮,，任何一家主要發(fā)動(dòng)機(jī)公司都將大量的生產(chǎn)工作甚至一些零部件/子系統(tǒng)的研發(fā)工作轉(zhuǎn)包出去，以此提升合作關(guān)系并分擔(dān)技術(shù)及商業(yè)風(fēng)險(xiǎn),。

以羅·羅公司為例,，至少從2004年開始，就只生產(chǎn)其最終產(chǎn)品所有零部件中附加值最高的30%,，而將余下的70%轉(zhuǎn)包出去,，從而在風(fēng)險(xiǎn)可控的前提下，盡可能地降低發(fā)動(dòng)機(jī)全部零件的制造與采購成本,。羅·羅公司認(rèn)為具有競爭力的核心零部件必須自行生產(chǎn),；非核心零部件如果有足夠的競爭力也會(huì)自行生產(chǎn)；競爭性不強(qiáng)的核心零部件生產(chǎn)必須受控,，即在合作伙伴企業(yè)或合資企業(yè)中進(jìn)行生產(chǎn),；不是核心零部件，競爭性又不高的零部件則完全可以進(jìn)行外部采購,。

對我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)從無到有，從小到大,，在維護(hù)修理,、引進(jìn)消化,、批量生產(chǎn)、改進(jìn)改型,、新機(jī)研發(fā)等方面取得了較大成績,，尤其是近10年來的發(fā)展取得了較大的進(jìn)步。隨著中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司的組建,，我國已進(jìn)入全面自主發(fā)展軍民用動(dòng)力,、建立與大國地位匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)體系的新時(shí)期。但與世界一流航空動(dòng)力強(qiáng)國相比,，我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)仍有不小的差距,。因此，結(jié)合世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn),，我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題,。

優(yōu)先發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)
貫徹“動(dòng)力先行、預(yù)研先行,、相對獨(dú)立,、優(yōu)先發(fā)展”的原則，在發(fā)展政策,、條件保障,、基礎(chǔ)建設(shè)、人才建設(shè),、經(jīng)費(fèi)投入等方面給予大力支持,，把航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為促進(jìn)當(dāng)前中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的突破口。

深化體制機(jī)制改革,，整合行業(yè)資源

借鑒航空發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn),，集中力量，形成拳頭,，優(yōu)化資源配置,，促進(jìn)專業(yè)化協(xié)作。促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,，充分實(shí)現(xiàn)信息,、資源和技術(shù)的優(yōu)化配置和共享機(jī)制，避免無序競爭,，促進(jìn)航空動(dòng)力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,。

給予發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)更多的信心和耐心

現(xiàn)代高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展是一個(gè)設(shè)計(jì)、制造,、試驗(yàn),、失敗、修改,、再制造,、再試驗(yàn)的探索和反復(fù)過程,，要充分認(rèn)識(shí)航空動(dòng)力的重要性、復(fù)雜性和規(guī)律性,，不能盲目的跨越式發(fā)展,，同時(shí)也要給予這個(gè)行業(yè)更多的耐心。

合理分配各階段資金

應(yīng)通過政府,、軍方,、企業(yè)等多種渠道，針對航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品,、技術(shù),、研保、基礎(chǔ)等多個(gè)方面進(jìn)行多方位,、大力度投資,。還應(yīng)合理分配好預(yù)先研究、型號研制,、使用發(fā)展之間的經(jīng)費(fèi)比例,，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供可靠保障。

形成軍民燃機(jī)聯(lián)動(dòng)的多元化產(chǎn)業(yè)格局

利用我國航空運(yùn)輸業(yè)快速發(fā)展的良性需求,，推動(dòng)國內(nèi)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,，用軍機(jī)技術(shù)帶動(dòng)民機(jī)和燃機(jī)產(chǎn)品發(fā)展，再用民機(jī)和燃機(jī)的銷售利潤反哺軍機(jī)業(yè)務(wù),，形成軍民燃相輔相成,、良性互動(dòng)的多元化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

來源：空天界
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