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美國(guó)俄亥俄州辛辛那提市埃汶代爾，距辛辛那提市中心半個(gè)小時(shí)車(chē)程，這里坐落著全球最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商——通用電氣（GE）航空集團(tuán)總部。

近日，澎湃新聞www.thepaper.cn與另外5家全球媒體一起，受GE航空集團(tuán)邀請(qǐng)，參觀(guān)了GE航空很少對(duì)外界開(kāi)放的三處研發(fā)測(cè)試場(chǎng)所：陶瓷基復(fù)合材料（CMC）實(shí)驗(yàn)室，3D打印研發(fā)中心,以及Peebles發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試基地。盡管GE航空沒(méi)有對(duì)記者進(jìn)行開(kāi)包檢查，但任何一處參觀(guān)前，記者都被告知不能拍照錄像，即便要合影，也要由GE工作人員的手機(jī)來(lái)拍。

在 接受澎湃新聞?dòng)浾卟稍L(fǎng)時(shí)，GE航空集團(tuán)總裁戴維?喬伊斯（David Joyce）多次強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新的重要性，GE航空完全可以依靠巨大的訂單量“吃老本”，目前他們的手持訂單總額價(jià)值1540億美元，“但我們必須緊跟全球 技術(shù)的發(fā)展，站在科技前沿，確保我們的領(lǐng)先地位?！?/span>

這次澎湃新聞?dòng)浾邊⒂^(guān)的CMC實(shí)驗(yàn)室和3D打印研發(fā)中心，實(shí)踐的正是目前GE航空最為依賴(lài)的兩項(xiàng)黑科技。

GE航空總裁喬伊斯接受采訪(fǎng)。

喬伊斯解釋?zhuān)煌谝话愕墓I(yè)產(chǎn)品，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的商業(yè)周期和研發(fā)周期都比較長(zhǎng)，GE航空甚至要提前十多年來(lái)來(lái)為下一代的發(fā)動(dòng)機(jī)做準(zhǔn)備，“等10年或者20年后，新客機(jī)問(wèn)世時(shí)，我們的發(fā)動(dòng)機(jī)必須要準(zhǔn)備好了?！?/span>

作 為全球三大航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商之一，GE航空經(jīng)常用“全球每2秒鐘就有一架由GE發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的飛機(jī)起飛”來(lái)形容它們的市場(chǎng)份額。在媒體報(bào)道中，常引用的 一個(gè)數(shù)據(jù)是，GE航空占據(jù)了全球航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)中近一半的份額。包括中國(guó)正在研制的大飛機(jī)C919，采用的也是GE與法國(guó)賽峰集團(tuán)合資的CFM國(guó)際公司研 發(fā)的LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)。

密度只有金屬合金1/3的陶瓷基復(fù)合材料

持續(xù)推動(dòng)GE航空前進(jìn)的，是技術(shù)創(chuàng)新。目前，GE航空最為依賴(lài)的兩大技術(shù)，是陶瓷基復(fù)合材料（CMC）和3D制造技術(shù)。

所謂陶瓷基復(fù)合材料，是在碳化硅基體上結(jié)合了碳化硅陶瓷纖維，通過(guò)專(zhuān)有涂層技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化，這種材料制成的零部件密度只有金屬合金的1/3，可以大幅降低引擎的重量，提高燃油效率。

陶瓷基復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室位于GE航空總部一棟普通的廠(chǎng)房中，據(jù)稱(chēng)此前從未對(duì)媒體開(kāi)放過(guò)。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，每人被要求帶上塑料保護(hù)鏡。

GE航空陶瓷基復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴澎湃新聞，陶瓷基復(fù)合材料部件可以承受超過(guò)2000攝氏度的高溫，目前實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的內(nèi)容之一，就是反復(fù)實(shí)驗(yàn)以確定陶瓷基復(fù)合材料的耐熱邊界在哪里。按照GE的說(shuō)法，由于陶瓷基復(fù)合材料比傳統(tǒng)金屬更耐熱，所以引擎的高溫區(qū)域只需要更少的冷卻空氣，節(jié)省下來(lái)的冷卻空氣可在引擎氣流管道上發(fā)揮作用。

今年7月中旬，在空客A320neo正式交付后，GE合資研發(fā)的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)將成為全球首個(gè)在高壓渦輪部件上采用陶瓷基復(fù)合材料技術(shù)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，而新一代的GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)將采用更多的陶瓷基復(fù)合材料部件。

“預(yù)計(jì)到2020年，全球GE引擎上會(huì)有超過(guò)30萬(wàn)個(gè)CMC部件?！盙E航空相關(guān)人士稱(chēng)，GE計(jì)劃投入2億美元在阿拉巴馬州建立兩個(gè)復(fù)合材料制造工廠(chǎng)。

3D打印的燃油噴嘴耐用性是傳統(tǒng)的5倍，重量卻只有25%

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。

2012年，GE航空收購(gòu)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。

“3D打印可以將數(shù)十個(gè)小部件組成的一個(gè)零部件，直接打印成一個(gè)完整零部件，完全可以不受制造工藝上的局限?！眴桃了贡硎?，A320neo的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴就采用了3D打印技術(shù)。

和陶瓷基復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室一樣，GE航空的3D打印研發(fā)中心也不是最終的生產(chǎn)中心，只是對(duì)材料進(jìn)行測(cè)試以及生產(chǎn)原型部件。

GE航空3D打印技術(shù)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人格雷格?莫里斯表示，相比傳統(tǒng)技術(shù)，3D打印制造出的燃油噴嘴耐用性是傳統(tǒng)的5倍，重量卻只有25%，預(yù)計(jì)最終年產(chǎn)量可達(dá)35000件。

不過(guò)，眼下的3D打印技術(shù)仍受限于尺寸，最大只能打印40厘米立方的零部件，莫里斯預(yù)計(jì)，可能5-10年以后可以打印像飛機(jī)引擎那樣大的部件。

“C919質(zhì)量不錯(cuò)”

GE最初切入航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，還是上世紀(jì)40年代，為美國(guó)空軍制造了首款美國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，上世紀(jì)70年代，GE將其軍用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)運(yùn)用至民用領(lǐng)域，研發(fā)了包括CF6、CFM56、GE90以及GEnx等多個(gè)系列民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，并逐步站穩(wěn)了腳跟。

2015年，GE航空業(yè)務(wù)營(yíng)收250億美元，占到GE集團(tuán)總營(yíng)收的21%，凈利同比增長(zhǎng)了11%至55.1億美元。目前，全球有6.2萬(wàn)臺(tái)GE生產(chǎn)的軍用和商用發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)營(yíng)中，在大中華區(qū)，該數(shù)字為3600臺(tái)。

中國(guó)正在發(fā)力研制的大飛機(jī)C919和國(guó)產(chǎn)支線(xiàn)客機(jī)ARJ21，也是GE航空的重要客戶(hù)。

其中，C919采用了GE與法國(guó)賽峰集團(tuán)合資的CFM國(guó)際公司研發(fā)的LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)，ARJ21支線(xiàn)客機(jī)則選用了GE的CF34-10A發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，GE還與中航工業(yè)合資成立昂際航電，為C919提供航電系統(tǒng)。

喬伊斯告訴澎湃新聞，中國(guó)航空市場(chǎng)增長(zhǎng)快速，不僅僅是東部地區(qū)，還有西部地區(qū)，“這些地方建立鐵路并不容易，但飛機(jī)卻很容易到達(dá)。”

值得注意的是，就在喬伊斯接受澎湃新聞采訪(fǎng)后不久，ARJ21已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了首次商業(yè)飛行。與此同時(shí)，首架C919原型機(jī)也于去年下線(xiàn)，喬伊斯對(duì)于中國(guó)國(guó)產(chǎn)飛機(jī)充滿(mǎn)期待。

他說(shuō)，建造一架全新的窄體飛機(jī)并不容易，會(huì)遇到不少困難，從中也看到了中航工業(yè)的成長(zhǎng)，“從ARJ21到C919，他們做得很不錯(cuò)，我們要有耐心，這并不是件容易事?！?/span>

喬伊斯稱(chēng)此前剛剛到訪(fǎng)中國(guó)，看了C919的相關(guān)進(jìn)展，包括航電系統(tǒng)的情況。他說(shuō)，總體來(lái)說(shuō)，質(zhì)量不錯(cuò)。

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