俄罗斯直升机研发、生产及对我国航空产业发展的启示
2016-02-14吴庆峰
吴庆峰
(1. 黑龙江大学 中俄科技合作信息中心,黑龙江 哈尔滨 150080;2. 镇江新区航空航天产业园管理委员会,江苏 镇江 212132)
俄罗斯直升机研发、生产及对我国航空产业发展的启示
吴庆峰1,2
(1. 黑龙江大学 中俄科技合作信息中心,黑龙江 哈尔滨150080;2. 镇江新区航空航天产业园管理委员会,江苏 镇江212132)
摘要:2016—2020年,俄罗斯联邦政府将每年投入35亿卢布用于研发直升机新机型及技术升级,旨在增强俄罗斯产直升机在国际市场的竞争力。俄罗斯通过重组国内直升机研发及生产机构链条,形成了集设计、生产、销售、售后服务等为一体的集团公司,目标是建立一个市场定位准确、极具竞争力、高效运行、自主发展、经营有序的直升机控股公司。中俄两国虽然国情迥异,但在两国航空工业互利共赢的前提下,探索双方认可的资金、技术合作模式,有利于双方参与全球直升机市场竞争。
关键词:俄罗斯;直升机;发动机;乌克兰;战略
俄罗斯航天工业基础较为雄厚,航空产品集高新技术和高附加值于一身,航空工业技术处于世界前沿水平。2005年,俄罗斯联邦政府出台《2015年前俄罗斯航空工业发展战略》,即稳步发展战略,克服金融危机不利因素,提升航空产品的国际市场竞争力,使俄罗斯重返航空制造强国地位[1]。事实证明,俄罗斯产军用机型的国内外订单呈逐年上升趋势,航空产业带动了工业设计、质量检测、无线电技术、电子信息、机械加工、材料科学等行业的发展,社会经济效益颇为显著。俄罗斯产直升机售价低于发达国家同级别机型的15%~20%。
与军用直升机颇受国外用户青睐形成反差的是,民用直升机生产处于萎缩状态,民用机型订单急剧下降,研发资金投入不及美国和欧洲发达国家的20%,售后服务质量下降。2014年,俄罗斯联邦政府出台的《2013—2025年俄罗斯航空工业发展纲要》提出,2016—2020年,俄罗斯联邦政府计划每年投入35亿卢布用于研发直升机新机型及技术升级,旨在增强俄罗斯产直升机在国际市场的竞争力。俄罗斯联邦政府预测,2025年全球直升机市场产值可达400亿美元,其中民用直升机份额为45%,俄罗斯产民用、军用直升机的全球市场占有率超过10%。俄罗斯联邦政府将加大研发经费投入,扶持本国产品,避免国外进口直升机冲击国内市场,避免国内民用航空飞机市场被国外垄断。
本文将阐述俄罗斯直升机研发水平、产品特点、生产现状、存在问题,分析俄罗斯联邦政府的重要举措对航空工业良性发展的促进作用,探索中俄航空工业合作空间,探讨两国航空工业合作研发、参与全球直升机市场竞争的可行性。俄罗斯直升机产业发展特点、存在问题、应对策略及国家发展计划等信息,可供我国航空工业技术人员借鉴和参考。
1俄罗斯直升机制造与国际市场
全球约有30家直升机生产企业,而85%的直升机产品来自于6大企业,即贝尔直升机公司、西科斯基飞机公司、俄罗斯直升机控股公司、空中客车直升机公司、波音公司和阿古斯塔·韦斯特兰公司。欧盟生产的直升机约占全球市场的40%,俄罗斯产直升机占全球市场的16%,主要机型有卡-32,米-26Т,米-8,米-171[2]。
2013—2014年的统计数据表明,俄罗斯生产的直升机有50%为国内用户订购,50%出口(其中40%为军用机型,10%为民用机型)。直升机出口贸易是支撑俄罗斯直升机制造产业的生命线。俄罗斯已形成了机型较为齐全的直升机产品体系——小型、中型、大型、重型直升机,但缺少1.5 t以下超轻型直升机机型,超轻型直升机的全球市场被罗宾逊直升机公司和贝尔直升机公司占据。2013年统计数据显示,俄罗斯制造的直升机有8 500架销往100多个国家或地区,国内市场占有率为85%,全球销售市场占有率为14%。俄罗斯生产的军用直升机、中型直升机和重型直升机深受国外用户青睐,订单呈上升趋势[3]。
2俄罗斯直升机控股公司运营情况
为了促进直升机产业的良性发展,参与全球直升机市场的激烈竞争,俄罗斯联邦政府合并了直升机产业群、设计局、飞机厂、研发中心,于2006年成立俄罗斯直升机控股公司,它是隶属俄罗斯国防工业公司的子公司[4]。俄罗斯直升机控股公司整合了喀山直升机厂、罗斯托夫直升机厂、乌兰乌德飞机制造厂、阿尔谢尼耶夫进步航空公司、库梅尔套航空生产公司、斯图皮诺机械生产厂、变速器厂等直升机组装及零部件生产企业,莫斯科米里直升机厂、卡莫夫公司等两个科技综合体,以及为国内外用户提供售后服务的直升机服务公司等。
俄罗斯联邦政府重组了国内直升机研发及生产机构链条,形成了集设计、生产、销售、售后服务等为一体的集团公司,目标是建立一个市场定位准确、极具竞争力、高效运行、自主发展和经营有序的直升机控股公司,通过公开发行股票、融资控股等筹措发展资金,加强内部质量控制和科学管理。
俄罗斯直升机控股公司的主营产品有两类——军用直升机和民用直升机,常见的机型有武装直升机、重型运输直升机、多用途直升机等。俄罗斯直升机控股公司的直升机订单和销售收入大幅增长的主要原因是出口贸易,米-17,米-24,米-35,卡-27,卡-28,卡-31等机型颇受国外军事部门欢迎,销售地区覆盖亚洲、非洲、拉丁美洲等。
两家直升机设计局的科研实力不可小觑。莫斯科米里直升机厂的前身是由米哈伊尔·列昂季耶维奇·米里于1947年组建的米里实验设计局,即米里设计局,以研制单旋翼直升机为主。莫斯科米里直升机厂下设实验设计局、试验研究中心、试制工厂和飞行研究中心。卡莫夫公司起源于1940年成立的旋翼机试验基地,二战期间基地被迫关闭。1948年由尼古拉·伊里奇·卡莫夫领导重建了设计局,以研制共轴双旋翼直升机为主,以为海军开发直升机机型而闻名。
3俄罗斯产直升机主要机型简介
3.1军用直升机机型特点
俄罗斯生产的军用直升机约占全球市场的23%。2002—2009年的统计数据显示,军用直升机占俄罗斯武器装备出口份额的10.4%,约46亿美元。俄罗斯生产的军用直升机中出口的占80%(印度约为47%,阿尔及利亚为11%,越南为8%,中国为7%)。俄罗斯产军用直升机主要机型有卡-226T,米-28Н“黑夜猎手”、卡-52“短吻鳄”、米-35М,卡-27,卡-31,米-8 / 17,米-26。
卡-226T(Ka-226T)军用直升机适宜在高山、海洋地区使用,适应复杂气象条件,可以完成勘察设计、定位、监控等任务,运输能力可达1.5 t。
米-28N“黑夜猎手”是一款现代化军用攻击直升机,适应全天候及复杂气象条件,可以摧毁地面坦克、装甲车辆、步兵,以及低速空中目标。
卡-52“短吻鳄”是一款军用攻击直升机,适应全天候及复杂气象条件,可以摧毁地面坦克、装甲车辆、步兵,以及低速空中目标。可以完成侦察、巡逻、护送、火力支援等任务,可与地面部队指挥所、直升机间信息互动。
米-35M是一款多用途攻击直升机,是米-24V直升机的改进型。由莫斯科米里直升机厂研发,2005年批量生产。它适宜在高温和高海拔地区使用,运输能力较强,可携带1.5 t武器弹药或外置悬挂系统装载2.4 t货物,白天可在地表10~25 km高度或夜间地表50 km高度攻击地面目标。
卡-31是一款预警地面雷达范围内敌方攻击力量的直升机,可以探测低空、陆地、海洋表面目标,并将信息自动传送至地面、舰艇指挥控制中心或防空系统。
米-8 / 17是一款颇受青睐的中型运输直升机。出口机型有米-8MTV,米-17V,米-8AMTSh,米-171SH。它的运输能力较强,可用于运输、救援等,曾执行北极军事任务。
3.2民用直升机机型特点
民用直升机机型目前面临设计落后、研发投入不足、质量信誉下降等问题,今后的重要任务是研发先进的机载设备和新型发动机。俄罗斯联邦政府制定的《2013—2025年俄罗斯航空工业发展纲要》,旨在提升直升机研发水平。俄罗斯直升机控股公司希望借助这一举措增强它在国际市场的竞争力。
俄罗斯产民用轻型直升机、中型直升机颇受用户欢迎。设计可靠、操作简单、兼顾经济性和环保性,机身部分使用高分子复合材料,适于完成训练、运输、野外作业、除冰、灭火、救援等任务。
俄罗斯产民用直升机主要机型有卡-226Т,安萨特、卡-62,卡-32A11BC,米-8 / 17,米-171А2,米-38,米-26Т。俄罗斯联邦政府重点支持米-38和卡-62两款机型,鼓励研制2.5~4.5 t轻型直升机。
卡-226T直升机以精准悬停著称于世。它具有良好的机动性、操控性、载重性、安全性,而且操作简单。这种机型可按用户需求改装现代化的航空电子设备,是安全飞行领域供选直升机产品之一。卡-226T配备了FADEC数字控制系统和Turbomeca 公司双引擎发动机Arrius 2G1,适宜昼夜飞行,适应恶劣的气象条件,可露天存放。
米-8 / 17直升机是由莫斯科米里直升机厂完成研发、乌兰乌德航空公司和喀山直升机厂主营的产品,具有可靠性、通用性、适用性、易于操作和维护等特点,可以装配多种现代化设备,深受用户青睐,截至2014年,已销售1万余架。这种机型噪声低,振动小,运输能力较强,可以载客26人或载物4 t。这种机型可选配娱乐系统、卫星通信设备,装配探照灯、绞车、扬声器、雷达系统等搜救设备,执行全天候搜索、施救、消防任务,还可提供远程医疗服务。
安萨特是一款轻型多用途直升机,根据FAR-29标准设计的A类产品,安全性较高,获得了俄罗斯洲际航空委员会航空注册(IACAR)的型号认证。安萨特配备了先进的飞行控制系统与液压机械控制系统,普惠公司(Pratt & Whitney)双涡轮轴发动机PW207K,FADEC数字控制系统,导航系统、航电系统,多功能指示系统、故障预警系统等,机身采用全金属设计,承重构件使用复合材料,降低了生产成本。它的客舱容量为8 m3,舱内布局可调,提供自动和手动两种控制模式,适应复杂的气象条件,可用于客货运输、训练、侦查、搜索、救援、消防、医疗等。
卡-62是一款中型多用途直升机,集世界航空工业最新技术成果于一身。它符合俄罗斯国家间航空委员会、欧洲联合航空局、欧洲航空安全委员会制定的适航标准,具有高度的可靠性、安全性、舒适性,适于货物运输、医疗救援、搜索监测等。卡-62配备了法国Turbomeca公司生产的1 234.8 kW双涡轮轴发动机Ardiden 3G,Transas公司的玻璃座舱,50%整机零部件采用聚合物复合材料,具有安全系数高、操作容易、能耗低等特点。
卡-32A11BC作为多用途直升机,是同类机型中的佼佼者。它符合俄罗斯国家间航空委员会、欧洲联合航空局、欧洲航空安全委员会制定的适航标准,具有悬停精度高、能力运载强、航电设备现代化、性价比高等特点,适于特殊搜救、高空作业、医疗救援、森林消防、侦查巡逻、特殊任务等。它已在森林山地、海上平台、船舶甲板,以及人口密集的城市完成了各类复杂的作业任务。航空专家将它视为消防直升机的首选机型。
米-38是一款多用途运输直升机,大多用于海上搜索和医疗救援。这种机型装载了俄罗斯克里莫夫公司设计的TV7-117V发动机,可在海洋、热带及寒冷地区执行任务。
米-26T具有很强的高运载能力,能够在机身内部或外部负载20 t货物,在同类机型中性价比最高,广泛用于执行运输、疏散、消防等任务。它配备了新型机载航电设备、玻璃座舱、5部多功能液晶显示屏、NAVSTAR / GLONASS数字导航系统和自动驾驶仪。机载设备操作符合国际规则,导航系统适宜在全世界范围使用。
4俄罗斯直升机发动机研发与生产
俄罗斯航空发动机制造面临激烈的国际市场竞争。2011年直升机发动机的全球市场份额:通用电气公司(General Electric Aviation)约占22%,罗尔斯·罗伊斯公司(Rolls-Royce)占20%,霍尼韦尔公司(Honeywell)占14%,普惠公司(Pratt & Whitney)占13%,斯奈克玛公司(Snecma)占12%,西奇发动机公司(Motor Sich)占10%,俄罗斯仅占5.5%。
俄罗斯直升机发动机的核心研制企业是位于圣彼得堡市的克里莫夫公司。这个公司主要研发涡喷发动机和涡桨发动机。俄罗斯联邦政府在国家预算拮据的形势下,倾向于集中力量研制军用飞机发动机和适于陆地、海洋的直升机发动机,避免出现紧急或军事状态下受制于他国的窘境。
TV7-117V发动机的研制始于1989年底,后因苏联解体而停滞。此后,为保证米-38直升机研制进度,从加拿大引进了发动机,但鉴于军事用途,加拿大和美国方面拒绝继续参与这个项目,并中止向俄罗斯供货。俄罗斯国防部提出了米-38直升机应配装国产发动机的观点,TV7-117V发动机的研制工作得以重启。克里莫夫公司研制TV7-117V型发动机,起飞功率为2058 kW,应急状态功率为2 756.25 kW。研制VK-2500P型发动机,配装米-24,米-35,米-28N/NE,卡-52直升机。研制VK-2500PS型发动机,配装米-171A2。研制VK-800V型发动机,配装米-54,安萨特、卡-226等轻型直升机。
VK-2500,VK-2500P是TV3-117系列发动机的改进型,由克里莫夫公司设计,乌克兰西奇发动机公司组装。改进型除加装FADEC数字自动控制系统和防喘振系统外,创新之处是采用了新的压气机涡轮结构,叶片由单晶定向凝固高温合金制成,可将涡轮前燃气温度提高30 K,发动机最大功率明显提高,寿命增加到9 000 h。
5俄罗斯直升机研发、生产制约因素
5.1发动机产业布局历史遗留问题
主营直升机、发动机配套零部件的乌克兰西奇发动机公司在全球发动机生产领域占有极其重要的地位。西奇发动机公司生产了D-136-2型、AI-450M型、MS-500V型直升机发动机。俄罗斯与乌克兰发生能源、领土危机之后,俄罗斯直升机发动机产业陷入极其尴尬的境地。为摆脱受制于乌克兰的局面,俄罗斯正抓紧实施“替代进口”计划[5],加速航空发动机制造业的自主发展,但航空领域的一些专家对短时间内完成这个计划持不同看法。他们认为,俄罗斯国内航空发动机市场需求量不大,这将使研制成本大幅增加,短期内完成“替代进口”计划不符合科学规律。“替代进口”计划的实施举步维艰。
5.2直升机产品质量问题
直升机新机型设计多样化程度不高,销售机型以处于世界领先地位的中型、重型多用途直升机为主,缺少新颖的数字化技术外观设计、高端配置、智能操控设备,超轻型和轻型直升机出现市场空白。直升机的全球售后维修网络不发达,全年全天候的售后服务网络系统有待建立。售后服务质量是提高国外直升机市场占有率的关键要素,也需要格外注意。直升机产业群的基础建设、制造工艺设备、加工质量、企业执行标准等方面也存在问题,如企业加工设备、电力设施、通信网络更新换代迟滞,现有设备超期15 a的约占69%。技术娴熟的工程师和工人技师大多为40~50岁,企业将面临高端技术人才退休或流失。企业生产设备自动化、智能化程度较低,生产周期过长,影响了供货时间,不仅要承担违约金,还使企业声誉下降。
5.3直升机产品售后服务问题
俄罗斯航空发动机研发与生产还存在诸多实际问题,如生产设备老化,高级技师流失,尚未形成运行良好的全球售后服务网络,缺少有竞争力的品牌产品,欠缺与国外航空发动机研发机构合作的经验,无法打破国外供货商对发动机零部件价格的垄断,等等。
6中俄航空工业合作空间与启示
分析俄罗斯航空制造业生产现状及未来发展计划,交流与共享信息,对我国航空工业生产、销售、科研、培训、售后服务等具有重要意义。中俄两国虽然国情迥异,但航空工业在互利共赢的前提下,资金、技术合作的可能性极大,探索中俄双方认可的新型合作模式,对重返全球直升机市场有利无害。
6.1加强国际合作与智力资源交流
俄罗斯航空工业高端人才流失较多,而中国的航空工业亟需有丰富研发经验的工程师和技师。引进成熟的技术团队资源,组建中俄合资企业,有利于中国参与全球直升机市场竞争。
6.2产业布局应符合国情
直升机产业布局避免“大而全”,要根据国内科研生产优势,确定参与国际直升机市场竞争的特色产品。可以先从直升机的主要零部件或进口直升机售后维修服务做起。如俄罗斯联邦政府在国家计划中鼓励与中国合作研发轻型直升机,中国宜通集团与俄罗斯直升机控股公司签署了境外整机生产组装项目,深圳、上海、成都、青岛等地的机构与俄罗斯直升机控股公司探讨建立维修中心等。
6.3研发资金投入参考国际惯例
航空产品的新型研发、技术升级需要投入大量的资金,考虑研制周期、试验成本、技术风险等。欧美国家的通常做法是,在WTO规则允许的条件下,采取各种措施扶持本国的航空工业,如科研拨款机制多元化,增加军事合同的资金投入[6],在风险共担的基础上吸引国内外的投资。
6.4重视企业间的技术交流
一些赴俄留学工作人员认为,中俄两国科研院所的合作多处于信息交流、参观考察层面。应更好地利用科研院所的人脉资源,重视民间机构的合作,在平等互信、合作共赢的前提下,为国内航空企业搭建平台,推动企业技术创新。
参考文献:
[1] 蔡帼璇.俄罗斯全力重振航空工业[J].国防科技工业,2008(2):61-63.
[2] 于琦.国外主要直升机公司运营分析[J].航空制造技术,2013(1):56-61.
[3] 黄传跃,陈国华.重型直升机技术发展的启示[N].中国航空报,2012-01-31(4).
[4] 于琦.俄罗斯直升机工业的重组[J].直升机技术,2006(1):54-58.
[5] 张华刚,陈伟红.俄罗斯航空发动机制造业现状及未来发展前景[J].现代军事,2015(1):73-80.
[6] 王加栋,白素霞.美俄航空工业军民融合发展战略及其对我国的启示[J].工业技术经济,2009(2):41-45.
〔责任编辑: 卢蕊〕
收稿日期:2016-04-06
作者简介:吴庆峰(1971—),男,锡伯族,黑龙江双鸭山人,副研究员,硕士,主要从事中俄科技合作及技术转移平台模式研究。
中图分类号:V275.1
文献标志码:C
文章编号:1008-8148(2016)03-0042-04
Enlightenment of research and production of Russian helicopters on the development of China’s aviation industry
WU Qingfeng
(1. Information Center of Sino-Russian Cooperation in Science and Technology, Heilongjiang University, Harbin150080, China;2. Management Committee of Aerospace Industrial Park in Zhenjiang New District, Zhenjiang 212132,China)
Abstract:During the years of 2016—2020, Russian government invests 3.5 billion rubles per year on research and development of new helicopter models and technology upgrading,which aims to enhance the capacity of Russian helicopters in the international market competitiveness. Through the reconstructuring of the domestic institutions involved in helicopter development and production chain,Russia has formed a group company with a set of design,produ-ction,sales and after-sales service. The goal is to establish an accurate market positioning ,competitive,efficient operation,self-development and orderly operation helicopter holding company. Although China and Russia have the different national conditions, under the premise of mutual benefit,the two sides can explore well-acknowledged investment,technical cooperation model in favor of both sides’ participation in the global helicopter market competition.
Key words:Russia; helicopters; engine; Ukraine; strategy