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美國俄亥俄州辛辛那提市埃汶代爾，距辛辛那提市中心半個小時車程，這里坐落著全球最大的航空發(fā)動機(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，參觀了GE航空很少對外界開放的三處研發(fā)測試場所：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)動機(jī)測試基地。盡管GE航空沒有對記者進(jìn)行開包檢查，但任何一處參觀前，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)來拍。

在 接受澎湃新聞記者采訪時，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。”

這次澎湃新聞記者參觀的CMC實(shí)驗(yàn)室和3D打印研發(fā)中心，實(shí)踐的正是目前GE航空最為依賴的兩項(xiàng)黑科技。

GE航空總裁喬伊斯接受采訪。

喬伊斯解釋，不同于一般的工業(yè)產(chǎn)品，航空發(fā)動機(jī)的商業(yè)周期和研發(fā)周期都比較長，GE航空甚至要提前十多年來來為下一代的發(fā)動機(jī)做準(zhǔn)備，“等10年或者20年后，新客機(jī)問世時，我們的發(fā)動機(jī)必須要準(zhǔn)備好了。”

作 為全球三大航空發(fā)動機(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)動機(jī)提供動力的飛機(jī)起飛”來形容它們的市場份額。在媒體報道中，常引用的 一個數(shù)據(jù)是，GE航空占據(jù)了全球航空發(fā)動機(jī)市場中近一半的份額。包括中國正在研制的大飛機(jī)C919，采用的也是GE與法國賽峰集團(tuán)合資的CFM國際公司研 發(fā)的LEAP-1C發(fā)動機(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GE航空前進(jìn)的，是技術(shù)創(chuàng)新。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)。

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，通過專有涂層技術(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房中，據(jù)稱此前從未對媒體開放過。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2000攝氏度的高溫，目前實(shí)驗(yàn)室測試的內(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)動機(jī)將成為全球首個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)動機(jī)，而新一代的GE9X發(fā)動機(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引擎上會有超過30萬個CMC部件。”GE航空相關(guān)人士稱，GE計(jì)劃投入2億美元在阿拉巴馬州建立兩個復(fù)合材料制造工廠。

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航空收購了3D打印技術(shù)公司Morris Technologies，用于發(fā)動機(jī)零部件的打印。

“3D打印可以將數(shù)十個小部件組成的一個零部件，直接打印成一個完整零部件，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，只是對材料進(jìn)行測試以及生產(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，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”

GE最初切入航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，還是上世紀(jì)40年代，為美國空軍制造了首款美國噴氣發(fā)動機(jī)，上世紀(jì)70年代，GE將其軍用發(fā)動機(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等多個系列民用航空發(fā)動機(jī)，并逐步站穩(wěn)了腳跟。

2015年，GE航空業(yè)務(wù)營收250億美元，占到GE集團(tuán)總營收的21%，凈利同比增長了11%至55.1億美元。目前，全球有6.2萬臺GE生產(chǎn)的軍用和商用發(fā)動機(jī)正在運(yùn)營中，在大中華區(qū)，該數(shù)字為3600臺。

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

其中，C919采用了GE與法國賽峰集團(tuán)合資的CFM國際公司研發(fā)的LEAP-1C發(fā)動機(jī)，ARJ21支線客機(jī)則選用了GE的CF34-10A發(fā)動機(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，中國航空市場增長快速，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)?！?/span>

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

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

喬伊斯稱此前剛剛到訪中國，看了C919的相關(guān)進(jìn)展，包括航電系統(tǒng)的情況。他說，總體來說，質(zhì)量不錯。

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