航空發(fā)動機(jī)一直是中國航空業(yè)的痛點,實現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)的國產(chǎn)化,填補(bǔ)國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)的短板,一直是行業(yè)內(nèi)有志之士不斷努力的目標(biāo)。
在本屆珠海航展上,致力于航空發(fā)動機(jī)研發(fā)的宗申航發(fā),就帶來了這樣的解決方案,隨著其所研發(fā)的重油及汽油航空活塞發(fā)動機(jī)的上市,國內(nèi)航空活塞發(fā)動機(jī)的空白將被填補(bǔ),尤其是在無人機(jī)航空動力和通航方面,將打破國外的壟斷。
做航發(fā)源于宗申的底蘊(yùn)
2014年開始,宗申航發(fā)開始項目化運(yùn)行,2016年9月正式注冊,第一期累計投入資金1.5億,后期將進(jìn)一步追加投資,這樣的大手筆,讓這個國內(nèi)首家以民營為主體成功自主研發(fā)航空發(fā)動機(jī)的創(chuàng)新型企業(yè)的身份顯得格外引人注目。
宗申航發(fā)全稱為重慶宗申航空發(fā)動機(jī)制造有限公司,系重慶宗申動力機(jī)械股份有限公司的獨(dú)資子公司,致力于航空發(fā)動機(jī)設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售和售后服務(wù)于一體,主要為工業(yè)級以上無人機(jī)和旋翼、固定翼的通航飛機(jī)等航空飛機(jī)器提供動力裝備。
宗申航發(fā)總經(jīng)理周丹/圖 來源宇辰網(wǎng)
之所以能在短時間內(nèi)做出這些核心的動力裝備,離不開母公司宗申動力雄厚的工業(yè)基礎(chǔ),用宗申航發(fā)總經(jīng)理周丹的話說,“以前是做小面的,現(xiàn)在是做拉面,鍋碗瓢盆油鹽醬醋其實都有。”這是宗申航發(fā)的底蘊(yùn),宗申各類發(fā)動機(jī)每年銷售數(shù)百萬臺,“我們對內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行機(jī)理積累了大量的工程經(jīng)驗。”周丹說,相對于渦槳、渦軸、渦扇,對于活塞式航空發(fā)動機(jī),宗申航發(fā)顯然擁有自己的話語權(quán),對于公司來說,不過是將以前在地上跑的、水里游的,拓展到空中飛的,“只是使用環(huán)境稍微特殊一點,針對這些特殊性做一些改進(jìn),基本就可以匹配。”
周丹坦言,宗申最開始做航發(fā),是因為有國家項目,前后用了8個月的時間完成。任務(wù)完成以后,基于國內(nèi)在該市場的空白狀態(tài),就干脆一鼓作氣成立了公司專門來運(yùn)作。通過近兩年的運(yùn)行,公司已經(jīng)在無人機(jī)方面累積了很多的經(jīng)驗,其中包括為彩虹和翼龍系列無人機(jī)提供動力和動力總成,“飛機(jī)涉及到很多諸如飛發(fā)匹配(飛機(jī)跟發(fā)動機(jī)匹配)、槳發(fā)匹配(螺旋槳與發(fā)動機(jī)匹配),每一個匹配都是一個學(xué)科,都要非常豐富的經(jīng)驗,做大量的試驗。如果主機(jī)廠做這些事情,會覺得很吃力,花費(fèi)很多精力和人力,迫切地需要有專門的航空發(fā)動機(jī)公司提供動力匹配、定制化開發(fā)、以及后期售后保障服務(wù)。”
航空發(fā)動機(jī)智能健康管理系統(tǒng)/圖 來源宇辰網(wǎng)
周丹說,在這個過程中,一方面公司可以把發(fā)動機(jī)的能力構(gòu)建起來,將航發(fā)做的越來越扎實,同時也可以把附加值做得越來越高,越來越專業(yè),通過積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù),可以更好地分析發(fā)動機(jī)的狀況,不斷地建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,這樣的結(jié)果就是發(fā)動機(jī)越來越健康。“我們現(xiàn)在在做發(fā)動機(jī)健康管理系統(tǒng),發(fā)動機(jī)是很復(fù)雜的系統(tǒng),需要隨時監(jiān)控,保證它處于一個比較良好的狀態(tài),等到出了問題就來不及了,而提前預(yù)防需要大數(shù)據(jù),需要標(biāo)準(zhǔn),需要專家?guī)臁?rdquo;
國產(chǎn)航空活塞發(fā)動機(jī)一直比較薄弱
相對于歐美對于活塞發(fā)動機(jī)廣泛的群眾基礎(chǔ),活塞發(fā)動機(jī)在中國一直基本是空白。直到2000年,一些大中型無人機(jī)開始涌現(xiàn),比如翼龍、彩虹等,這種無人機(jī)要求的最大特點是省油,在空中停留時間長,一般飛行在200公里每小時,只有活塞發(fā)動機(jī)油耗能夠滿足這種需求。而在國外,隨著二戰(zhàn)結(jié)束,美國歐洲很多飛行員退役,開始玩通航小飛機(jī),這類飛機(jī)的生產(chǎn)離不開活塞發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家,比如萊康明。就這樣,因為很多飛行員的需要,通航在美國發(fā)展起來,慢慢地萊康明也有了市場??陀^地說,美國和歐洲的機(jī)場也很多,很方便通航飛行,同時,這樣的模式也意味著通過老帶新,會培養(yǎng)很多飛行員,但中國目前還沒有這樣的群眾基礎(chǔ)。
國內(nèi)航空活塞發(fā)動機(jī)發(fā)展緩慢的一個重要原因就是配套供應(yīng)體系不夠健全,包括配套供應(yīng)商的零部件生產(chǎn)能力、交付進(jìn)度、航空發(fā)動機(jī)質(zhì)量意識等,這同時也是影響航空活塞發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)化和質(zhì)量一致性的關(guān)鍵。宗申航發(fā)從早期C115研制開始,就致力于構(gòu)建國內(nèi)航空發(fā)動機(jī)完備的配套供應(yīng),目前已形成了有50多家合格供方的完整供應(yīng)鏈體系,為公司系列航空動力產(chǎn)品的批產(chǎn)化能力和質(zhì)量一致性奠定了堅實基礎(chǔ)。
宗申航發(fā)目前擁有員工140余人,人員涵蓋發(fā)動機(jī)總體設(shè)計、發(fā)動機(jī)整機(jī)裝調(diào)、性能測試、質(zhì)量控制、適航認(rèn)證等多個領(lǐng)域。目前已先后獲得國家專利32項,其中發(fā)明專利3項,實用新型專利29項,公司航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)流水線按照標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)4.0進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計,被評為重慶市智慧工廠。經(jīng)過多年的積累,軟硬件的投入,被評為“航空活塞發(fā)動機(jī)重慶市重點實驗室”。
C115H航空發(fā)動機(jī)/圖 來源宇辰網(wǎng)
總經(jīng)理周丹表示,宗申航發(fā)的定位是:
先軍后民:先軍用后民用,軍用是剛需,國家需要自主可控。
先修后賣:目前市面上有很多國外發(fā)動機(jī)或其他發(fā)動機(jī),宗申航發(fā)可以做修理,包括大修保養(yǎng),可以幫助客戶安全使用,在修理過程中也可以積累經(jīng)驗,便于產(chǎn)品改進(jìn)。
先發(fā)動機(jī)后其他:先圍繞發(fā)動機(jī)+,包括發(fā)動機(jī)健康系統(tǒng),逐步地幫客戶匹配好,發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中,需要隨時監(jiān)控,保證它的狀態(tài)良好,讓客戶放心安全的使用。
圍繞先軍后民、先修后賣、先發(fā)動機(jī)后其他,來逐步一點一點地做扎實做精,“我們的目標(biāo)是做提供航空活塞發(fā)動機(jī)動力的總成服務(wù)商。”周丹表示,目前宗申航發(fā)主要是瞄準(zhǔn)400馬力以下的航空活塞發(fā)動機(jī),選一到兩個比較有代表性的發(fā)動機(jī)來突破,比如其明星產(chǎn)品C145、C08H。但在做發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的同時,也要順便把公司的能力構(gòu)建起來,比如質(zhì)量、采購、供應(yīng)鏈這些軟實力,沒有這些軟實力,就沒法持續(xù)保障,這就是為什么要構(gòu)建全方位能力的原因,因為不能有短板。
“活塞發(fā)動機(jī)有著很強(qiáng)的生命力,從無人機(jī)方面講,它會有越來越廣泛的用途,隨著電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展,無人機(jī)偵查、衛(wèi)星中繼、運(yùn)輸物流都需要它,因為成本低、安全;第二是通航,無論是飛行愛好者的需求還是交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展剛需,都迫切需要優(yōu)質(zhì)的活塞發(fā)動機(jī)。”周丹表示,它希望宗申航發(fā)將來能夠做成一個小而精的企業(yè),在某個細(xì)分領(lǐng)域做得比較精致、經(jīng)典,做細(xì)分領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊,“對我個人來講,喜歡做有挑戰(zhàn)性的事情。”周丹告訴記者,這次珠海航展世界各地的客戶都到宗申航發(fā)的展臺咨詢,這說明市場擺在那里,這些訴求需要去滿足。
做航發(fā)就是在跑馬拉松
目前,國內(nèi)已有不少活塞發(fā)動機(jī)廠商,比如隆鑫、航瑞、蕪湖鉆石等,這些公司里,有些是自己研發(fā),有的是在歐美買發(fā)動機(jī)公司來實現(xiàn)國產(chǎn)化,當(dāng)然,還有老牌外資企業(yè),競爭開始變得激烈。
不過對于目前的態(tài)勢,周丹表示這種競爭對行業(yè)來講將會起到發(fā)展和促進(jìn)作用,大家都在做這個,說明當(dāng)初宗申航發(fā)的選擇是正確的。“這件事拼的是內(nèi)功,跑的是馬拉松,而不是誰比誰快,賺快錢,它是一個持續(xù)性的事情。”換句話說,因為競爭對手的存在,無論是人才、供應(yīng)鏈、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等都有促進(jìn)作用,如果沒人來做這件事情,這個行業(yè)就永遠(yuǎn)發(fā)展不起來。
宗申航發(fā)珠海航展團(tuán)隊/圖 來源宇辰網(wǎng)
據(jù)了解,未來十年,活塞發(fā)動機(jī)累計需求總量將超3.3萬臺,占60%以上通飛動力市場,總價值約30億美元,而低空空域的開放也將進(jìn)一步刺激通用飛機(jī)對渦軸、活塞等發(fā)動機(jī)的需求量。
目前,宗申航發(fā)的產(chǎn)品包括:
1
重油系列航空發(fā)動機(jī)
1、C08H/C12H航空活塞發(fā)動機(jī)
系宗申航發(fā)自主研發(fā)的8馬力/12馬力雙缸二沖程水平對置航空重油活塞發(fā)動機(jī),凈重4.2kg,最低燃油消耗量280g/kW.h,巡航燃油消耗量320g/kW.h,排量100ml,采用了缸頭、缸體風(fēng)冷的冷卻方式,能在-20℃的環(huán)境下一鍵啟動。
C08H/圖 來源宇辰網(wǎng)
C08H/C12H發(fā)動機(jī)主要應(yīng)用于30公斤至60公斤級固定翼無人機(jī)、垂直起降復(fù)合翼無人機(jī)、旋翼機(jī),應(yīng)用場景包括長航時艦載情報偵察、長航時邊海防巡邏、森林消防監(jiān)測等。
2、C115-HT航空活塞發(fā)動機(jī)
C115-HT發(fā)動機(jī)是宗申航發(fā)自主研發(fā)的115馬力四缸四沖程水平對置的高原版航空活塞發(fā)動機(jī),具有良好的高空適應(yīng)性,配備了廢氣渦輪增壓器和中冷器,最大起飛高度為5000米,臨界增壓高度為8000米,最高使用高度為10000米。
C115-HT發(fā)動機(jī)能夠滿足彩虹無人機(jī)、翼龍無人機(jī)、天翼無人機(jī)、旋翼機(jī)以及無人直升機(jī)的使用需求,應(yīng)用場景包括軍事偵察、邊防巡邏、實體打擊等。
2
汽油系列航空發(fā)動機(jī)
1、C145航空活塞發(fā)動機(jī)
C145發(fā)動機(jī)是宗申航發(fā)自主研發(fā)的145馬力四缸四沖程水平對置航空活塞發(fā)動機(jī),功率106.6kW,凈重80kg,最低燃油消耗量285g/kW.h,排量1417ml,采用了缸頭、缸體水冷的冷卻方式,配備了廢氣渦輪增壓器和中冷器,最大起飛高度為4000米,臨界增壓高度為5500米,最大使用高度大于8000米??蓱?yīng)用于600kg-1.5t級無人機(jī),例如翼龍無人機(jī)、彩虹無人機(jī)、天翼無人機(jī)、旋翼機(jī)以及無人直升機(jī),應(yīng)用場景包括軍事偵察、邊防巡邏、實體打擊及安全監(jiān)測等。
C145航空發(fā)動機(jī)/圖 來源宇辰網(wǎng)
2、C20航空活塞發(fā)動機(jī)
C20是宗申航發(fā)自主研發(fā)的一款20馬力雙缸水平對置航空活塞發(fā)動機(jī),凈重17kg,最低燃油消耗率500g/kW.h,排量342ml,采用了缸頭、缸體風(fēng)冷的冷卻方式,功重比達(dá)1.17kW/kg,在槳葉直徑為1.25m時,提供的最大靜推力為100kg。
活塞發(fā)動機(jī)/圖 來源宇辰網(wǎng)
C20發(fā)動機(jī)主要應(yīng)用于單雙人動力傘、農(nóng)林植保機(jī)及三角翼,應(yīng)用場景包括單雙人動力傘娛樂飛行、噴灑農(nóng)藥等。
3
航空螺旋槳
宗申航發(fā)自主研發(fā)的兩款直徑分別為1830mm、1870mm的電動變距推力螺旋槳ZP1780和ZP1870,產(chǎn)品變距范圍為+12°~+36°,最大轉(zhuǎn)速為2500rpm,可滿足飛行器不同的飛行工況;槳葉采用碳纖維復(fù)合材料制作,槳葉、變距機(jī)構(gòu)以及其余附屬配件都采用輕量化設(shè)計,在保證足夠安全裕度、滿足環(huán)境適應(yīng)性的同時,,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下2400r/min時能提供不低于250kg和300kg推力。
航空螺旋槳/圖 來源宇辰網(wǎng)
目前,ZP-1830已經(jīng)完成在某大型無人機(jī)的飛行試驗。