GE靠新材料和3D打印占據航空發動機半壁江山
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，這里坐落著大的航空發動機生產商——通用電氣（GE）航空集團總部。
GE航空測試GEnx引擎在極端氣候下運行情況視頻。視頻來源GE航空(01:05)
近日，澎湃新聞與另外5家媒體一起，受GE航空集團邀請，參觀了GE航空很少對外界開放的三處研發測試場所：陶瓷基復合材料（CMC）實驗室，3D打印研發中心,以及Peebles發動機測試基地。盡管GE航空沒有對記者進行開包檢查，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工作人員的手機來拍。
GE航空集團總部外景
在接受澎湃新聞記者采訪時，GE航空集團總裁戴維?喬伊斯（David Joyce）多次強調科技創新的重要性，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 技術的發展，站在科技前沿，確保我們的地位。”
這次澎湃新聞記者參觀的CMC實驗室和3D打印研發中心，實踐的正是目前GE航空為依賴的兩項黑科技。
GE航空總裁喬伊斯接受采訪
喬伊斯解釋，不同于一般的工業產品，航空發動機的商業周期和研發周期都比較長，GE航空甚至要提前十多年來來為下一代的發動機做準備，“等10年或者20年后，新客機問世時，我們的發動機必須要準備好了。”
作 為三大航空發動機生產商之一，GE航空經常用“每2秒鐘就有一架由GE發動機提供動力的飛機起飛”來形容它們的市場份額。在媒體報道中，常引用的 一個數據是，GE航空占據了航空發動機市場中近一半的份額。包括正在研制的大飛機C919，采用的也是GE與法國賽峰集團合資的CFM國際公司研 發的LEAP-1C發動機。
Peebles發動機測試基地測試區域。 GE航空官網 圖
密度只有金屬合金1/3的陶瓷基復合材料
持續推動GE航空前進的，是技術創新。目前，GE航空為依賴的兩大技術，是陶瓷基復合材料（CMC）和3D制造技術。
所謂陶瓷基復合材料，是在碳化硅基體上結合了碳化硅陶瓷纖維，通過專有涂層技術進行強化，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。
陶瓷基復合材料實驗室位于GE航空總部一棟普通的廠房中，據稱此前從未對媒體開放過。進入實驗室前，每人被要求帶上塑料保護鏡。
GE航空陶瓷基復合材料實驗室的相關負責人告訴澎湃新聞，陶瓷基復合材料部件可以承受超過2000攝氏度的高溫，目前實驗室測試的內容之一，就是反復實驗以確定陶瓷基復合材料的耐熱邊界在哪里。按照GE的說法，由于陶瓷基復合材料比傳統金屬更耐熱，所以引擎的高溫區域只需要更少的冷卻空氣，節省下來的冷卻空氣可在引擎氣流管道上發揮作用。
今年7月中旬，在空客A320neo正式交付后，GE合資研發的LEAP發動機將成為在高壓渦輪部件上采用陶瓷基復合材料技術的航空發動機，而新一代的GE9X發動機將采用更多的陶瓷基復合材料部件。
“預計到2020年，GE引擎上會有超過30萬個CMC部件。”GE航空相關人士稱，GE計劃投入2億美元在阿拉巴馬州建立兩個復合材料制造工廠。
GEnx-1B。 圖片來自網絡
3D打印的燃油噴嘴耐用性是傳統的5倍，重量卻只有25%
相比陶瓷基復合材料，3D打印制造技術目前已得到較為廣泛的應用。尤其是航空領域，不需要整塊金屬的切割，直接一次性打印所需要零部件，節省材料也節省人力。
2012年，GE航空收購了3D打印技術公司Morris Technologies，用于發動機零部件的打印。
“3D打印可以將數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。”喬伊斯表示，A320neo的LEAP發動機燃油噴嘴就采用了3D打印技術。
和陶瓷基復合材料實驗室一樣，GE航空的3D打印研發中心也不是終的生產中心，只是對材料進行測試以及生產原型部件。
GE航空3D打印技術研發中心負責人格雷格?莫里斯表示，相比傳統技術，3D打印制造出的燃油噴嘴耐用性是傳統的5倍，重量卻只有25%，預計終年產量可達35000件。
不過，眼下的3D打印技術仍受限于尺寸，大只能打印40厘米立方的零部件，莫里斯預計，可能5-10年以后可以打印像飛機引擎那樣大的部件。
“C919質量不錯”
GE初切入航空發動機領域，還是上世紀40年代，為美國空軍制造了款美國噴氣發動機，上世紀70年代，GE將其軍用發動機技術運用至民用領域，研發了包括CF6、CFM56、GE90以及GEnx等多個系列民用航空發動機，并逐步站穩了腳跟。
2015年，GE航空業務營收250億美元，占到GE集團總營收的21%，凈利同比增長了11%至55.1億美元。目前，有6.2萬臺GE生產的軍用和商用發動機正在運營中，在大區，該數字為3600臺。
正在發力研制的大飛機C919和國產支線客機ARJ21，也是GE航空的重要客戶。
其中，C919采用了GE與法國賽峰集團合資的CFM國際公司研發的LEAP-1C發動機，ARJ21支線客機則選用了GE的CF34-10A發動機。此外，GE還與中航工業合資成立昂際航電，為C919提供航電系統。
喬伊斯告訴澎湃新聞，航空市場增長快速，不僅僅是東部地區，還有西部地區，“這些地方建立鐵路并不容易，但飛機卻很容易到達。”
值得注意的是，就在喬伊斯接受澎湃新聞采訪后不久，ARJ21已經實現了次商業飛行。與此同時，架C919原型機也于去年下線，喬伊斯對于國產飛機充滿期待。
他說，建造一架全新的窄體飛機并不容易，會遇到不少困難，從中也看到了中航工業的成長，“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。”
喬伊斯稱此前剛剛到訪，看了C919的相關進展，包括航電系統的情況。他說，總體來說，質量不錯。
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GE航空測試GEnx引擎在極端氣候下運行情況視頻。視頻來源GE航空(01:05)
近日，澎湃新聞與另外5家媒體一起，受GE航空集團邀請，參觀了GE航空很少對外界開放的三處研發測試場所：陶瓷基復合材料（CMC）實驗室，3D打印研發中心,以及Peebles發動機測試基地。盡管GE航空沒有對記者進行開包檢查，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工作人員的手機來拍。
GE航空集團總部外景
在接受澎湃新聞記者采訪時，GE航空集團總裁戴維?喬伊斯（David Joyce）多次強調科技創新的重要性，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 技術的發展，站在科技前沿，確保我們的地位。”
這次澎湃新聞記者參觀的CMC實驗室和3D打印研發中心，實踐的正是目前GE航空為依賴的兩項黑科技。
GE航空總裁喬伊斯接受采訪
喬伊斯解釋，不同于一般的工業產品，航空發動機的商業周期和研發周期都比較長，GE航空甚至要提前十多年來來為下一代的發動機做準備，“等10年或者20年后，新客機問世時，我們的發動機必須要準備好了。”
作 為三大航空發動機生產商之一，GE航空經常用“每2秒鐘就有一架由GE發動機提供動力的飛機起飛”來形容它們的市場份額。在媒體報道中，常引用的 一個數據是，GE航空占據了航空發動機市場中近一半的份額。包括正在研制的大飛機C919，采用的也是GE與法國賽峰集團合資的CFM國際公司研 發的LEAP-1C發動機。
Peebles發動機測試基地測試區域。 GE航空官網 圖
密度只有金屬合金1/3的陶瓷基復合材料
持續推動GE航空前進的，是技術創新。目前，GE航空為依賴的兩大技術，是陶瓷基復合材料（CMC）和3D制造技術。
所謂陶瓷基復合材料，是在碳化硅基體上結合了碳化硅陶瓷纖維，通過專有涂層技術進行強化，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。
陶瓷基復合材料實驗室位于GE航空總部一棟普通的廠房中，據稱此前從未對媒體開放過。進入實驗室前，每人被要求帶上塑料保護鏡。
GE航空陶瓷基復合材料實驗室的相關負責人告訴澎湃新聞，陶瓷基復合材料部件可以承受超過2000攝氏度的高溫，目前實驗室測試的內容之一，就是反復實驗以確定陶瓷基復合材料的耐熱邊界在哪里。按照GE的說法，由于陶瓷基復合材料比傳統金屬更耐熱，所以引擎的高溫區域只需要更少的冷卻空氣，節省下來的冷卻空氣可在引擎氣流管道上發揮作用。
今年7月中旬，在空客A320neo正式交付后，GE合資研發的LEAP發動機將成為在高壓渦輪部件上采用陶瓷基復合材料技術的航空發動機，而新一代的GE9X發動機將采用更多的陶瓷基復合材料部件。
“預計到2020年，GE引擎上會有超過30萬個CMC部件。”GE航空相關人士稱，GE計劃投入2億美元在阿拉巴馬州建立兩個復合材料制造工廠。
GEnx-1B。 圖片來自網絡
3D打印的燃油噴嘴耐用性是傳統的5倍，重量卻只有25%
相比陶瓷基復合材料，3D打印制造技術目前已得到較為廣泛的應用。尤其是航空領域，不需要整塊金屬的切割，直接一次性打印所需要零部件，節省材料也節省人力。
2012年，GE航空收購了3D打印技術公司Morris Technologies，用于發動機零部件的打印。
“3D打印可以將數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。”喬伊斯表示，A320neo的LEAP發動機燃油噴嘴就采用了3D打印技術。
和陶瓷基復合材料實驗室一樣，GE航空的3D打印研發中心也不是終的生產中心，只是對材料進行測試以及生產原型部件。
GE航空3D打印技術研發中心負責人格雷格?莫里斯表示，相比傳統技術，3D打印制造出的燃油噴嘴耐用性是傳統的5倍，重量卻只有25%，預計終年產量可達35000件。
不過，眼下的3D打印技術仍受限于尺寸，大只能打印40厘米立方的零部件，莫里斯預計，可能5-10年以后可以打印像飛機引擎那樣大的部件。
“C919質量不錯”
GE初切入航空發動機領域，還是上世紀40年代，為美國空軍制造了款美國噴氣發動機，上世紀70年代，GE將其軍用發動機技術運用至民用領域，研發了包括CF6、CFM56、GE90以及GEnx等多個系列民用航空發動機，并逐步站穩了腳跟。
2015年，GE航空業務營收250億美元，占到GE集團總營收的21%，凈利同比增長了11%至55.1億美元。目前，有6.2萬臺GE生產的軍用和商用發動機正在運營中，在大區，該數字為3600臺。
正在發力研制的大飛機C919和國產支線客機ARJ21，也是GE航空的重要客戶。
其中，C919采用了GE與法國賽峰集團合資的CFM國際公司研發的LEAP-1C發動機，ARJ21支線客機則選用了GE的CF34-10A發動機。此外，GE還與中航工業合資成立昂際航電，為C919提供航電系統。
喬伊斯告訴澎湃新聞，航空市場增長快速，不僅僅是東部地區，還有西部地區，“這些地方建立鐵路并不容易，但飛機卻很容易到達。”
值得注意的是，就在喬伊斯接受澎湃新聞采訪后不久，ARJ21已經實現了次商業飛行。與此同時，架C919原型機也于去年下線，喬伊斯對于國產飛機充滿期待。
他說，建造一架全新的窄體飛機并不容易，會遇到不少困難，從中也看到了中航工業的成長，“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。”
喬伊斯稱此前剛剛到訪，看了C919的相關進展，包括航電系統的情況。他說，總體來說，質量不錯。
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