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文檔簡介

通用電氣研究1、通用電氣:百年軍工巨頭,回歸專注航空1.1、公司概況:百年歷程成就軍工巨頭通用電氣(GeneralElectric,GE)于1892年由托馬斯·愛迪生通過合并幾家電氣產品公司而成立;作為一家高科技工業(yè)公司,通用電氣主要在航空、醫(yī)療保健、可再生能源和電力四個領域開展全球運營,目前在全球的影響力覆蓋九個不同的行業(yè)(水電發(fā)力、燃氣輪機、噴氣發(fā)動機、電網(wǎng)、風力發(fā)電機組、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、制造、健康、材料科學)。截至2021年底,通用電氣公司及其合并附屬公司雇傭約16.8萬人,其中航空、醫(yī)療、可再生能源和電力部門分別雇傭了約40000、48000、38000和32000人;公司客戶遍布超過175個國家和地區(qū)。航空發(fā)動機業(yè)務全球領先。通用電氣航空作為世界領先的發(fā)動機及飛機集成系統(tǒng)供應商,設計、開發(fā)和制造用于軍用、商用、公務與通用飛機的噴氣發(fā)動機、部件和集成系統(tǒng),以及用于船舶應用的航空衍生型燃氣輪機。計劃分拆業(yè)務,聚焦于航空。2021年11月公司宣布一項戰(zhàn)略計劃,將拆分為三家獨立的公司,分別專注于航空、醫(yī)療和能源。該計劃包括:

1.免稅拆分GE醫(yī)療,在2023年初成立一家以精準醫(yī)療為核心業(yè)務的公司。2.將現(xiàn)有GE電力、GE可再生能源和GE數(shù)字集團三大業(yè)務合并,計劃在2024年初免稅拆分,組建以引領能源轉型為核心業(yè)務的公司。3.完成上述這些交易后,通用電氣將轉型成為一家以航空為核心業(yè)務的公司,聚焦打造未來航空。航空發(fā)動機業(yè)務以渦輪增壓器起家:一戰(zhàn)期間,美國政府尋找公司開發(fā)第一臺飛機發(fā)動機增壓器,通用電氣憑借渦輪增壓器Liberty打敗對手贏得合同,1919年通用電氣渦輪增壓器首飛,通用電氣開始涉入航空領域;截至1943年美國軍用飛機累計已配備約10萬個通用電氣渦輪增壓器。發(fā)動機技術不斷創(chuàng)新,廣泛應用于經典軍民用飛機軍用噴氣式發(fā)動機力助美國軍用飛機實現(xiàn)多個里程碑。1941年通用電氣制造了噴氣發(fā)動機I-A,次年為美國第一架軍用噴氣式飛機貝爾P-59戰(zhàn)斗機提供動力,美國由此進入噴氣時代。1949年公司推出J47發(fā)動機并開發(fā)第二條生產線,為幾乎所有新的前線軍用飛機提供動力,隨著朝鮮戰(zhàn)爭對需求的增加,J47成為當時世界上產量最高的噴氣式發(fā)動機。1957年J93發(fā)動機成為第一種在三倍聲音速度下工作的發(fā)動機。1970年通用電氣的第一臺加力渦輪風扇發(fā)動機F101被選中為美國空軍的新型B-1轟炸機提供動力,其高效緊湊的核心架構被集成到未來流行飛機平臺上的軍用發(fā)動機(F110和F118系列)和商用發(fā)動機(CFM56系列)中。1987年,通用電氣憑借F110發(fā)動機打敗競爭對手普拉特·惠特尼,開始為美國空軍為F-16戰(zhàn)斗機提供動力,服務至今。1998年推出F404發(fā)動機,為F/A-18

“大黃蜂”、F-117隱身飛機等戰(zhàn)機提供動力。2020年,競標F-35戰(zhàn)機新一代動力的XA100變循環(huán)發(fā)動機首次點火。商用寬體飛機發(fā)動機是通用電氣的傳統(tǒng)優(yōu)勢。CF6系列發(fā)動機交付超過8500臺,是寬體飛機最受歡迎的發(fā)動機之一。1995年,當時世界上最大推力商用發(fā)動機GE90投入使用。2013年,波音公司選擇GE9X作為其777X商用飛機的唯一發(fā)動機。直升機發(fā)動機應用廣泛。1954年公司研發(fā)了美國第一臺直升機渦軸發(fā)動機T58。1978年,通用電氣交付首臺T700發(fā)動機,為西科斯基“黑鷹”直升機提供動力,該系列渦軸發(fā)動機成為世界上最受歡迎的民用和軍用直升機發(fā)動機之一。橫向延伸,多領域齊頭并進。1949年通用電氣推出美國第一臺燃氣輪機。1975年,通用電氣燃氣輪機首次配備于美國海軍驅逐艦。通用電氣在水電發(fā)力、電網(wǎng)、風力發(fā)電機組、健康等領域也長期耕耘。強強聯(lián)手,通過合作開發(fā)實現(xiàn)創(chuàng)新。1974年,通用電氣與斯奈克瑪(Snecma,賽峰集團前身之一)以50/50的出資比例成立CFMI公司(CFMInternational)。據(jù)CFMI公司官網(wǎng),其研發(fā)生產的CFM-56系列發(fā)動機已經交付逾33000臺,是世界上最受歡迎的商用航空發(fā)動機。2008年,CFMI公司推出了LEAP發(fā)動機,為窄體飛機提供更經濟的動力。2021,通用電氣和賽峰集團宣布技術開發(fā)項目

“可持續(xù)發(fā)動機革命性創(chuàng)新”(RISE),通用電氣與賽峰集團的合作伙伴關系延長至2050年。1.2、股權結構通用電氣作為一家業(yè)務涵蓋航空、醫(yī)療保健、可再生能源和電力領域的歷史悠久的高科技公司,其四名持股超5%的重要股東均為美國知名投資機構,截至2021年12月31日,普信集團、領航集團、貝萊德集團和富達管理與研究公司分別持有通用電氣10.48%/7.46%/6.19%/5.76%股份。1.3、主營業(yè)務公司主營業(yè)務分為四大分部,分別為航空、醫(yī)療保健、可再生能源、電力,2021年營收占比分別為28.72%、23.89%、21.16%、22.78%。分區(qū)域來看,2021年在美國收入占比44.26%,其次在歐洲營收占比20.14%,在亞洲地區(qū)營收占比20.02%(含中國)。2019年起公司在中國的營收獨立披露,2019-2021年在中國營收分別占比8.25%/9.20%/9.09%。航空通用電氣航空分部業(yè)務包括三大細分業(yè)務:1)商用發(fā)動機和服務業(yè)務主要是為寬體客機、窄體客機、支線飛機提供動力,包括用于商務航空和航空衍生品的發(fā)動機和組件的研發(fā)制造、銷售及維護服務;2)軍用業(yè)務為軍用機體制造噴氣發(fā)動機并提供替換、維修、部件維修和大修服務,為各類軍用飛機提供動力,包括戰(zhàn)斗機、轟炸機、加油機、直升機和偵察機以及海上應用;3)系統(tǒng)及其他業(yè)務為商業(yè)和軍事部門提供航空電子系統(tǒng)、航空電力系統(tǒng)、渦輪螺旋槳發(fā)動機、發(fā)動機齒輪和傳動部件及服務。航空分部中商用發(fā)動機及服務營收占比最大,2021年商用發(fā)動機及服務、軍用、系統(tǒng)及其他營收占比分別為67.4%、19.4%和13.2%。醫(yī)療保健通用電氣在醫(yī)學成像,數(shù)字解決方案,患者監(jiān)測和診斷,藥物發(fā)現(xiàn)和性能改進解決方案方面擁有專業(yè)知識,其產品和服務主要銷往世界各地的醫(yī)院和醫(yī)療機構??稍偕茉赐ㄓ秒姎馔ㄟ^產品,服務和集成解決方案來領導能源轉型,以發(fā)展可再生能源發(fā)電,降低電力成本并實現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化,業(yè)務包括陸上和海上風力發(fā)電,葉片制造,電網(wǎng)解決方案,水力,存儲,混合可再生能源和數(shù)字服務產品。陸上風電是可再生能源板塊的主要營收來源,2021年陸上風電實現(xiàn)營收110.26億美元,占可再生能源分部營收的70.24%。電力通用電氣為全球的發(fā)電、工業(yè)、政府和其他客戶提供與能源生產相關的產品和服務。公司電力板塊產品利用石油,天然氣,化石燃料,柴油和核能等資源來生產電力,業(yè)務包括燃氣電力、蒸汽電力、電力轉換、核能和其他。燃氣電力是電力分部的營收主要來源,2021年燃氣電力實現(xiàn)營收120.80億美元,占電力分部總營收的71.47%。LM2500系列燃氣輪機是通用電氣電力板塊的重點產品。燃氣輪機是現(xiàn)代主力艦船的主流動力方案,據(jù)艦用航改燃氣輪機技術應用及發(fā)展思路,LM2500系列燃氣輪機廣泛應用于美國、德國、以色列、澳大利亞、日本和韓國的艦船。LM2500系列燃氣輪機由航空發(fā)動機衍生而來。據(jù)艦用航改燃氣輪機技術應用及發(fā)展思路,通用電氣的LM2500系列燃氣輪機是在CF6-6航空發(fā)動機基礎上發(fā)展而來;以成熟航空發(fā)動機為母型機改裝設計燃氣輪機是一種常見的技術路徑,燃氣輪機盡可能地繼承了航空發(fā)動機母型機的技術和硬件,尤其核心機部分基本保持不變,在滿足艦用燃氣輪機的工作環(huán)境和任務要求的前提下,實現(xiàn)高性能、高可靠性、長壽命和低成本的目標。除了通用電氣的LM2500系列,英國羅爾斯·羅伊斯的MT30燃氣輪機也是由航空發(fā)動機遄達800衍生發(fā)展而來。1.4、財務分析:航空與醫(yī)療保健營收占比不斷提升2006年至2021年,通用電氣營業(yè)收入呈現(xiàn)下降趨勢,主要原因包括三次業(yè)務剝離和疫情:

2009年通用電氣剝離了潘世奇卡車租賃公司,營業(yè)收入較2008年減少14.10%。2015年通用電氣宣布計劃剝離通用資本的大多數(shù)金融業(yè)務,營業(yè)收入較2014年減少21.00%。2019年剝離油服公司貝克休斯,其交通運輸業(yè)務分拆并與西屋制動合并,營業(yè)收入較2018年減少21.71%。2020年受疫情影響,營業(yè)收入較2019年減少16.38%。航空分部營收及占比呈現(xiàn)增長趨勢。雖然公司整體營收受業(yè)務剝離等因素下降,但航空分部營收呈現(xiàn)上升趨勢,2019年航空分部實現(xiàn)營收328.75億美元,同比增長7.55%,2004-2019年航空分部營收年均增長率為7.51%。2004年航空分部營收占總營收8.96%,2019年提升至34.53%,累計提升25.57pct,由于疫情影響2021年下降至28.72%。醫(yī)療保健分部營收同樣呈現(xiàn)增長趨勢,2021年醫(yī)療保健分部實現(xiàn)營收177.25億美元,同比減少1.58%,2004-2021年醫(yī)療保健分部營收年均增長率為5.84%;

2021年醫(yī)療保健分部營收占總營收23.89%,2004年僅占5.46%,2004-2021年醫(yī)療保健分部營收占比提升18.43pct。分部盈利能力上,2008-2021年醫(yī)療保健分部利潤率基本保持在16%左右;2008-2019年航空分部利潤率保持在20%左右,2020年疫情影響國際航空需求,航空分部利潤率大幅下降至5.58%,2021年利潤率回升至13.52%;通用電氣于2015年收購了阿爾斯通的電力業(yè)務,但在全球清潔能源轉型的背景下,傳統(tǒng)電力業(yè)務盈利能力下降,因此自2016年起電力分部盈利能力開始大幅下降,2021年電力分部利潤率為4.30%;可再生能源分部盈利能力呈下降趨勢,2019-2021年可再生能源分部虧損,2019年虧損原因包括定價壓力、不利的業(yè)務組合和與項目延遲有關的違約金,2021年陸上風電翻新以及新裝機量降低導致虧損。航空分部中,商用發(fā)動機營業(yè)收入占比超過六成。從交付臺數(shù)看,2014-2021年商業(yè)發(fā)動機交付量始終多于軍用發(fā)動機,2019年公司交付商用發(fā)動機3048臺,交付軍用發(fā)動機717臺,商用發(fā)動機交付臺數(shù)是軍用的4.25倍;2021年交付商用發(fā)動機1487臺,交付軍用發(fā)動機553臺,商用發(fā)動機交付臺數(shù)是軍用的2.69倍。從營業(yè)收入看,2014-2019年商用發(fā)動機營業(yè)收入始終占航空分部70%以上,2020和2021年這一比例分別為65.69%和67.39%。航空分部超60%營收通過服務實現(xiàn)。航空分部營收還可以劃分為服務和設備,2019年服務實現(xiàn)營收201.38億美元,占航空分部營收61.26%;2020年后航空分部營收受疫情影響營收下降,2020和2021年服務營收占比分別為61.07%和64.66%;2014年航空分部服務營收占比為48.00%,2014-2021服務營收占比增加16.66pct。近兩年航空分部約60%研發(fā)費用來自客戶和合作伙伴。除了自投研發(fā),來自客戶和合作伙伴的研發(fā)經費也是航空分部研發(fā)費用的重要組成部分。2016年航空分部自投研發(fā)費用10.92億美元,用占航空分部總研發(fā)費用68.64%;2021年航空分部自投研發(fā)費用6.64億美元,占比減少至40.56%;相應地來自客戶和合作伙伴的研發(fā)費用占比提升至59.44%,其中主要來自于美國政府。2016至2019年航空分部研發(fā)費用占航空分部營業(yè)收入比例在5.5%左右,2020和2021年航空分部營收較2019年顯著減少而政府提供的研發(fā)費用又相對具有剛性,因此航空分部研發(fā)費用率較2019年顯著提升,分別為8.15%和7.68%。航空分部也是獲得客戶和合作伙伴研發(fā)費用最多的分部,2021年來自客戶和合作伙伴的研發(fā)費用為9.72億美元,占全公司的81.89%。1.5、股價復盤:從過度金融化回歸航空主業(yè)1981-2020年,金融業(yè)務膨脹,市值攀升。1981年杰克·韋爾奇成為通用電氣

CEO,出于市值和股東回報考慮,為了提升利潤和分紅,韋爾奇主導下通用電氣開始大幅裁員,據(jù)科研管理2017年第12期刊文,1980年通用電氣有工作崗位40.20萬個,韋爾奇到任后兩年間減少7.20萬個工作崗位,1989年員工數(shù)進一步壓減至29.2萬人。裁員的同時,公司引入保險、抵押和租賃等金融業(yè)務。據(jù)公司年報,1997-1999年,通用電氣資本服務營收分別占公司總營收44.0%、48.5%、49.9%。這些舉措對市值提升效果顯著,1981年1月2日至2000年9月8日,通用電氣股價累計上漲4748.60%,跑贏道瓊斯工業(yè)平均指數(shù)3695.14pct。過度金融化影響科技創(chuàng)新能力,埋下隱患。自公司誕生起至80年代,通用電氣

在工程及科技領域取得了系列成果;1981年開始大幅金融化及裁員雖然催生了股價二十年攀升,但也影響了公司的科技創(chuàng)新能力。據(jù)科研管理2017年第12期刊文,80年代通用電氣退出了大部分技術進步快、投資要求高的工業(yè)部門,降低了研發(fā)投入占營收比例;以航空分部為例,1993年韋爾奇啟動了航空分部裁員50%的計劃,1993年5月之后的8個月,GE90發(fā)動機工程樣機4次實驗失??;1995年夏天GE90發(fā)動機計劃配套的波音777飛機已經取得適航證,但GE90發(fā)動機直到1996年10月才取得適航證,喪失了市場先機,普拉特·惠特尼的PW4000發(fā)動機和羅爾斯·羅伊斯的遄達800發(fā)動機也成為了波音777早期的動力,直到波音777遠程型推出時才選擇GE90系列發(fā)動機為唯一動力裝置。金融危機中隱患爆發(fā)。2000年后,通用電氣過度金融化的隱患開始顯現(xiàn),尤其在全球金融危機期間體現(xiàn)更加明顯。2000年9月8日至2009年3月6日,通用電氣股價累計下跌72.48%,跑輸?shù)拉偹构I(yè)平均指數(shù)31.54pct。全球金融危機后至2016年期間,通用電氣股價恢復,2009年3月6日至2016年9月9日,通用電氣股價上漲114.97%,跑輸?shù)拉偹构I(yè)平均指數(shù)57.94pct。去金融化、分拆業(yè)務、專注航空主業(yè)。2015年通用電氣宣布計劃剝離通用資本的大多數(shù)金融業(yè)務,2016年公司電力分部盈利能力顯著降低,可再生能源分部盈利能力也呈下降趨勢,2019至2021年可再生能源分部連續(xù)三年虧損;2018年通用電氣被剔除道瓊斯指數(shù)。2020年疫情也造成全球航空運輸業(yè)需求下降。2016年9月9日至2022年9月15日,通用電氣股價累計下跌75.29%,跑輸?shù)拉偹构I(yè)平均指數(shù)146.49pct。在分部盈利能力低和股價表現(xiàn)不佳的背景下,2021年11月公司宣布將拆分為三家獨立的公司,分別專注于航空、醫(yī)療和能源。1981年開始通用電氣過度金融化造成科技創(chuàng)新能力退化,2015年公司去金融化,2021年宣布計劃拆分為三個獨立公司并專注于航空,通用電氣經營方針經歷了一次輪回。航空發(fā)動機本身具有技術集成度高、項目風險大、研發(fā)投入大、周期長等特點,通用電氣的案例表明要在航空發(fā)動機領域保持長期優(yōu)勢,應當遵循行業(yè)客觀規(guī)律,持續(xù)專注研發(fā)。2、軍品領域角逐變循環(huán),商用領域保持市占率領先通用電氣在航空發(fā)動機領域取得了成功。在航空發(fā)動機領域,雖然幾經曲折,但整體而言,通用電氣的核心軍用發(fā)動機(F110系列發(fā)動機)和商用發(fā)動機

(GN90系列、與賽峰集團共同開發(fā)的CFM56和LEAP系列發(fā)動機)系列均獲得了巨大成功。公司航空發(fā)動機初期發(fā)展歷程并非一帆風順。據(jù)通用電氣官網(wǎng),20世紀60年代公司遭遇了一系列挫折,包括:1)通用電氣的第一臺噴氣式客機發(fā)動機CJ805銷量不佳;2)政府資助的“原子發(fā)動機”渦輪噴氣發(fā)動機計劃被約翰·肯尼迪總統(tǒng)取消;3)為XB-70轟炸機提供的高度創(chuàng)新的J93軍用渦輪噴氣發(fā)動機未能批量生產;4)公司50年代的軍用戰(zhàn)斗機發(fā)動機主力產品J79渦噴發(fā)動機在油耗更低的渦扇發(fā)動機誕生后缺乏競爭力。當前通用電氣廣為人知的成果主要在60年代之后取得。2.1、以對手發(fā)動機故障為契機切入主力戰(zhàn)斗機動力市場競爭對手普拉特·惠特尼F100發(fā)動機早期出現(xiàn)嚴重故障。據(jù)從F100看戰(zhàn)斗機發(fā)動機研制思想的進步,美國上世紀70年代的主力F-15和F-16戰(zhàn)機,一開始均配裝普拉特·惠特尼的F100發(fā)動機,然而由于研制時片面追求高性能、忽視可靠性以及未經過充分試飛,F(xiàn)100發(fā)動機在1974年11月至1979年年4月出現(xiàn)547次喘振和失速懸掛故障,嚴重影響了F-15和F-16戰(zhàn)機的使用。通用電氣

F404發(fā)動機吸取了F100發(fā)動機的教訓。F404發(fā)動機是通用電氣所研發(fā)的應用于美國F/A-18艦載機等飛機的發(fā)動機,據(jù)軍用航空發(fā)動機標準發(fā)展概述,1973年美國總結F100-PW-100發(fā)動機研制經驗,形成MIL-E-5007D航空渦輪噴氣和渦輪風扇發(fā)動機通用規(guī)范,而1975年啟動研制的F404發(fā)動機按MIL-E-5007D要求開展研制工作,并在研制過程中補充了結構完整性和加速任務試車等要求。F404發(fā)動機被廣泛應用,據(jù)通用電氣官網(wǎng),F(xiàn)404發(fā)動機已經被16個國家使用/訂購,交付超過4000臺,累計運行逾1300萬飛行小時。普拉特·惠特尼對產品故障態(tài)度傲慢,通用電氣抓住替換機會。據(jù)從F100看戰(zhàn)斗機發(fā)動機研制思想的進步,面對F100發(fā)動機所暴露的問題,普拉特·惠特尼態(tài)度傲慢,認為自己已經滿足空軍提出的最初技術要求,要求美國空軍承擔相應費用;通用電氣則投資2000多萬美元,以F101發(fā)動機核心機、以及縮比的F404發(fā)動機低壓部件,研發(fā)了F101X驗證發(fā)動機,且杜絕了F100發(fā)動機存在的耐久性和失速問題;美國空軍于1979年2月與通用電氣簽訂了為期30個月的7970萬美元的研制F101DFE(衍生戰(zhàn)斗機發(fā)動機,F(xiàn)110發(fā)動機的前身)固定價格合同,開始支持通用電氣公司研制F100發(fā)動機的替換發(fā)動機。通用電氣

F110發(fā)動機打破普拉特·惠特尼壟斷局面。據(jù)從F100看戰(zhàn)斗機發(fā)動機研制思想的進步,通用電氣利用2年的時間完成了F101DFE發(fā)動機在F-14和F-16戰(zhàn)斗機上的飛行試驗,基于F101DEF的F110發(fā)動機經過3年多的時間完成所有驗證,并于1986年10月投入使用,打破了F100發(fā)動機壟斷F-15和F-16戰(zhàn)斗機發(fā)動機市場的局面。F110系列發(fā)動機占據(jù)近十年F-15戰(zhàn)機全部新機份額。據(jù)通用電氣官網(wǎng),F(xiàn)110系列的最新款F110-GE-129發(fā)動機目前配套于F-15戰(zhàn)機的最新改型F-15EX戰(zhàn)機;

而且在2022年之前的十年中,100%的新生產的F-15系列戰(zhàn)機均選擇通用電氣發(fā)動機作為動力。2.2、通用電氣與普拉特·惠特尼在戰(zhàn)機動力選型中持續(xù)競爭通用電氣通過F110發(fā)動機切入了原本由普拉特·惠特尼獨占的F-15和F-16戰(zhàn)機發(fā)動機市場。在后續(xù)F-22和F-35戰(zhàn)機的動力選型中,通用電氣也同樣與普拉特·惠特尼展開了競爭。在ATF計劃配套發(fā)動機選型競爭中通用電氣失敗。據(jù)澎湃新聞2016年7月刊文

變循環(huán)發(fā)動機的空中魔術(中):F120實現(xiàn)高低速性能俱佳,上世紀80年代,通用電氣和普拉特·惠特尼在美國空軍“先進戰(zhàn)術戰(zhàn)斗機”(ATF)計劃配套發(fā)動機選型中展開競爭;通用電氣參與競標的F120發(fā)動機結構由成功的F110系列和F404系列發(fā)動機發(fā)展而來;但由于技術成熟度和非技術考量等因素,最終普拉特·惠特尼的F119發(fā)動機競標成功。雖然通用電氣競標失敗,但展現(xiàn)出強大技術實力。為了同時滿足低速和高速狀態(tài)下的高性能要求,F(xiàn)120發(fā)動機采取了以單涵道(渦噴)和雙涵道(渦扇)模式相結合即變循環(huán)的工作模式。據(jù)變循環(huán)發(fā)動機發(fā)展綜述,F(xiàn)120發(fā)動機是第三代變循環(huán)發(fā)動機研究的代表成果,在超音速飛行過程中,活門關閉,氣流全都進入核心機,調整為渦噴模式,獲得大推力、大推重比;在亞音速巡航過程中,活門打開,部分氣流流入外涵,發(fā)動機空氣流量增大,發(fā)動機調整為大涵道比渦扇發(fā)動機模式。技術成熟度不足、復雜度過高和技術以外因素是F120發(fā)動機競標失敗原因。據(jù)

變循環(huán)發(fā)動機的空中魔術(中):F120實現(xiàn)高低速性能俱佳,F(xiàn)120發(fā)動機競標失敗的原因包括:1)技術并不完全成熟,而美國空軍急需新型戰(zhàn)機服役;2)重量較大,結構也更復雜,會增加后期維修與保養(yǎng)的難度和成本;3)通用電氣

在軍民兩領域發(fā)動機都有很大市場份額,美國軍方考慮向普拉特·惠特尼傾斜以促進兩家公司競爭。在JSF計劃配套發(fā)動機選型競爭中通用電氣落選。據(jù)澎湃新聞2016年7月刊載的變循環(huán)發(fā)動機的空中魔術(下):F136輸了現(xiàn)在贏在未來,在美國聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(JSF)計劃F-35戰(zhàn)機的發(fā)動機競爭中,普拉特·惠特尼直接沿用了F22戰(zhàn)機采用的F119發(fā)動機的核心機推出F135發(fā)動機參與競爭;而通用電氣則邀請羅爾斯·羅伊斯一同參與研發(fā)了F136發(fā)動機,其中通用電氣持有60%的份額,羅爾斯·羅伊斯持有剩余的40%;最終普拉特·惠特尼的取得勝利。F136發(fā)動機采用了兩項主要創(chuàng)新設計。技術成熟度不足是F136發(fā)動機落選主因,但驗證積累了變循環(huán)相關經驗。據(jù)澎湃新聞,F(xiàn)136發(fā)動機采用的簡化結構使得在實驗中產生了氣流不穩(wěn)定的現(xiàn)象,惡劣工況下安全性不佳,而F-35戰(zhàn)機僅有一臺發(fā)動機,對可靠性要求高;而競爭對手普拉特·惠特尼的F135發(fā)動機使用了F119發(fā)動機的核心機,部分零件可以互換,方便美軍的維修和采購;因此F135發(fā)動機最終獲勝。雖然落敗,F(xiàn)136發(fā)動機的研發(fā)工作進一步為通用電氣驗證積累了變循環(huán)發(fā)動機相關經驗,為后續(xù)競爭提供技術積淀。預計2027財年開始為F-35機隊引入自適應變循環(huán)發(fā)動機,通用電氣迎來二次機會。XA100發(fā)動機提升性能和經濟性,已經完成第二臺測試。據(jù)通用電氣官網(wǎng),XA100發(fā)動機將提高25%的燃油效率,提升10%的推力,增加30%的航程,并且加速度提升超過20%,實現(xiàn)前所未有的戰(zhàn)術機動性;通用電氣已經準備好在2030年之前升級F-35機隊。回顧通用電氣從F110發(fā)動機到XA100發(fā)動機的軍品研發(fā)歷程,通用電氣抓住競爭對手普拉特·惠特尼的F100發(fā)動機出現(xiàn)重大問題的機遇,通過研發(fā)成功切入F-15和F-16兩款當時主力戰(zhàn)機的市場;后續(xù)在ATF和JSF項目動力選型競標中雖然通用電氣方案均落選,但其變循環(huán)發(fā)動機技術得以驗證積累,并為當前正在進行的F-35戰(zhàn)機替換自適應變循環(huán)發(fā)動機項目提供了技術積淀。主力戰(zhàn)機兩型發(fā)動機競爭已是美國軍方的一貫策略。從美國軍方的角度看,通過引入F110發(fā)動機,打破了普拉特·惠特尼F100發(fā)動機獨占F-15戰(zhàn)機動力的局面,鞭策普拉特·惠特尼改進出現(xiàn)不可靠問題的F100發(fā)動機;后續(xù)ATF和JSF項目中通過兩家競爭,美國軍方獲得了滿足其綜合需求的發(fā)動機;正在進行中的F-35戰(zhàn)機替換自適應變循環(huán)發(fā)動機的項目,有望打破當前普拉特·惠特尼獨占F35戰(zhàn)機動力市場的局面,在提升性能的同時有望降低成本。美國軍方始終是通用電氣與普拉特·惠特尼良性競爭的受益方。2.3、通用電氣占據(jù)全球商用寬體客機發(fā)動機過半市場自上世紀70年代TF39發(fā)動機取得成功以來,在商用發(fā)動機領域,通用電氣獨立或聯(lián)合研發(fā)了包括CF6系列、GE90系列、CFM56系列、LEAP系列和CF34系列等共逾30款發(fā)動機,涵蓋寬體、窄體和支線飛機發(fā)動機三大領域。GE90發(fā)動機高可靠性使波音

777飛機能選擇更優(yōu)的越洋航線。據(jù)從60分鐘到370分鐘——“雙發(fā)延程飛行”(ETOPS)規(guī)則的演變,客機進行跨洋飛行時,由于可能會出現(xiàn)一臺發(fā)動機故障,要求飛機能在剩余一臺發(fā)動機工作的情況下,在規(guī)定時間內飛抵最近的備降機場,由此產生了“雙發(fā)延程飛行”(ETOPS)這個概念;例如180分鐘ETOPS就是指飛往備降機場所規(guī)定的時間不能超過180分鐘。雙發(fā)延程飛行要求約束了的航線選擇,而如果發(fā)動機可靠性越強,則其ETOPS時間就可以越長,航線約束就更小,路線自然也就更近。據(jù)通用電氣官網(wǎng),GE90發(fā)動機具有世界級的99.98%的可靠率,使得波音777飛機具有更長的ETOPS時間。據(jù)從60分鐘到370分鐘——“雙發(fā)延程飛行”(ETOPS)規(guī)則的演變,2011年12月12日,美國聯(lián)邦航空局批準將裝備GE90發(fā)動機的波音777飛機的ETOPS時間上限從207分鐘提升至330分鐘,由此航空公司可以選擇更優(yōu)的飛行航線,減少航油消耗。通用電氣是多款波音商用飛機唯一的發(fā)動機供應商。2.4、與賽峰集團合力打造窄體客機發(fā)動機全球龍頭上世紀70年代以來,聯(lián)合研制是通用電氣在商業(yè)發(fā)動機項目中常用的策略。據(jù)

GE公司民用航空發(fā)動機發(fā)展戰(zhàn)略,合作模式包括AA制合作(2家公司各占50%),AA+X制合作(2家公司占較大比例,處于主導地位,加其他公司)和A+X制合作(以通用電氣為主,加其他公司),聯(lián)合研制的優(yōu)點包括:

1)各合作公司具有不同的技術特點,根據(jù)能力和意愿共同投資,保證充足的資金運營;

2)各合作公司責任分擔,形成技術互補,共享市場收益,能夠規(guī)避技術競爭與市場競爭風險;

3)各合作公司收入共享而不是利潤共享,每家公司的利潤取決于各自的管理和運營;

4)各合作公司分擔從方案論證、設計、生產、試驗、直到銷售等的所有工作,確保高的技術水平、工作效率和產品質量。與斯奈克瑪(賽峰集團前身)合作獲得巨大成功。為了打入幾乎由普拉特·惠特尼所占據(jù)的全球窄體飛機航空發(fā)動機市場,1973年法國總統(tǒng)蓬皮杜和美國總統(tǒng)理查德·尼克松聯(lián)合宣布批準斯奈克瑪與通用電氣合作,次年合資公司CFMI

(CFMInternational)成立。據(jù)CFM56航空發(fā)動機案例研究,通用電氣完全負責CFM56發(fā)動機的核心機部分,斯奈克瑪公司則負責開發(fā)與核心機配套的其他部件,包括進氣道風扇、低壓壓氣機、低壓渦輪、附件機匣、燃油與滑油系統(tǒng)。CFM56-3型發(fā)動機大膽改進獲波音訂單,最終成為了波音737-600/700/800唯一的動力裝置,銷售逾4000臺;除波音公司之外,歐洲的空中客車公司也是CFM56系列發(fā)動機的重要用戶。CFM56系列發(fā)動機累計交付超過3.30萬臺,成為商業(yè)航空史上最暢銷的發(fā)動機。CFMI發(fā)動機繼續(xù)保持競爭力。新一代發(fā)動機LEAP系列發(fā)動機2009年被中國商飛選為C919飛機的唯一西方產發(fā)動機,2010年被空客公司選為A320neo系列飛機的新發(fā)動機選型之一,2011年被波音公司選為其737MAX飛機的唯一動力裝置。2021年CMFI發(fā)動機新機交付數(shù)量和在手訂單雙第一。據(jù)商用航空發(fā)動報告2022,2021年CFMI公司交付商用航空發(fā)動機1006臺,以臺數(shù)計占據(jù)全球58%市場份額,普拉特·惠特尼交付478臺位居第二;CFMI公司在手訂單13100臺,以臺數(shù)計占全球54%市場份額。通用電氣與賽峰集團合作,成功打造了領先全球的商用發(fā)動機合資公司。CFMI公司在波音的市場份額更高。據(jù)商用航空發(fā)動報告2022,截至2021年底,共有8042臺CFMI公司發(fā)動機在波音機隊中服役,占整個機隊發(fā)動機總量的60%,排名第一;通用電氣占22%,排名第二。截止2021年底,共有5311臺CFMI公司發(fā)動機在空客機隊中服役,占整個機隊發(fā)動機總量的45%,排名第一;

國際航空發(fā)動機公司占25%,排名第二。3、核心競爭力:掌握先進核心機技術,軍轉民衍生系列型號上世紀60年代以來,通用電氣在軍民用航空發(fā)動機領域取得系列成果,而這些成果往往以軍用需求為牽引,以核心機為基石。3.1、先開發(fā)核心機、再衍生發(fā)展系列型號的發(fā)展路徑被廣泛使用核心機是航空發(fā)動機的高溫高壓部分。航空發(fā)動機作為復雜的熱力機械,高溫和高壓部分自然是其性能的關鍵。據(jù)核心機技術發(fā)展研究,高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪組成了航空發(fā)動機的核心機,核心機包括了系統(tǒng)中溫度最高(燃燒室和高壓渦輪)、壓力最大(高壓壓氣機)、轉速最高(高壓壓氣機和高壓渦輪)的組件。核心機集中體現(xiàn)航空發(fā)動機核心技術。據(jù)核心機技術發(fā)展研究,核心機成本和周期在航空發(fā)動機研制中占比重大,是發(fā)動機研制主要難點和關鍵技術最集中的部分;發(fā)動機研制過程中發(fā)生的80%以上的技術問題都與核心機密切相關。核心機研究伴隨美國發(fā)動機研制方式演變而出現(xiàn)。噴氣渦輪發(fā)動機最早并非由美國發(fā)明制造,據(jù)航空發(fā)動機研制全壽命管理研究及建議,20世紀40年代美國在航空發(fā)動機領域處于引進、起步追趕的階段,20世紀50年代則把研究得到的部件成果直接應用到發(fā)動機型號研制中;由于20世紀50年代后期加力渦輪風扇發(fā)動機出現(xiàn),發(fā)動機結構更加復雜,部件之間的配合更加困難,美國提出了在發(fā)動機部件研究與型號研制之間,增加了預先發(fā)展階段,形成基礎研究→部件技術研究→核心機→技術驗證機→工程驗證機→原型機的發(fā)動機研究和發(fā)展途徑。美國1959年提出優(yōu)先發(fā)展核心機。據(jù)核心機技術發(fā)展研究,美國于1959年提出優(yōu)先發(fā)展高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪這三大關鍵部件的輕型燃氣發(fā)生器

(LWGC)計劃,1963年獲得國防部??钪С植⒏麨橄冗M渦輪發(fā)動機燃氣發(fā)生器(ATEGC)計劃,70年代ATEGC計劃成果與低壓系統(tǒng)同部件研究成果結合為可工作的發(fā)動機,后續(xù)高性能渦輪發(fā)動機技術(IHPTET)計劃和通用經濟可承受先進渦輪發(fā)動機(VAATE)計劃持續(xù)開展核心機研究。以通用電氣和普拉特·惠特尼為代表的航空發(fā)動機企業(yè)已經實施了十余項核心機發(fā)展計劃,計劃成果已經應用于批產產品。先開發(fā)核心機、再衍生系列型號的發(fā)展路徑具有多方面優(yōu)點。據(jù)核心機技術發(fā)展研究,先開發(fā)核心機、再衍生發(fā)展系列型號的模式有利于提升航空發(fā)動機可靠性、降低研制難度、降低研制風險、節(jié)省研制經費和縮短研制周期?;谝豢畛墒旌诵臋C衍生發(fā)展航空發(fā)動機系列產品有多種方式,據(jù)核心機技術發(fā)展研究,技術途徑包括改變低壓部件、改動流道零部件或者改變高壓軸轉速、核心機加減級、按比例縮放等;通用電氣的F110-GE-100發(fā)動機、F110-GE-129發(fā)動機、GE90-90B發(fā)動機、羅爾斯·羅伊斯的遄達900發(fā)動機分別是采用上述途徑發(fā)展而來的典型衍生型號。3.2、“積木式”發(fā)動機GE1衍生出戰(zhàn)機、轟炸機、商用機和艦船動力基于通用電氣

GE1驗證發(fā)動機核心機衍生出了戰(zhàn)機發(fā)動機(F101、F110系列)、轟炸機發(fā)動機(F118)、運輸機發(fā)動機(TF39)、商用飛機發(fā)動機(CF6、CFM56系列)和艦船動力(LM2500系列),充分展示了一款優(yōu)秀的核心機具有長期生命力。逆境中開啟GE1驗證發(fā)動機計劃。據(jù)通用動力官網(wǎng),1962年,此時的通用電氣航空部門負責人諾依曼和通用電氣副主席帕克為了扭轉此前通用電氣在戰(zhàn)機發(fā)動機、轟炸機發(fā)動機和商用發(fā)動機上遭遇了一系列失敗后的局面,開始專注于后來被稱為GE1的“積木式”發(fā)動機計劃。通用電氣內部對GE1發(fā)動機的定位是

“有了GE1這樣高效的核心設計,我們可以添加一個風扇、一個加力燃燒室或一個推力矢量裝置,像搭積木一樣衍生出眾多型號”。軍用需求牽引,GE1衍生型號TF39發(fā)動機拿下C-5運輸機配套動力裝置合同。GE1發(fā)動機的第一個重要衍生型號是TF39發(fā)動機,TF39發(fā)動機很大程度上借鑒了GE1熱端核心技術,并采用了當時最大的風扇,運行效率比當時所有的渦扇發(fā)動機高出25%,使高涵道比渦扇發(fā)動機能夠為大型飛機提供

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