最近几年，普惠（P&W）公司在新型商用喷气式发动机的交付方面一向表现不佳。不过，凭借一直坚持的持续进步的研发战略，多款普惠新一代超高效发动机终于即将开始服役。虽然这些发动机采用了一些可以追溯回上世纪90年代的设计，但其中也应用了大量新型技术，未来还可推广至更多的喷气式发动机。

 

虽然，性能提升可能会给厂商带来更多利润，但这也是有高昂代价的。首先，航空发动机的主要设计和制造问题，大多到研发后期才会真正暴露，而这时哪怕一丁点改动都会产生巨大成本。其次，由于国际航空机组普遍进入老龄期，全球大部分航空业客户的购机需求急剧增加。这些航空公司越来越焦急，也越来越不耐烦，而这些压力也将进而转嫁到飞机制造商和航空发动机厂商身上。

 

如今，一些畅销机型的订单已经排到了2020年以后。无论是订购的新发动机迟迟不能交货，还是收到货后的使用环节出现问题，都会让一些航空公司付出血本，而寻求可靠的解决方案也并不像想象的那么简单。

 

为了应对更大的需求，一些飞机制造商开始增加飞机的产量。然而，由于发动机厂商未能按时交货，大量已经完成的机身只能堆在停机坪上苦苦等待。此外，如果新的发动机在接受初始认证或交付给航空公司后又需要进行修改，此时飞机制造商则需要承担二次认证和延迟交货的成本，已经完工的飞机越多，需要承担的成本就越高。因此，保证发动机从一开始就能实现设计性能，并保证高可靠性一直是发动机供应商的重中之重。

 

如今，普惠的最新涡轮扇（GTF）发动机（属于PW1000 Pure Power静洁发动机系列）的到来，又引出了一些不容忽视的问题。正如《航空航天》杂志早些时候所报道的，GTF发动机代表了一种完全不同的设计理念。这种发动机在各个冲程均可提供最优的推进效率，可谓是史上最清洁环保的超静音发动机。

 

GTF发动机在同一根轴上的涡轮扇和低压涡轮机（LPT）之间增加了一个变速器，从而保证涡扇和涡轮机均能以各自的最佳速率运行，即涡扇转速更慢一点，而LPT更快一点。这款新款普惠发动机能实习够大幅提升能效、并带来显著的节油成果以及超低排放表现，一定会在飞机厂商中大受欢迎。事实正是如此，目前已有至少5款新机型决定采用这款发动机，分别为空客（Airbus）A320neo、庞巴迪（Bombardier）CSeries、巴西航空工业公司（Embraer）E190-E2、俄罗斯联合航空制造公司（UAC）MC-21及三菱(Mitsubishi)MRJ。

 

过去一段时间，普惠公司一直高度关注GTF发动机的研发，未来还有可能继续扩大这款发动机的应用范围。总体来说，当选庞巴迪CSeries支线机型（130到140座）选定发动机，是GTF的一个重要突破，代表这款发动机开始真正有机会挑战“战无不胜”的CFM-56和LEAP发动机。CSeries商用喷气机是庞巴迪公司商用喷气机系列中的顶级产品，该机型凭借自己的出色表现，逐步跻身于长期由A320和737客机占据的全球客机市场。

 

凭借更加轻质的高规格航空机身和超高效的低油耗发动机，CSeries喷气机本应在竞争激烈的商用航空领域占据一定优势。然而，先是机身研发进度滞后，接着又是GTF发动机在早期测试与评估环节出现故障，CSeries只能眼睁睁的看着自己优势尽失。具体来说，GTF的故障包括一起地面测试中发生的因输油管密封泄漏导致PW1500G发动机起火的问题。最终的调查结果显示，CSeries需要在再次启动前充分“冷却”，否则可能导致问题的出现。据悉，本次事故发生在CS-100认证测试之前的紧急测试阶段，已经处于非常后期，庞巴迪公司头疼不已，但也只能眼睁睁的看着CS-100的研发成本不断飞涨。

 

普惠在发动机故障的修复方面一直不遗余力。虽然现阶段各家航空公司须在再次启动飞机前充分冷却PW1100G发动机，但无论如何，CSeries历尽千辛万苦，终于开始服役了。然而，修复后PW1100G又出现了其他故障，严重影响了A320neo客机的交付计划。

 

这次PW1100G发动机在A320neo上发生的故障与CSeries并不完全一样，主要原因在于温度波动，但航空公司并不关心具体细节，因为结果都是一样的 -- 现在飞机不能按时飞了（与当下A320搭载的CFM-56或V2500发动机相比，PW1100G发动机启动所需时间更长。由于首批PW1100G已经于今年早些时候交付，普惠必须尽快拿出一个紧急修复解决方案）。这个技术隐患是在认证测试之后暴露的。如果发动机未能在熄火后充分冷却，再次启动时就会发生这个问题。具体来说，发动机涡轮轴的温度变化可能会导致特定组件失调，进而造成发动机振动。此时，由于发动机转子叶尖间隙变化和元件之间的相互摩擦，发动机可能因为磨损而产生进一步损坏。普惠公司一方面建议客户在再起启动发动机前一定要充分冷却，另一方面也在加紧准备一个更加完善的技术解决方案。

 

MTU航空发动机（MTU AeroEngines）也参与了GTF发动机的研发，这家德国公司负责的部分主要集中在高压压缩机。MTU表示，公司计划在今年晚些时候提供一个解决上述问题的软件升级措施。

 

显而易见，航空公司肯定希望在引进新机型的初期尽量不要出现问题，因为可靠性问题造成的拖延，会严重影响航空公司的形象，波音公司就曾因为787的延迟推出而名誉受损。如今，尽管购买首批新机型仍有一定好处，但需要面临的风险也正在增加。此时，飞机制造商一天不能修复问题，航空公司就一天无法放松心情。

 

A320neo版的GTF发动机情况也是一样的。当时原定的首批客户卡塔尔航空本来可以成为世界首家将这款机型引入客运领域的运营商，缺最终拒绝了普惠交付的产品。后来汉莎航空（Lufthanse）接手了这批飞机。尽管航空公司可能不得不接受现实在再次启动发动机时等待更长时间，但普惠已经研发出一种解决方案 -- 为发动机的转子叶尖增加一层涂层。现在，所有尚未交付的新发动机均采用了这种方案，而已交付发动机的修复可能最多需要2年时间。这项任务并不简单，工程人员必须拆开每一部需要进行修复的发动机进行操作，然后重新组装，大约每部发动机需要6周时间。不过，好在目前仅有不到60部已经交付的发动机需要修复。

 

可以想象，GTF发动机的问题曾引得各家航空航天和商业媒体的争相报道。不过，既然现在原因已经找到，普惠位于康乃狄克州和佛罗里达州的发动机装配线也已经进行了相关修复，那我们也应当着眼更高层面，认可这款发动机在销售方面取得的巨大成功。目前，这款发动机的年产量即将提升至800部，而普惠所面临的供货缺口超过7000部（包括所有发动机机型）。

 

普惠总裁Robert Leduc表示，PW1100G的初始服役可靠性非常出色，这款发动机在汉莎航空（Lufthansa）、靛蓝航空（IndiGo）和GoAir的出勤可靠率均稳定在99.7%以上。PW1100G还有很多其他优势：首先，作为这款发动机的最大卖点，GTF的“超低油耗”已经帮A320取得了超过15%的节油成果；其次，这款发动机的噪音水平很低，预计可以为本已相当安静的A320进一步降噪50%；此外，这款发动机的CO2/NOx排放也降低了60%。

 

未来，其他几款采用GTF系列发动机的商用机型也将在未来几年内陆续开始服役，这也会让GTF成为未来几十年中应用范围最广的航空发动机设计方案。尽管进一步的研发仍面临延期，但CSeries系列的销量仍然高居不下，目前还面临大约300驾的存货短缺，这对一款刚刚上市的机型来说是相当不错的表现。另外，巴西航空工业公司的190-E2系列看起来信心满满，似乎注定将重现公司现有机型的辉煌记录。但三菱MRJ和俄罗斯UAC MC-21的前景尚不明朗。如今的民用客机领域竞争激烈，其他成熟厂商在销量与设施支持方面均具有较大领先优势，这两款机型很难打入这个市场。不过，目前GTF发动机的整体市场规模非常庞大，这也证实了普惠的英明决定 -- 这家公司一直坚持新产品的创新研发，愿意承担风险，而且在出现初期问题时的反应十分迅速。

 

今年下半年，随着积压的PW1100G订单开始陆续交付，相信空客停机坪上苦苦等待发动机的A320neo也将很快陆续交付至世界各地。对于普惠和空客而言，发动机小故障和飞机延迟交付的确都非常让人遗憾，不过这也同时反映了目前商用航空领域面临的最大问题：如何面对史无前例地巨大市场需求，并同时保证超高的质量控制标准。