PW2037面对罗·罗RB211-535的强有力竞争,即使投入运营后对油耗要求的紧迫程度有所下降,仍然坚守住了自己的阵地。同过去的“黄蜂”发动机一样, PW2037不断改进,更加坚固耐用。
在某种意义上说,PW2037不仅在商业运营上,还在阿富汗、科索沃和伊拉克等地证明了自己的价值。1983年,美国空军选择40000lbf推力的该型号F117发动机用于新的C-17运输机。自1991年服役以来,该飞机/发动机组合在某些非常艰苦的条件下一次又一次地证明自己,运送部队、坦克和卡车进入偏远地区,在未经整修的狭窄跑道起降。发动机的表现,再次引用伦奇勒的话,“像纯种猎犬一样”。
F117计划也是在特殊情况下完成的,基本上是一个商业交易。空军购买了现成的发动机,按商业条款仅仅做了微小改装,甚至发动机维修也是按照普惠公司和联合航空公司的方式完成的。[2]
PW2037与俄国航空工业的合作是普惠公司历史上比较奇妙的长期冒险历程之一。自20世纪40年代末,即使普惠人员和一个苏联人说句话,也要立即报告给内部安全部门。在国际航展上,总有从未证实的关于克格勃(KGB)收买间谍窃取装有敏感资料手提箱的故事。[3]
但是到20世纪80年代末,苏联的改革开放开始,尽管还只是一个开端。普惠公司高管鲍勃·罗萨迪两次带领国际航空发动机公司接触苏联工业界,特别是伊留申设计局。结果产生了IL96M计划。伊留申设计局实际上是将IL96机身截为两段,在中间增加一段而加长机身,改装霍尼韦尔驾驶舱,配备柯林斯航空电子设备,换装4台PW2037发动机。这是20世纪90年代初巴黎航展和其他国际航展上的一件大事,一些航空公司表示愿意把这种飞机用作货机。取证问题以及俄罗斯经济与航空工业的混乱状况使该项目从未真正开始,同样,与图波列夫的双发图-254所做的努力也无果而终。
下一个大家伙
PW2037的研制工作继续之时,普惠公司就对所有技术进行审查,研究下一步他们用这些技术做什么。JT9D进入了大涵道比涡扇发动机时代,在市场上表现不错。其最新型号JT9D-7R4在20世纪80年代初相当受欢迎。但是通用电气公司的CF6系列和罗·罗公司的RB211在不断逼近。JT9D推力已达56000lbf,再增加推力问题不少。该发动机的制造费用很高,而随着宽体飞机市场竞争达到白热化,这是一个必须考虑的问题。
在1982年12月8日众多宣传中,联合技术公司董事长哈利·格雷和普惠公司高管们宣布,公司将研制PW4000,这是一种用于宽体飞机的全新的大推力发动机。
JT9D和PW4000项目领导人比尔·罗伯逊告诉《航空周刊》这一决定背后的想法:“我们可以把JT9D的推力提高到60000lbf,但是必须为此延长发动机寿命,提高可靠性,并降低使用成本。因此我们决定,与其进行这么多更改,不如研制一种新发动机。”
普惠商用发动机业务领导人拉里·克拉克森1982年12月8日当天对听众说,10年来公司一直对新技术进行投资,其中大部分新技术在PW2037发动机上进行了试验。现在是把它装上宽体飞机的时候了。
“只有当你为发动机设计人员提供一张白纸,并告诉他们一切从头做起,才能从所有这些创新中得到最大的收益。”克拉克森说。
上面提及PW2037发动机的所有新技术,有些已经用于PW4000的设计。这将是第三代商用发动机。例如,发动机转速提升到10000r/min,比JT9D快2000r/min,从而使发动机级数减少,做功却增加。结果高压压气机叶片减少了30%,高压涡轮叶片减少了50%。
上述优点以及燃油效率的提高降低了发动机成本以及航空公司的使用维修成本。成本是个大问题,这是普惠人以及通用电气公司和罗·罗公司等同行们铭记在心的主题。在激烈竞争的年代,在华尔街要求杰出财务绩效的年代,制造发动机的人们过去和现在每天都为降低发动机成本而绞尽脑汁。
对于PW4000,工程和制造以新的方式结合在一起,按普惠公司的说法,设计本就不应该“经过层层周折才辗转来到车间”。
PW4000项目领导人比尔·罗伯逊解释了争当低成本生产厂家的行为:“工程部门的任务是按成本进行设计,并与制造部门的人们拧成合力,而制造部门的人以成效比最高的方式制造发动机。”
PW4000工程经理吉姆·布鲁诺解释说,在第一张纸上画第一条线之前,就把制造部门和工程部门的人员拴在一起。
“在最初的日子里进行了很多集体攻关工作。”他说道,“我们把所有的东西都翻了个底朝天,对我们过去的设计和研制做法的每个方面都提出问题。我们集体为项目确立的格言是,‘老一套是不行的’。”
1984年末,PW4000获得首个订单,作为泛美航空公司为新的空客A310选用的发动机。回想起来,那是苦中有乐的时刻。泛美航空公司开始越洋运营先是使用了西科斯基公司的“飞剪”,后是波音公司的“同温层巡航者”,两种飞机都是安装普惠“主黄蜂”发动机。泛美航空公司曾是JT3D/波音707和JT9D/波音747的发起客户。而这将是泛美航空公司最后一个发起订单。到20世纪90年代初,普惠公司的拖车被派往纽约肯尼迪机场拉回发动机和部件,因为泛美航空公司走向破产,已经无钱购买这些发动机和部件。
PW4000投入运营时推力是56000lbf,几年之内,为某些飞机装机的取证推力达到62000lbf。PW4000在空客A300/A310系列、波音747和波音767以及麦道MD-11等飞机上安家。该发动机总是面对来自优秀的通用电气公司CF6-80C2和罗·罗RB211的激烈竞争。PW4000还被选定装配波音767,进入美国空军空中加油机的竞争。
从JT10分手,以再次结合收场
虽然普惠公司与罗·罗公司在JT10项目上分道扬镳,但从20世纪70年代进入20世纪80年代,25000lbf推力发动机的需求仍在。波音737已翱翔蓝天,而空客正在研制A320以便与波音737抗衡。
普惠公司早在1979年就寻找研制推力小于PW2037发动机的途径。在1985年《埃克森世界》杂志访谈中,鲍勃·罗塞蒂,后来的国际航空发动机公司总裁解释道:“商业飞机型号繁多,但是只有3种发动机,像毛衣有大中小3个号一样。”普惠公司有大型发动机PW4000,中型发动机如PW2000,还需要有个小发动机。但是其财力和技术资源已经达到极限。“当我们接触小发动机时,”罗塞蒂回忆说:“发现需要大量投资并且与回报不成比例。但是我们确实需要整个产品线。因此出路是进行合作。”
罗·罗公司正面临相同的资源问题。在相同的访谈中,罗·罗公司领导人拉尔夫·罗宾斯勋爵描述他的公司如何与日本人合作开发25000lbf推力的发动机RB432。“我们把日本人拉进来,合作了约4年时间,之后决定需要更大范围的合作。”
是谁首先提出这次新的合作?“要绝对准确地说谁先向谁开口,何时开始该项目,我不记得啦,但合作就成了。”罗宾斯说。鲍勃·罗塞蒂回忆,他们花了几年时间的研究与谈判,事情才开始进展。
1983年3月,7家公司签订了合作协议,创立了国际航空发动机公司(IAE),制造V2500系列发动机。罗·罗公司和普惠公司各持有30%的股份,德国的MTU、意大利的菲亚特(后来撤出伙伴关系但仍是供应商)和日本航空发动机公司(JAEC)持有剩余的股份。JAEC本身是由三菱、川崎和石川岛播磨组成的集团。
普惠公司负责研制扩散器、燃烧室和高压涡轮;罗·罗公司负责高压压气机;MTU负责低压涡轮;JAEC负责风扇和低压压气机;菲亚特负责涡轮排气机匣和齿轮箱。这个新的协同工作组织几乎是一个“虚拟”公司,只有170名员工,都由各伙伴公司派遣。国际航空发动机公司总部在康涅狄格州普惠公司总部隔壁,由校舍改建而成。从没有人尝试过由遍布世界各地这么多伙伴进行合作。鲍勃·罗塞蒂称之为“国际合作的里程碑”。很多人则不怎么看好。这些文化和国度迥然不同的公司如何能够合作?
在第一批面试的100人中,罗塞蒂只选中了16人。他要这些人成为IAE的人,而不是罗·罗、普惠、MTU、菲亚特或JAEC的人。像航空界历史上很多次所表现的一样,人们的激情战胜了他们的名牌,他们确实是IAE人。
“例如,开始就发动机将是什么类型我们存在巨大争议,”罗塞蒂在1985年的文章中回忆道:
我们从各公司共请来27名工程师,把他们关在房子里,并让他们将问题搞定。没出3天,除了说话的口音,你已分不清谁来自罗·罗公司,谁来自普惠公司。他们都投入到工作之中。罗·罗的小伙子们开口即说:“这些普惠人对他们所言确实精通。”而普惠的小伙子们所言必称:“这些罗·罗的小伙子们的确聪明过人。”
前进道路上并非没有磕磕绊绊,实际上有些困难还相当大。无数零部件得从7个伙伴公司和几十家供应商运到美国康涅狄格州和英国达比的罗·罗公司,组装成能工作的发动机。高压压气机出了问题以致进行了重大的重新设计,低压压气机由一级改为三级以减轻高压10级的做功负荷。这个问题和其他工作致使合作伙伴们把总体工程责任交给普惠公司。这种机构的改变是为了提高效率,加强重点,而不是要每个伙伴都各自经管一个独立完整的V2500工程机构。
1989年5月,V2500投入运营。V2500与率先装机的CFM56在A320飞机的竞争中直接交锋,并在A320飞机家族取得明显成功。V2500还用作麦道MD-90的动力装置。共销售5000台V2500发动机,价值300多亿美元。
由于国际航空发动机公司忙于解决压气机研制问题,为基本发动机投入运营进行取证,所以为空客A340制造“超级风扇”型发动机的计划一直未果。尽管其合作伙伴投入了多年的努力,却从未在波音737上赢得一席之地,这主要是由于为热销的波音737飞机研制和认证另一款发动机所需资金数额巨大。但是我们应该着眼未来,因为齿轮传动风扇发动机以及将这种发动机装上每一架150座客机的想法从未破灭。
注 释
[1].仅有的一台JT10D,陈列在东哈特福德普惠公司博物馆。
[2].关于PW2037这里有一些有趣花絮:现在很少有人知道,曾有人建议把三发波音727改造成装两台PW2037的波音727;还有,几次有人提出,用4台PW2037发动机换掉B-52的8台发动机。
[3].普惠公司有一个传统,当有外国代表来访时,公司将升起来访外国代表团的国旗。那天,安全部门部长在场,当镰刀斧头第一次升起时,他低语:“我从没想过会活着看到今天。”