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航空发动机研究和发展投资规律探讨

2017-12-29 18:06 来源:证劵投资论文 人参与在线咨询

摘要:文章给出了航空发动机研究和发展经费的一般投资规律,研究了美国综合高性能涡轮发动机技术计划和多用途、经济可承受的先进涡轮发动机计划的投资情况,可为我国航空发动机项目制定投资策略和控制经费提供一定参考。

关键词:发动机;投资;航空

航空发动机项目技术难度大、周期长、费用高、风险大,目前国外能独立研制先进航空发动机的国家只有美国、英国、法国和俄罗斯等少数几个国家。这些国家长期以来高度重视航空发动机技术的研究和发展,投入大量资金,通过连续不断的实施先进技术预先研究和验证计划,为其占据领先地位奠定了坚实基础。

1航空发动机研究和发展经费的分类及基本规律

航空领域研究和发展经费一般分为基础研究、应用研究和(产品)发展三大类,不同国家会根据实际情况进行调整或者细分。美国对研究和发展经费的分类和管理较为系统和成熟,将研究和发展经费细分为7类:6.1基础研究、6.2应用研究、6.3先期技术开发、6.4先期部件开发和样机、6.5系统研制与验证、6.6科研管理保障、6.7作战系统开发。其中,6.1类~6.3类不针对特定型号,属于技术基础工作(相当于我国的预研);6.4类、6.5类、6.7类针对特定型号,属于型号发展工作;6.6类则贯穿采办的全寿命周期。从投资规模来看,美、英、法、俄等航空均衡发展国家一直以来非常重视在航空发动机技术研究和发展方面的经费投入。据统计,航空发动机的研究和发展经费占航空研究和发展总经费的25%左右。英国、法国航空发动机工业产值在国内生产总值的比例分别为0.5%和0.3%,航空发动机研究和发展经费在国内生产总值中的比例分别为0.08%、0.06%。通用电气公司、普惠公司、罗罗公司和斯奈克玛公司每年在航空发动机研究和发展方面的投入在10亿美元上下。美国军方每年在航空发动机研究和发展方面的投入大约为15亿美元。从投资渠道来看,美国政府每年投资约800亿美元的研究和发展费用,其中有百亿美元的费用用于航空,一般由政府和工业界提供,比例大致为3:1。在政府提供的费用中,90%以上由国防部和NASA两家提供,其余由运输部和能源部提供。NASA面向民用航空发动机,其经费约占NASA全部航空经费的1/3,大部分用于与工业部门签订的合同上,用于本身完成计划的费用和对大学的资助不到总费用的20%。国防部面向军用航空发动机,其经费约占国防部全部航空经费的20%以上,其中6.1类研究经费中55%委托给高校,25%委托给工业部门,军内研究只占20%,6.2类~6.4类则更多的委托给工业部门。工业部门的科研工作在全美占有重要地位,大约3/4的研究和发展工作是由工业部门完成的,这里吸纳了全国60%以上的研究和发展总经费,其资金来源主要有三个:①自筹资金。一般占销售额的6%~8%,大致与政府投入资金相当;②政府委托的各类研究和发展合同资金。研究成果属于政府,用于其他盈利项目时要偿还部分资金;③独立研究和发展资金。从研制和采购合同中提出一部分资金用于改进技术能力,但必须按比例搭配一部分自筹资金。从投资分类来看,国外不针对特定型号的发动机预研经费占全部发动机研究和发展费用的30%~35%。据美国多年的航空发动机各类经费统计,6.1类、6.2类、6.3类、6.4类、6.5类、6.7类每年经费的比例大致为:3%~4%:10%~12%:10%~12%:10%~12%:30%:30%。其中前三类的比例比较稳定,后三类的比例随新型号的上马而有较大的变化。

2航空发动机研究和发展计划的投资情况

在国外已实施的航空发动机预先研究计划中,美国综合高性能涡轮发动机技术计划、美国多用途、经济可承受的先进涡轮发动机计划、欧洲先进核心军用发动机计划是其中的典型代表。据统计,IHPTET计划从1988年开始到2005年基本完成,经历18年,耗资约50亿美元,平均每年约为3亿美元;VAATE计划的投资水平与IHPTET计划相当,从2006年到2017年,计划投资37亿美元,平均每年3亿多美元;ACME计划是英国和欧洲投资最多,规模最大的一个军用发动机技术发展计划,估计每年投资为1亿欧元。以下重点对美国IHPTET/VAATE计划的投资情况作进一步分析。IHPTET计划和VAATE计划是两个接续性的计划,参于IHPTET计划的主要有国防预研局(DARPA)、陆军、海军、空军、NASA和6家航空发动机公司(艾利逊先进技术发展公司、联信发动机公司、通用电气公司、普惠公司、特里达因公司和威廉斯公司),参与VAATE计划的主要是美国陆军、空军、海军、DARPA、NASA和6家航空发动机公司(通用电气公司、霍尼韦尔公司、普惠公司、罗罗公司、威廉斯公司和特里达因公司),3家飞机机体制造商(波音公司、洛克希德•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司)也参加了该计划,另外该计划还新增了国防部办公室(OSD)和能源部(DOE)。两个计划的投资渠道一致。根据美国1999年~2011年国防预算报告,空军方面与IHPTET/VAATE计划相关的投资项目有四个:①PE0601102F国防学科研究;②PE0602203F航空航天推进。主要是其中的3048(燃油和润滑)、3066(涡轮发动机技术)两个子项目;③PE0603202F航空航天推进分系统综合。仅有一个668A(飞机推进分系统综合)子项目;④PE0603216F航空航天推进和动力技术。主要包括其中的2480(航空航天燃油和大气推进)、4921(飞机推进分系统综合,2002年668A取消后产生)、681B(先进涡轮发动机燃气发生器)三个子项目。陆军和海军也是IHPTET/VAATE计划的重要承担方,陆军以涡轴/涡桨发动机的研究为主,每年获得国家投资千万美元上下,占合同份额的25%~50%;海军主要参与联合涡轮先进燃气发生器(JTAGG)的研究,每年获得投资约为700万美元,此外还有一些其他研究和发展工作,投资额在0.3亿美元上下。据美国1997年~2007年国防预算报告,陆军在IHPTET/VAATE计划上的投资项目主要是PE0602211A航空技术(A47B)和PE0603003A航空发动机验证机(D447),海军在IHPTET/VAATE计划上的投资项目主要是PE0602114N航空推进技术、PE0602234N航空材料和PE0603236NIHPTET验证机(R2951)。除空、陆、海军以外,国防预研局、NASA参加了IHPTET计划,国防预研局、NASA、国防部办公室、能源部参加了VAATE计划。工业部门在航空发动机研究和发展方面的投资一般按照发动机销售额的百分比提取。IHPTET计划一开始,就约定了政府拨款和工业部门投资约各占一半。根据以上渠道分析和相关数字统计,可以得到IHPTET/VAATE计划的投资强度情况:①IHPTET/VAATE计划在1995年~2009年累计投资约为53.79亿美元,平均每年投资额为3.59亿美元;②IHPTET/VAATE计划在1995年~2008年的投资基本保持稳定,在3~4亿美元;由于VAATE计划提前结束,2009年的经费出现了攀升,达到4.5亿美元;③1996年~2000年,IHPTET计划第二阶段总共投资17.08亿美元,平均每年为3.42亿美元,年度投资变化比较平稳;2001年~2005年,IHPTET计划第三阶段总共投资17.54亿美元,平均每年为3.51亿美元,年度投资呈波浪形,2002年出现了波峰;2006年~2009年,VAATE计划第一阶段总共投资15.52亿美元,平均每年为3.88亿美元,年度投资呈斜线形,连年递增;④美国IHPTET/VAATE计划每年在空军、陆军、海军、NASA以及政府其他部门的投资基本上保持着比较稳定的比例关系,大致为34%:2%:11%:18%:7%;工业部门的投资大约占到总投资的28%。

3结束语

文章以美国为例,重点讨论了国外航空发动机研究和发展经费的管理方式和投资规律,但这只能反映国外航空发动机投资管理的冰山一角。因此,要全面解析国外航空发动机的投资现状,还有待于更深一步的研究。

参考文献:

[1]《航空发动机》2015年总目次(中英文)[J].航空发动机,2015,(6).

[2]周贺,张志轩.航空发动机原理及进展研究[J].南方农机,2015,46(10):43-44.

[3]秦芃,范程程.航空发动机机械加工工艺规程研究[J].南方农机,2017,48(17):146+148.

作者:吴静敏 单位:中国航空工业发展研究中心

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