航空發動機研究和發展投資規律探討

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航空發動機研究和發展投資規律探討

摘要:文章給出了航空發動機研究發展經費的一般投資規律,研究了美國綜合高性能渦輪發動機技術計劃和多用途、經濟可承受的先進渦輪發動機計劃的投資情況,可為我國航空發動機項目制定投資策略和控制經費提供一定參考。

關鍵詞:發動機;投資;航空

航空發動機項目技術難度大、周期長、費用高、風險大,目前國外能獨立研制先進航空發動機的國家只有美國、英國、法國和俄羅斯等少數幾個國家。這些國家長期以來高度重視航空發動機技術的研究和發展,投入大量資金,通過連續不斷的實施先進技術預先研究和驗證計劃,為其占據領先地位奠定了堅實基礎。

1航空發動機研究和發展經費的分類及基本規律

航空領域研究和發展經費一般分為基礎研究、應用研究和(產品)發展三大類,不同國家會根據實際情況進行調整或者細分。美國對研究和發展經費的分類和管理較為系統和成熟,將研究和發展經費細分為7類:6.1基礎研究、6.2應用研究、6.3先期技術開發、6.4先期部件開發和樣機、6.5系統研制與驗證、6.6科研管理保障、6.7作戰系統開發。其中,6.1類~6.3類不針對特定型號,屬于技術基礎工作(相當于我國的預研);6.4類、6.5類、6.7類針對特定型號,屬于型號發展工作;6.6類則貫穿采辦的全壽命周期。從投資規模來看,美、英、法、俄等航空均衡發展國家一直以來非常重視在航空發動機技術研究和發展方面的經費投入。據統計,航空發動機的研究和發展經費占航空研究和發展總經費的25%左右。英國、法國航空發動機工業產值在國內生產總值的比例分別為0.5%和0.3%,航空發動機研究和發展經費在國內生產總值中的比例分別為0.08%、0.06%。通用電氣公司、普惠公司、羅羅公司和斯奈克瑪公司每年在航空發動機研究和發展方面的投入在10億美元上下。美國軍方每年在航空發動機研究和發展方面的投入大約為15億美元。從投資渠道來看,美國政府每年投資約800億美元的研究和發展費用,其中有百億美元的費用用于航空,一般由政府和工業界提供,比例大致為3:1。在政府提供的費用中,90%以上由國防部和NASA兩家提供,其余由運輸部和能源部提供。NASA面向民用航空發動機,其經費約占NASA全部航空經費的1/3,大部分用于與工業部門簽訂的合同上,用于本身完成計劃的費用和對大學的資助不到總費用的20%。國防部面向軍用航空發動機,其經費約占國防部全部航空經費的20%以上,其中6.1類研究經費中55%委托給高校,25%委托給工業部門,軍內研究只占20%,6.2類~6.4類則更多的委托給工業部門。工業部門的科研工作在全美占有重要地位,大約3/4的研究和發展工作是由工業部門完成的,這里吸納了全國60%以上的研究和發展總經費,其資金來源主要有三個:①自籌資金。一般占銷售額的6%~8%,大致與政府投入資金相當;②政府委托的各類研究和發展合同資金。研究成果屬于政府,用于其他盈利項目時要償還部分資金;③獨立研究和發展資金。從研制和采購合同中提出一部分資金用于改進技術能力,但必須按比例搭配一部分自籌資金。從投資分類來看,國外不針對特定型號的發動機預研經費占全部發動機研究和發展費用的30%~35%。據美國多年的航空發動機各類經費統計,6.1類、6.2類、6.3類、6.4類、6.5類、6.7類每年經費的比例大致為:3%~4%:10%~12%:10%~12%:10%~12%:30%:30%。其中前三類的比例比較穩定,后三類的比例隨新型號的上馬而有較大的變化。

2航空發動機研究和發展計劃的投資情況

在國外已實施的航空發動機預先研究計劃中,美國綜合高性能渦輪發動機技術計劃、美國多用途、經濟可承受的先進渦輪發動機計劃、歐洲先進核心軍用發動機計劃是其中的典型代表。據統計,IHPTET計劃從1988年開始到2005年基本完成,經歷18年,耗資約50億美元,平均每年約為3億美元;VAATE計劃的投資水平與IHPTET計劃相當,從2006年到2017年,計劃投資37億美元,平均每年3億多美元;ACME計劃是英國和歐洲投資最多,規模最大的一個軍用發動機技術發展計劃,估計每年投資為1億歐元。以下重點對美國IHPTET/VAATE計劃的投資情況作進一步分析。IHPTET計劃和VAATE計劃是兩個接續性的計劃,參于IHPTET計劃的主要有國防預研局(DARPA)、陸軍、海軍、空軍、NASA和6家航空發動機公司(艾利遜先進技術發展公司、聯信發動機公司、通用電氣公司、普惠公司、特里達因公司和威廉斯公司),參與VAATE計劃的主要是美國陸軍、空軍、海軍、DARPA、NASA和6家航空發動機公司(通用電氣公司、霍尼韋爾公司、普惠公司、羅羅公司、威廉斯公司和特里達因公司),3家飛機機體制造商(波音公司、洛克希德•馬丁公司、諾斯羅普•格魯門公司)也參加了該計劃,另外該計劃還新增了國防部辦公室(OSD)和能源部(DOE)。兩個計劃的投資渠道一致。根據美國1999年~2011年國防預算報告,空軍方面與IHPTET/VAATE計劃相關的投資項目有四個:①PE0601102F國防學科研究;②PE0602203F航空航天推進。主要是其中的3048(燃油和潤滑)、3066(渦輪發動機技術)兩個子項目;③PE0603202F航空航天推進分系統綜合。僅有一個668A(飛機推進分系統綜合)子項目;④PE0603216F航空航天推進和動力技術。主要包括其中的2480(航空航天燃油和大氣推進)、4921(飛機推進分系統綜合,2002年668A取消后產生)、681B(先進渦輪發動機燃氣發生器)三個子項目。陸軍和海軍也是IHPTET/VAATE計劃的重要承擔方,陸軍以渦軸/渦槳發動機的研究為主,每年獲得國家投資千萬美元上下,占合同份額的25%~50%;海軍主要參與聯合渦輪先進燃氣發生器(JTAGG)的研究,每年獲得投資約為700萬美元,此外還有一些其他研究和發展工作,投資額在0.3億美元上下。據美國1997年~2007年國防預算報告,陸軍在IHPTET/VAATE計劃上的投資項目主要是PE0602211A航空技術(A47B)和PE0603003A航空發動機驗證機(D447),海軍在IHPTET/VAATE計劃上的投資項目主要是PE0602114N航空推進技術、PE0602234N航空材料和PE0603236NIHPTET驗證機(R2951)。除空、陸、海軍以外,國防預研局、NASA參加了IHPTET計劃,國防預研局、NASA、國防部辦公室、能源部參加了VAATE計劃。工業部門在航空發動機研究和發展方面的投資一般按照發動機銷售額的百分比提取。IHPTET計劃一開始,就約定了政府撥款和工業部門投資約各占一半。根據以上渠道分析和相關數字統計,可以得到IHPTET/VAATE計劃的投資強度情況:①IHPTET/VAATE計劃在1995年~2009年累計投資約為53.79億美元,平均每年投資額為3.59億美元;②IHPTET/VAATE計劃在1995年~2008年的投資基本保持穩定,在3~4億美元;由于VAATE計劃提前結束,2009年的經費出現了攀升,達到4.5億美元;③1996年~2000年,IHPTET計劃第二階段總共投資17.08億美元,平均每年為3.42億美元,年度投資變化比較平穩;2001年~2005年,IHPTET計劃第三階段總共投資17.54億美元,平均每年為3.51億美元,年度投資呈波浪形,2002年出現了波峰;2006年~2009年,VAATE計劃第一階段總共投資15.52億美元,平均每年為3.88億美元,年度投資呈斜線形,連年遞增;④美國IHPTET/VAATE計劃每年在空軍、陸軍、海軍、NASA以及政府其他部門的投資基本上保持著比較穩定的比例關系,大致為34%:2%:11%:18%:7%;工業部門的投資大約占到總投資的28%。

3結束語

文章以美國為例,重點討論了國外航空發動機研究和發展經費的管理方式和投資規律,但這只能反映國外航空發動機投資管理的冰山一角。因此,要全面解析國外航空發動機的投資現狀,還有待于更深一步的研究。

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作者:吳靜敏 單位:中國航空工業發展研究中心

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