飛機引擎技術 中共輸在哪裡?

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【大紀元2022年04月02日訊】(大紀元記者蔡溶紐約報導)2018年8月至10月,美國司法部連續公布四起商業間諜案,都涉飛機的發動機機密。

第一起是通用電氣(GE)前工程師鄭小清的案件,本週四陪審團裁定一項共謀經濟間諜罪成立;第二起是中共國安部官員徐延軍盜竊美國多家航空航天公司商業祕密,去年11月被陪審團定罪,他被指控試圖竊取與GE獨家復合材料飛機發動機風扇相關的技術,以使中共受益。
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第三起是幾名江蘇國安部情報人員及黑客,侵入歐美私營公司電腦系統,竊取商用客機使用的渦輪發動機數據。第四起是季超群被訴為江蘇國安部情報人員招募工程師和科學家,他要求一名工程師提供一個飛機發動機供應商(美國防承包商)的技術信息。

鄭小清和徐延軍案均始於2017年。當時徐延軍以到中國大學做演講為幌子,邀請在俄亥俄州辛辛那提的一名GE員工到中國,GE注意到其個人電腦上有GE的文件,從而啟動內部調查,並向FBI發出警報。FBI駐辛辛那提特工在調查時,又發現GE紐約員工鄭小清2016年前往江蘇一家大學演講,他已入選中共的「千人計劃」,於是向紐約GE發出警報,後者調查後發現問題。

這幾項行動都被美國司法部列入「中國倡議計劃」(China Initiative)的案例。

隨後,網絡安全公司CrowdStrike在2019年發布一份詳細調查報告「渦輪熊貓(Turbine Panda)和中國(中共)頂尖間諜 如何讓北京乘坐C919客機走捷徑」,報告圍繞中共為自製C919客機而偷竊西方關鍵技術而展開,其中最關鍵的就是渦輪發動機技術。

那麼,航空發動機到底技術難在哪裡?為什麼只有GE等少數公司能製造?走捷徑能否成功?

有近20年駕駛飛機經驗、具有飛行員執照(ATPL)、現定居加州的Sky說,中共強調「走捷徑」快速走完研製過程,但飛機的研發和製造,是靠長期的經驗積累打基礎。Sky畢業於專業航空大學,個人擁有兩架小飛機,也會自行進行維修,對飛機發動機有一定的認識。

Sky說,飛機發動機從高壓空氣進入燃燒室,混入燃油,劇烈燃燒並向後高速噴出以得到動力,聽起來簡單,普通汽車的發動機也要四衝程,但飛機引擎需要極高的技術和可靠性。

他舉例說,飛一程幾個小時,引擎始終在高速轉動(每分鍾幾千轉),這就涉及材料的散熱、潤滑、磨損等問題,單單講材料,又要夠硬又要輕、耐磨和抗高溫,工作溫度超過1500℃,高速旋轉時每個渦輪葉片承受的離心載荷接近十噸,在高溫、高寒、高速、高壓、高轉速、高負荷、缺氧、振動等環境下,穩定可靠地工作,用什麼材料,都是很大的祕密。例如通用電氣生產的GE90-115B 發動機,是該公司迄今生產最強大的客機發動機,具有11.5萬磅的額定推進力,為波音 777-200LR、300ER 型客機提供穩定動力。

渦輪葉片的形狀,對引擎的性能都關係重大,不光要研究最佳葉型能帶來最有效的功率,達到一定的性能指標,還要考慮其它設計的影響,發動機各部件、燃油成分發生變化,原有的配合關係都有可能變化,例如,引擎也需跟著機身總承重改變、引擎的輸出功效和整體也需調整。可謂牽一髮動全身。

所有這些在設計中都需要大量的試驗和數據支撐,是很繁複和麻煩,需要長期的技術經驗和數據積累,以及持續大量的投資。

由於技術難度大,加上材料、燃油等的綜合參數,飛機引擎的研製都要經過很多年不斷反覆的研究、試驗、修改再試驗的過程,「有很多的引擎損壞後,之後才開發出一個receipt(方子)」,Sky說。

所以這些試驗的數據極其寶貴,Sky說,如果拿到這些數據,(中共)自然節省很多年的研究和大量的研發成本。

飛機發動機難在其「綜合難度」, 研製成本和研製周期的比重很大,因此造價昂貴。Sky以他朋友的一架小飛機舉例說明,朋友用了十年時間來研製,整個飛機的造價,大概引擎(發動機)占1/3,機身占1/3,航空電子儀器1/3。

但正因為飛機製造技術覆蓋寬、涉及產業鏈的面很廣,Sky認為,中共即便複製後能「超車」,但後面很多問題會跟著來。

「如果燃油改變,裡面的部件又要怎麼改呢?除非拿到整個理論,知道背後所有的原理,但問題你需要interprete,不僅要知其然,更要知其所以然。GE的引擎都經過數百萬小時的飛行測試才走到今天,裡面所有的工序和流程,這些是精髓。」Sky說。

Sky說,飛機不能fail(不合格),所有東西都是overbuild(極度講究),一個新機種和新引擎都要從飛行員、到機修、到研發人員,從零到新硏定一個新的生態鏈,有足夠長(幾十年)的時間進行調試、修改,積累完整的工程數據的型號,才能降低巨大的風險。

他說,除了嚴格的工序和流程外,比技術問題更難解決的,是體制問題,「最大的問題,大陸追求走捷徑的心態,做事缺乏安全文化,出事追責難。而在美歐、有有效的制度制約和保障。」

責任編輯:鄭樺#

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