CFM国际公司

《航空发动机构造》课程论文

CFM国际公司

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南京航空航天大学

二О一五年四月二十日

CFM国际公司

摘要：本文首先介绍了CFM国际公司主要概况及其诞生的背景，其次说明了CFM公司的主要产品CFM56系列航空发动机的研发过程及其应用，以及CFM国际公司最新的基于LEAP56计划的LEAP发动机最新概况，在此基础上介绍CFM国际公司的主要合作和竞争对象，通过以上讨论最后总结CFM国际公司成功的经验以及对我们的启示。

关键词： CFM国际公司，CFM56，GE，斯奈克玛，合作，LEAP发动机

CFM International Company

Abstract: This paper first introduces the CFM international situation and the background of the birth of CFMI, and then illustrates the research and development process of the CFMI's products CFM56 series aircraft engine and describes it’s applications,also include CFMI’s latest LEAP engine.Besides, the main objects of cooperation and competition of CFMI are discussed. Finally，summarizing the CFM international successful experience and enlightenment.

Keywords: CFMI,CFM56,GE, SNECMA, cooperation,LEAP engine.

目录

1.目录 (3)

1.CFM国际公司简介 (4)

2.CFM国际公司产生背景 (5)

3.CFM56系列发动机研发历程 (5)

3.1 CFM56发动机简介 (5)

3.2 CFM56-2系列 (5)

3.3 CFM56-3系列 (6)

3.4 CFM56-4系列 (8)

3.5 CFM56-5系列 (8)

3.6 CFM56-7系列 (8)

3.7 LEAP系列 (9)

4.CFM国际公司与其他公司的合作与竞争 (10)

5.结论与启示 (11)

6.参考文献 (12)

1.CFM国际公司简介

CFM国际，即CFM International，该公司是由美国航空发动机制造商通用电气航空（GE Aviation）和其法国合作伙伴斯奈克玛（Snecma）为了研发和制造CFM56系列喷气发动机而各自出资50%组建的合资公司。公司在美国注册商标为“CFMI Inc.”,由通用电气公司负责管理；在法国的为“CFMI S.A.”,由斯奈克玛公司负责管理。

“CFM”公司名称与该公司的主要产品CFM56系列喷气发动机得名于两家母公司的民航客机用发动机。通用公司所开发的用于军用的发动机，序列为“Fxxx”，民用发动机则为“CFxx”；斯奈克玛公司的发动机项目序号为“Mxx”，与通用公司合作的项目为M56。将两者合在一起即为CFM56，如图1.1所示。

图1.1 CFM名称由来

CFM国际是世界上主要的飞机发动机供应商之一，其设计制造的CFM56系列喷气发动机被广泛应用于波音737和空中客车A320等区域航线，在民用发动机领域占有巨大的市场份额。CFM 国际公司的股份在两家公司之间是均分，各占50%，项同成本也相应地平均分担。GE公司负责系统一体化和核心机（高压压气机、燃烧室和高压涡轮）的研制,斯奈克玛公司负责低压部分（包括风扇、低压压气机和低压涡轮）和附件机匣的开发设计。如图1.2所示。

图1.2 通用电气公司与斯奈克玛公司在CFM56上的分工

2.CFM国际公司产生背景

20世纪60年代起，民用航空运输业逐渐发展了起来，对商用飞机的市场需求与日俱增，竞争不断白热化，西欧各国为与美国竞争，成立了欧洲空中客车工业公司（空客公司）。当时的民用航空发动机领域由美国普拉特·普惠尼公司、通用电气公司和英国罗尔斯·罗伊斯公司三巨头所霸占，三者相互竞争又彼此结盟，将其他对手拒之门外。彼时法国斯奈克玛公司也欲进入民用发动机领域，然而大型民用航空发动机的研制比起同等的飞机机体来说工作更复杂、更持久，民用航空发动机必须满足非常高的可靠性和效率要求，发动机的研制费及其风险都是相当高的，高额的费用和狭窄的市场空间迫使斯奈克玛公司必须与其他公司合作。

经过仔细研究，斯奈克玛公司最终选择与GE公司合作。合作伊始，GE对斯奈克玛的研发能力存在很大的怀疑，所以为斯奈克玛提供了CF6-50发动机项目10%的部件加工量，斯奈克玛公司顺利完成协议规定任务。1970年3月，斯奈克玛公司向GE提议双方合作建立CFM 国际公司，联合开发100千牛量级推力涡扇发动机，项目是围绕GE公司F101军用发动机的核心机设计的。美国国防部最初审查时坚决不同意，认为这个项目肯定会泄露F101核心机的机密技术，经过各方面的协商最终同意：GE公司将F101核心机密封处理为黑匣子，仅为斯奈克玛公司提供接口参数，双方公司在技术方面高度保密。CFM国际公司中，GE公司和斯奈克玛公司各占50%股份。研制时，由GE公司负责一体化，两家公司各自生产各自负责的零件，运往对方进行总装。双方利润不共享，按照工作份额来分配。CFM公司是国际合作的典范，其成功对我们有重要的启示和指导意义。

3.CFM56系列发动机研发历程

3.1 CFM56发动机简介

CFM56发动机是CFM国际公司的最为主要的一款飞机发动机产品。其CFM56-2原型机和其他几种改型使CFM国际公司大获成功。斯奈克玛公司借此跻身成为国际先进发动机制造商行列。CFM56是由CFM国际制造的高涵道比涡轮风扇发动机，其家族成员的推力介于80至150千牛之间，四种主要型号共制造了超过20000台。

3.2 CFM56-2系列

CFM56-2是CFM56的原型机。第一台CFM56-2发动机于1974年6月在通用电气公司运行，1974年12月另一台CFM56-2发动机在法国斯奈克玛公司运行，分别进行地面试车台考核试验。

1977年2月，CFM56-2发动机在麦道DC-8飞机上首次进行飞行试验。

1979年11月，CFM56-2发动机获得美国ＦＡＡ和法国民航管理局（ＤＧＡＣ）的适航证。

1982年4月，CFM56-2发动机首次装在美国三角洲航空公司的DC-8飞机上投入商业运营。

同时，CFM56-2发动机适用在多种军用飞机上。CFM56-2A-2（-3）成为美国E-3哨兵预警机，E-6水星对潜通信中继机的发动机，CFM56-2B1成为美国KC-135R同温层加油机，RC-135预警机。而安装在麦道DC-8飞机上的发动机属于CFM56-2C1型。

CFM56-2由一台44个叶片的单级风扇、由四级低压涡轮驱动的三级低压压气机、由单级高压涡轮驱动的九级高压压气机和环状燃烧室组成。如图3.1所示。

图3.1 CFM56-2

而对于其竞争对手——普惠公司的JT3D，CFM56-2在推力、耗油率、增压比推重比等方面具有明显优势，CFM56发动机尽管是一款新产品，但各项性能足以超越同类产品，因此欧美各大航空公司和主要部队用户都对CFM56-2发动机情有独钟，因此CFM56发动机可以说一举成名。

3.3 CFM56-3系列

随着CFM56-2发动机的成功，通用电气公司和斯奈克玛公司信心倍增。而此时，波音公司的波音737飞机拥有一笔大单，CFM国际公司与波音公司积极接触，最后决定推出一款专门以波音737飞机为平台，以CFM56发动机为动力的发动机，即波音737-300/CFM56-3，CFM56-3如图所示。

图3.2 CFM56-3

1982年4月，首台CFM56-3发动机投入试车试验。

1983年1月，CFM56-3在波音707上首飞。

1984年1月，CFM56-3取得适航证。

1984年12月，波音737-300/CFM56-3正式投入使用。

波音737最初采用的是普惠公司的JT8D-200发动机，换发之后，使得发动机距离地面比较近，波音公司要求保持原有的尺寸数据不变，以保证安全要求。因此，CFM国际公司与波音公司反复进行技术协调，决定把发动机发型改变一下。一款下部短舱扁平状的设计方案出来了，原本位于下部的齿轮箱和一部分零件转移到了左右两侧。因此这就是我们看到了独具特色的波音737飞机。

图3.3 安装在波音737上的CFM56-3

同样，年轻的CFM56-3发动机比竞争对手JT8D-217优越不少，在起飞推力、耗油率、涵道比、涡轮进口温度、发动机尺寸与重量等方面都较JT8D-217具有明显优势。

3.4 CFM56-4系列

相对于CFM56-2和CFM56-3的成功，CFM56-4则有点胎死腹中的味道。CFM56-4最初打算作为A320的发动机，可产生110千牛的推力。可在1984年计划推出不久，国际航空发动机公司推出最新型的V2500发动机。通用汽车公司和斯奈克玛公司认为这一计划没有必要，因此搁置，准备CFM56-5系列发动机的研制。

3.5 CFM56-5系列

相对于CFM56-3系列是为波音公司研制，CFM56-5系列发动机则是专门为空中客车公司A320系列飞机和A340系列飞机研制。CFM56-5共有3种改进型，即CFM56-5A/B/C。CFM56-5A/B 适用于A320系列飞机上，即A318、A319、A320、A321四种类型，而推力更大的CFM56-5C 则适用于A340飞机上。其中CFM56-5B是用在空中客车飞机上最为广泛的CFM56发动机。

图3.4 CFM56-5A

1986年1月，首台CFM56-5A投入地面试车试验。

1986年6月CFM56-5A在波音707飞机上进行首次飞行试验。

1987年8月CFM56-5A取得适航证。

1988年4月CFM56-5A安装在A320飞机上正式投入使用。

对比之前的CFM56-2和CFM56-3，因为科学技术的发展，CFM56-5上采用了更多的先进技术，使得发动机各项性能指标进一步提升，同时更加环境友好和效率上的提高。因此A320飞机在商业上完胜波音公司的波音737飞机，行业冠军一直保持到2005年。

3.6 CFM56-7系列

波音公司当然不服于空客公司领先民航领域，于是决定研发新一代的波音737飞机，而新一代的飞机一定要在发动机性能上远超对手。因此，波音公司找到CFM国际公司，要求研制符合新一代波音737飞机的发动机。于是，CFM56-7应运而生。

于是，1995年5月，CFM56-7投入地面试验。

1996年1月，CFM56-7在波音747飞机上首飞。

1996年10月，CFM56-7取得适航证。

1997年10月，第一批波音737-700/CFM56-7正是投入使用。

在性能方面，CFM56-7采用了更为先进的技术，耗油率降低，有害污染物排放更加符合环境标准，同时还应用了先进的数字电子控制系统。由于CFM56-7比CFM56-5年轻了近10年，因此，更多新技术注入的同时，也为更多新的商业模式和服务打开了渠道，使得新一代的波音737飞机更受客户欢迎。而由此CFM56-7发动机大获成功。

图3.5 CFM56-7B

3.7 LEAP系列

LEAP系列发动机是CFM公司在新世纪提出的发展方向，LEAP发动机整合了由CFM公司在2005年起动的LEAP56发展案中新发展的发动机技术，并于2008年7月13日，在第46届法恩巴勒航展开幕前一天，发布启动了新一代动力装置LEAP-X发动机，作为波音737和A320系列飞机的配置。2008年11月4日，LEAP-X发动机在第7届中国国际航空航天博览会上首次公开亮相。CFM希望此一新型发动机将能成功取代CFM56-5B与CFM56-7B之地位。相比老一代的CFM系列发动机，LEAP发动机采用了更多的复合材料，新式的叶轮机以及燃烧室。2013年9月CFM国际公司开始了首台全尺寸LEAP发动机的测试，启动了一项范围广泛的地面和飞行测试认证项目，包括在未来3年中对60台发动机进行测试。该项目将于2015年结束并进行认证，2016年在空中客车A320neo飞机上投入商业运营。值得一提的是LEAP-X1C发动机是我国国产大飞机C919唯一的启动动力装置，预计在2018年，这台直径接近2米的巨兽将驱动我国的雄鹰。2009年12月21日，在中国总理温家宝、法国理弗朗索瓦·菲永的共同见证下，中航工业商用飞机发动机有限责任公司与CFM国际有限公司在北京签订谅解备忘录，计划在国内合资建立用于LEAP-X1C发动机总装和试车的生产线。整个

中国市场超过3000台CFM的发动机正在使用或者处于储备订单。此外，CFM国际公司总裁兼CEO让·保罗·埃邦还提供了一个信息，他说中国差不多有将近一万名学生目前在CFM 国际公司接受发动机的相关培训或者已经经过了相关的培训。由此可见中国市场已经成为了CFM公司最大的战略目标。

图3.6 LEAP发动机

4.CFM国际公司与其他公司的合作与竞争

CFM国际发动机公司在民用航空领域与美国波音、欧洲空中客车等公司有着广泛的合作和贸易协定，发动机市场占有率较高；同时由于CFM公司是在美、法两国政府达成一系列协议的前提下成立的，因而其发展的发动机也应用于美、法两军。

推力为100千牛量级的高涵道比发动机CFM 56已为包括新一代波音737、空客A320系列、A340等22个型号飞机提供动力。截至2012年底，CFM国际公司向全球530多家用户交付了24850台发动机。

自2008年对外公开推出的LEAP-X（“前沿航空推进”的英文缩写）发动机是CFM国际公司推出的用于替换目前单通道大型客机动力装置的新型航空发动机系列。其中

LEAP-1A/1B/1C分别使用于空中客车A320neo、波音737MAX与中国C919客机上。

除此之外，CFM公司也与中国展开了全方位的合作。迄今在大中华地区投入运营的装有CFM56发动机的A320系列、A340和新一代波音737飞机达1120架，在用或在订的CFM 发动机超过3000台。近30年来，双方合作不断扩展，包括为中国客户提供产品技术支援服务、为客户提供发动机相关的培训（设在四川广汉的“航空发动机维护培训中心”每年培训700~800名学员，迄今总数超过1万人）、与中国国际航空公司在成都成立CFM发动机大修厂、在中国采购大量的CFM零部件（2011年11月底，中航工业西安航空发动机公司向法国斯奈克玛公司交付第15000个低压涡轮盘）。

CFM公司的主要竞争对手有普惠公司（P&W）和罗尔斯·罗伊斯公司（RR）。

普惠从活塞式航空发动机起家，与美国航空工业一起成长，军用领域一直保持强大竞争力；而民用领域虽然一度衰落，但由于先进的齿轮传动技术的提出，市场份额和野心也在不断扩张，对CFM公司形成不小的冲击，比如空客公司的A320neo有普惠公司生产的净洁动力PW1100G发动机和CFM国际公司生产的LEAP-X发动机两款发动机供客户选择，两家公司有直接的竞争关系。

英国的罗罗公司在商用发动机领域具有很强的竞争力，尤其是在宽体机市场份额很高。比如空客的A380配备的Trent 900以致使普惠和GE两个老冤家联手研发GP7200发动机来对抗罗罗公司。而波音787配备的Trent 1000发动机在世界范围内也拥有极高的市场占有率。

5.结论与启示

1.平等的团队合作是促进成功的关键。

在航空航天领域甚至更多领域，通用电气公司和斯奈克玛公司的成功合作一直是国际合作的典范。两家公司各自出资50%，公司管理是由两家公司平等决策，产品分工也很明确，而且责任、义务、风险也是两家公司平等承担，平等的团队合作才是促进成功的关键。我们国家应加强与国际先进公司的交流与合作，在交流与合作中逐渐成长。

2.航空发动机技术靠仿造、引进是学不会的。

在两家公司合作过程中，通用电气公司负责核心机部分，斯奈克玛公司负责低压压气机及附件部分，由于通用电气公司对其核心机实行严格的技术保密，因此，合作几十年来，斯奈克玛公司仍不能学会其核心机部分的独立设计和生产。对于我国航空发动机的发展，只靠技术仿造和引进不可能制造出自己的发动机，我们必须投入大量人力物力财力进行航空发动机及相关工作的深入研究和发展。

3.航空发动机的发展离不开政府的大力支持。

在CFM国际公司成立过程中，法国总统蓬皮杜寻求外交途径，希望美国总统杜鲁门同意能成立一家由法国斯奈克玛公司和美国通用电气公司合作的发动机制造公司。两国政府对航空发动机事业的支持间接促进了CFM国际公司的成立和CFM56发动机的成功。因此，航空发动机事业的发展离不开政府在人力物力财力等方面的大力支持，并有必要在适当时候通过外交途径促进中国与国际间的交流与合作。

6.参考文献

[1] 倪金刚. CFM56方程.航空工业出版社, 2007.

[2] 维基百科.CFM56

[3] 李杰.LEAP-X发动机的创新性技术.航空科学技术,2011/4.

[4] CFM国际公司官方网站.https://www.wendangku.net/doc/cb7627022.html,/

[5] 方昌德.成功的国际合作项目—CFM56发动机.国际航空杂志，2006/1

[6] 连永华.从CFM56发动机的发展所想到的.China Academic Journal Electrionic Publishing House,1994-2015

[7] 陈尘.CFM56的下一代？.航空维修与工程，2008/3

[8] GE为南航提供CFM56-5B/3发动机.GE在中国. 2008, 57

[9] Bengue L M. Toward ACARE 2020: innovative engine architectures to

achive the environment goals[C].27th International congress of the aeronautical sciences 2010.