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我国航空发动机、燃气轮机产业发展起步较迟,随着国家对航空发动机自主研发的力度加大以及“两机专项”、“飞发分离”等政策红利的落实,产业发展日渐加速。

在军航方面,我国航空发动机研发从早期的仿制改进为主,从涡喷-13 开始,我国开始向自主设计研发转变,并逐渐实现军机发动机的国产化替代。目前。我国已经具备自主研发三代航空发动机的能力,实现了航空发动机从中等推力向大推力、从涡喷到涡扇的跨越。2017年底我国海军飞机总数为409架,空军飞机总数为1790架,陆军军用飞机总数为836架。

我国航空发动机行业市场需求规模不断扩大

航空发动机是一个进入门槛极高的行业,全球范围内呈现出典型的寡头垄断格局。目前能够独立研发大推力航空发动机产品的,主要是美国、欧洲的英国和法国。此外俄罗斯也自成系统,尤其是在军用航空发动机上有比较强的实力,但在商用市场上没有竞争力,整体呈现三级格局。

据前瞻产业研究院发布的《中国航空发动机行业战略规划和企业战略咨询报告》统计数据显示,2011年我国航空发动机市场需求规模为166.47亿元。2013年我国航空发动机市场需求规模突破200亿元。2015年我国航空发动机市场需求规模超300亿元,截止至2017年我国航空发动机市场需求规模增长至465.5亿元。

2011-2017年我国航空发动机市场需求规模统计情况

数据来源:前瞻产业研究院整理

人工智能嵌入航空发动产业全流程

人工智能(ai)是信息化时代进一步发展的新兴科技,航空发动机则是传统工业“皇冠上的明珠”。近日,国际发动机领军企业通用电气全球副总裁柯林·帕里斯宣称,人工智能已经嵌入通用电气航空发动机产业全流程。

航空发动机是结构复杂的钢铁实体,人工智能的核心则是一串串程序代码。一种名为“数字孪生”的技术可将发动机装进“计算机”,通用电气先利用“数字孪生”技术为航空发动机构建一个数字“双胞胎”,再与人工智能算法结合形成“智能模型”。一方面,该模型可辅助工程师优化航空发动机设计方案:智能“设计师”可先提供4—5个设计方案,工程师再从中择优。另一方面,该模型还能够实时预测发动机故障,如压缩机受损或涂层腐蚀受损等,优化发动机检测频率。

在发动机的制造上,既可以通过智能制造技术直接提高生产速度,例如借助机器视觉技术控制热障涂层喷涂;又能使用智能算法优化生产线设计方案以达到最高的效率。在发动机的使用和维护上,则使用智能算法优化航空发动机使用方案,以最少的燃油达到最大的效率,同时利用机器视觉技术来检测失效或断裂的部件。此外,通用电气还研发了一种智能机器人,用于叶片涂层的检测和修补。

帕里斯指出,人工智能对传统航空发动机产业起到了颠覆性作用。智能检测技术将传统的发动机叶片检测时间从20小时缩短到20分钟,并大大节约了人力,避免了人员操作误差。截至2017年,通用电气已经进行了数百万个“数字孪生”项目,帮助公司节约了数千万美元成本。

帕里斯表示,新型航空发动机是未来通用电气主要聚焦领域之一,公司计划未来20年在航空发动机和燃气轮机产业投资2100亿美元,而积极应用人工智能技术有望给公司带来更大利润。同时,通用电气将与英特尔、英伟达等公司深化合作,开发新的智能软件和硬件。

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