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20160506--即将盛开国产化的“工业之花”,我国航空发动机专利分析

 

航空发动机被誉为“工业之花”,是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。目前世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美、英、法、俄等少数几个国家。高性能航空发动机的研制一直是我国的痛点。

 

早在2014年,就有消息称歼-20或换装新型动力系统,可能换用国产“心脏”,全面实现国产化。而近期,久未露面的国产第四代隐形战斗机歼-20的最新一架原型机2016号,已经于9月11日开始在成都飞机制造厂开始了地面滑行测试。2016号歼-20的有一个重大的变化就是发动机,此次亮相的2016号歼-20的试飞机发动机尾喷口从原来的白色变成了黑色,不由得让人联想到是不是歼20换装第四代发动机涡扇-15了。

 

涡扇发动机是什么?

 

涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机,是飞机发动机的一种,具有推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低,飞机航程远等优点,适合飞行时速400-1000公里的飞机。英国的罗尔斯?罗伊斯公司从1948年开始研发的“康维”即是涡扇发动机,现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源,目前该技术在民用和军用方面都取得了显著的技术效果。我国自主研发的“太行”也是涡扇发动机。目前,歼-20战斗机六架原型机中有五架使用了俄制发动机,而至少有一架在测试国产“太行”改进型发动机。

 

那么我国在涡扇发动机领域的技术创新状况如何呢,小i今天便来带大家一探究竟。

 

涡扇发动机相关专利申请

 

通过对我国涡扇发动机相关专利申请进行初步检索,小i发现,截止到2015年11月5日,我国已公开的涡扇发动机领域专利申请近24118件。

 

从前十位专利申请人的专利申请情况来看,国外申请人有三位,国内申请人则有七位。其中,来自美国的通用电气、法国的斯奈克玛以及埃尔塞乐公司分别占据了第一、第二和第五的位置,显然这些公司在中国就涡扇发动机领域进行了广泛的专利布局,且申请量远超中国本土申请人,具有较强的技术优势,国内航空发动机企业需注意学习、研究并合理借鉴其相关专利技术以及防范自身产品的专利侵权风险。

 

中国本土专利申请人中,以北京航空航天大学、沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司和中国商用航空发动机有限责任公司的专利申请数量较有优势,在我国涡扇发动机领域专利排名中分别位居第三位、第四位和第六位,是我国航空涡轮风扇发动机技术领域的主要技术创新力量。

 

涡轮风扇航空发动机TOP10专利申请人

 

综合来看,涡轮风扇航空发动机中,虽然TOP10申请人中我国本土申请人数量多于国外,但从专利数量及排名来看,来自国外申请人包括通用电气、斯奈克玛和埃尔塞乐比我国企业具有更强的技术优势,其在中国布局的专利对我国企业而言是需要重视的技术壁垒。

 

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国外企业专利技术分类情况

 

进一步对通用电气公司、斯奈克玛和埃尔塞乐的相关专利进行研究分析发现,通用电气公司在涡轮风扇发动机相关专利分类号主要涉及F01D5/00(发动机叶片及叶片支撑元件)F02C7/00(发动机部件、零件或附件)、F23R3/00(应用液体或气体燃料的连续燃烧室);斯奈克玛公司在该技术领域的相关专利分类号主要涉及F01D5/00(发动机叶片及叶片支撑元件);埃尔塞乐的主要技术创新方向体现在F02K1/00(以喷管或喷嘴的结构或配置为特征的喷气推进装置)。

 

下图为通用电气公司、斯奈克玛和埃尔塞乐的相关专利分类号(大组)前五位排名情况,通过分析发现通用电气和斯奈克玛在F01D5/00、F02C7/00、F23R3/00和F01D25/00的技术研究方向重合,埃尔塞乐与通用电气和斯奈克玛的技术研究方向则有所不同,主要专利技术分类号为F02K1/00。

 

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国内企业和高校专利技术分类情况企业

我国涡轮风扇发动机的本国专利申请人中,沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司和中国商用航空发动机有限责任公司作为重要的涡扇发动机制造与生产企业,其关注的技术发展方向如何?下图显示了这两家企业主要涉及的专利分类号,可以看出沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司主要关注F02C7/00(发动机部件、零件或附件),中国商用航空发动机有限责任公司主要关注F23R3/00(应用液体或气体燃料的连续燃烧室)。

高校

高校方面,我国在涡扇发动机领域专利申请量最高的北京航空航天大学的专利技术最主要涉及F23R3/00(应用液体或气体燃料的连续燃烧室)和F01D5/00(发动机叶片及叶片支撑元件)。

 

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国内国外申请人对比

 

通用电气和斯奈克玛均较关注F01D5/00(发动机叶片及叶片支撑元件),并非我国航空发动机企业最关注的技术研发方向,但北京航空航天大学在该领域具有一定技术创新成果,是我国企业可以考虑进行技术合作的对象。

 

综合来看,我国在涡扇发动机领域,拥有中国商用航空发动机有限责任公司、沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司、中国南方航空工业(集团)有限公司等飞机发动机制造企业以及北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学等技术研发单位,具有较好的产业发展基础。但和国外相比,我国技术实力稍显不足,该领域我国仍具有较大的发展空间。

 

目前我国在军用航空发动机通过“两条腿走路”,即国外技术引进与国产化研究并行,以确保军用战斗机的发动机供应。相信在“两条腿走路”的双重保障下,我国涡扇发动机定将盛开国产化的“工业之花”!