普拉特惠特尼公司的核心竞争力是什么？

这个我知道，你也可以看看《航空发动机行业自豪普拉特惠特尼专题研究：欲戴王冠，必承其重》这篇报告，更深入的内容可以去查询原报告。

1、产品创新：从双转子发动机到 GTF 齿轮转动涡轮风扇发动机

1947 年普惠公司首次将双转子结构用于涡浆发动机的设计中并推出 PT-4 发动机， 在联合飞机公司（United Aircraft Corporation）的资助下公司建立了以首席专家安 德鲁•范迪安的名字命名的安德鲁•范迪安实验室并开始 JT3 涡喷双转子发动机的 研制。JT3-8 是第一款进行试验的 JT3 型发动机，1949 年 6 月 27 日完成了首次试 验，但由于封严泄漏、压气机的缺陷以及错误的设计方法，造成发动机过于笨重， 其产生的推力仅为 6500 磅力。公司 1950 年 1 月 21 日开始新发动机 JT3-10B （JT3A）的试验，1951 年完成首飞并配装 B-52“同温层堡垒”战略轰炸机，后 续公司推出 JT8 涡喷发动机用于配装格鲁门（Grumman）公司 A-6 重型舰载攻击 机。除了配套军用飞机外，公司 1960 年根据民航市场需求开始研制 JT8D 双转子 涡扇发动机并应用于波音 727 客机。

在公司双转子结构发动机取得商业及军事广泛认可后，公司 1988 年开始研究基 于双转子结构的改型创新性齿轮传动涡扇发动机（GTF）技术。齿轮传动涡扇发 动机（GTF）是在风扇和低压压气机中间引入减速齿轮箱，使风扇在较低的转速 下工作的同时，可以提高低压压气机和低压涡轮转速，风扇和涡轮机能够以最佳 速度旋转，在降低噪声和负荷的同时减少了级数和叶片数量，提高涵道比。

早在 1970 年，霍尼韦尔公司就已将 GTF 的结构应用于 TFE731 发动机上。1992 年普惠公司首次将齿轮箱装到引擎上进行测试，2001 年公司在加拿大进行全尺 寸测试。2008 年范堡罗航展期间公司正式将 GTF 发动机命名为—洁静动力 PW1000G 型（PurePower PW1000G）发动机，并分别在波音 747 和空客 A380 上 进行测试。PW1100G-JM 在公司与 MTU 和 JAEC 的合作下生产，在 2016 年 1 月 正式服役，为空客 A320neo 提供服务。2021 年，A320neo 系列搭载 GTF Advantage 发动机成功进行首飞，进一步扩大了现有 GTF 发动机的行业影响力。

据公司官网，截至公司 GTF 系列共有 6 款型号，为全球 58 家航空公司，以及空 中客车 A320neo 系列、空中客车 A220 和巴西航空工业公司 E-Jets E2 三个核心机 型平台的 1100 多架飞机提供动力。

在中国市场公司 GTF 发动机同样占据领先地位，根据公司公告披露，截至目前 中国市场已有 11 家航空公司的 200 余架空客 A320neo 装配 GTF 发动机，已执飞 40 万次航班并积累 200 万飞行小时。

齿轮传动风扇发动机在设计的先进性以及实际性能方面更具优势。

1）高涵道比，低油耗：GTF 发动机的涵道比达到 10~12，为空客 A320 和波音 737 飞机所使用的 CFM56 和 V2500 发动机的 2 倍左右，涵道比的增大使得 GTF 发动机的油耗相较其他涡扇发动机下降 12%。

2）低噪声：GTF 发动机风扇由减速器驱动，从而使得风扇和低压涡轮及低压压 气机均可在适合的转速下工作，发动机的风扇采用了更低的叶尖切线速度以降低 噪声，对比 PW4084 发动机 413.3m/s、遄达 800 发动机 478.4m/s、GE90 发动机 376.3m/s，公司 GTF 发动机叶尖切线速度仅为 324m/s。

3）质量轻、气动性强：标准型非齿轮传动发动机有 22~24 片风扇叶片，而 GTF 发动机仅有 18 片后掠式风扇叶片，GTF 具有更轻的风扇系统；标准型发动机具 有 3500 片低压压气机和低压涡轮叶片，而 GTF 发动机仅有约 2000 片，与增加的 减速器质量相互抵消，GTF 发动机风扇叶片的双弧形、无中间凸肩且空心的结构 使得其质量更轻、气动性能更强。

4）经济性：与 V2500 等前代发动机相比，GTF 发动机燃油消耗率降低高达 17%， 同时在高海拔地区及低温环境下具备更大的推力；与非齿轮传动发动机相比， GTF 发动机的维护成本预计可节省 40%。

5）可持续性：理论上，GTF发动机每飞行 1 小时能够节省 100 加仑燃油，减少 1 吨二氧化碳排放。

公司在 GTF 发动机的与研发方面采取分工合作模式以降低项目研发的风险和成 本。GTF 核心机采用 PW6000 涡扇发动机，意大利 Avio 公司负责风扇驱动齿轮 系统的研制，德国 MTU 公司负责高速低压涡轮的研制，沃尔沃航空公司负责涡 轮排气机匣的研制，古德里奇公司（Goodrich）负责细长型引擎舱的研制等。

根据中国航空新闻网 2022 年 4 月 29 日报道，公司与加拿大航空宣布公司GTF 发 动机将为加航30架确定订单及14架拥有购买权的空客A321XLR 飞机提供动力。 公司还将通过EngineWise综合服务协议为加航提供发动机维护服务，首架飞机预 计将于 2024 年第一季度交付。除加航外，5 月 13 日公司宣布其 GTF 发动机将为 澳洲航空公司及航空资本集团（ACG）总数多达 100 架的空客飞机提供动力。

2022 年 7 月 18 日，普惠公司在范保罗航展上宣布，已经开始对 GTF Advantage 发动机开展取证试验。在超过 1500 万小时的运行经验基础上，普惠公司将继续 进行广泛的耐久性测试以确保产品投入运营时的成熟度。GTF Advantage 发动机 将燃油消耗和二氢化碳排放量进一步降低 1%，比上一代发动机效率提升了 17%。 凭借高达 151 千牛的起飞推力，GTF Advantage 发动机还将增加飞机的有效载荷 和航程，为下游航司带来更高的经济性，GTF Advantage 发动机预计于 2024 年开 始交付。

2、模式创新：EngineWise 全生命周期服务

2017 年 4 月，公司宣布推出全新的 MRO（Maintenance Repair & Operations，维 修、修理和大修）服务品牌 EngineWise，为客户提供更多的航空发动机维护维修 预测和响应解决方案，帮助航空公司与租赁公司更有效率地开展业务。据公司副 总裁伊娃-阿祖雷（Eva Azoulay）接受采访时表示，公司希望通过新服务品牌 EngineWise 快速发展数字化服务功能，将实现对全球 400 多家运营商共 10500 台 普惠发动机的个性化 MRO 服务支持。

EngineWise 服务主要包括：1）发动机维护及大修（EngineWise Maintenance）： 根据客户需求提供定制维护或维修服务，按照发动机使用小时数来付费，帮助客 户优化发动机在全寿命周期内的使用成本；2）航材解决方案（EngineWise Materials）：提供经过公司认证的发动机可用零部件及材料，延长发动机零件寿 命并提升剩余价值；3）智能数字化服务（EngineWise Intelligence）：智能监测发 动机运行状况，并根据数据提供发动机健康管理服务。

除此之外，公司还提供现场可移动式的发动机维修服务（On-Wing & Near-Wing）， 大幅节省运输的时间和成本；发动机资产管理（Commercial Serviceable Assets）， 通过收购或出售发动机及模块帮助客户进行库存资产的管理；发动机租赁服务（Lease Support），通过全球范围得客服网点提供全天 24 小时的支持。通过 EngineWise 的数据分析，普惠公司能够根据飞机运营商发动机类型、飞机机型、 地理航线、运营需求及环境状况的不同，对飞机的飞行状况进行监测。

普惠公司通过对其商用发动机客户网站的更名改造与EngineWise售后支持服务组 合保持一致，使客户可以通过网站线上与公司客服团队保持紧密沟通。除了网站 界面的优化外，公司根据其 V2500 发动机和 GTF 发动机的使用情况，不断完善 线下 MRO 网络，2020 年，北京飞机维修工程有限公司(Ameco)、珠海摩天宇航 空发动机维修有限公司(MTU) 、台湾中华航空 MRO 部门和葡萄牙里斯本 OGMA 加入 GTF MRO 网络；2021年至今，大韩航空和瑞士航空技术也先后加入 GTF的 MRO 全球网络。据普惠公司中国区总裁范佑勋与中国民用航空网专访，目前 GTF MRO 网络则在全球设有十个活跃站点，包括 3 个普惠工厂和 7 个合作伙伴 的设施，其中 3个设在美洲、4个在欧洲、3个在亚洲。在中国，公司拥有 7个指 定服务设施和 2 个指定培训设施，通过 35 名现场代表和客户服务专家在 13 个城 市提供 7 天、24 小时全天候响应。

EngineWise 还利用了联合技术数字公司的相关大数据分析技术，早在 PW4000 发 动机项目中，普惠就曾利用大数据分析进行航空发动机监测，制定出相应的维修 方案。通过对海量数据进行分析，普惠公司能够建立相关数学模型预测空停事故。 EngineWise 服务将为下游航空公司等客户带来诸多优势，主要包括通过尖端的数 据分析与实时信息以实现对于发动机可能发生故障的模拟预测，以及公司加大投 资后服务响应速度的大幅提升，为持续增加的服务产品组合带来更智能、更直接 的解决方案，推动公司与客户之间更为透明、紧密的沟通交流。

根据中国航空新闻网 2022 年 7 月 20 日报道，公司与柯林斯宇航共同宣布已签署 一 项 全 面 数 据 交 付 协 议 ， 进 一 步 加 强 双 方 合 作 。 通 过 运 用 柯 林 斯 GlobalConnectSM 解决 方 案 和新 的 全 飞行 数 据产 品 ， 该 合 作将 作 为 公司EngineWise Insights+解决方案的一部分，为客户提供更完善的发动机健康管理服 务。

3、深度绑定先进战机，迭代升级增强产品竞争力

从 F-22 到 F-35，公司通过自身强大的产品研发实力牢牢掌控美国第四代战机的 动力系统供应。1982 年，美国空军提出“先进战术战斗机（ATF）”计划，由洛克 希德、波音和通用动力三家公司联合提出的 YF-22 方案，以及由诺斯洛普公司和 麦道公司联合提出的 YF-23 方案参与投标竞争。对用于先进战术战斗机的发动机， 为满足计划的超音速巡航与超机动要求，美国军方提出推重比达到 10、推力达 到 133.6kN，采用矢量喷嘴等指标要求，普拉特·惠特尼公司与通用电气公司一同 参与先进战机发动机竞标，两家公司分别推出 PW5000（XF119）和 GE37 （XF120）发动机。

1991 年 4 月，经过激烈的竞争后，装配普拉特·惠特尼公司 XF119 发动机的洛克 希德 YF-22原型机获得胜出，1991年 8月 YF-22进入“工程制造和发展（EMD）” 阶段，YF-22 被命名为 F-22，XF119 发动机被命名为 F119，普拉特·惠特尼公司 成为全球首款第四代战机的唯一发动机供应商。随着美国军方因 F-22 战机高昂 的制造和维护成本而逐渐减少订单，公司在 F119 发动机的基础上研发了最大推 力可达到 18.6 吨的 F135 涡扇发动机。F135 发动机使用了 F119 的核心机，配合 高效的 6 级高压压气机，1 级高压涡轮和高效的风扇（由一个 2 级的低压涡轮驱 动），采用了 BAE 系统公司的全权数字式发动机控制系统（FADEC）以提升发动 机的可靠性和可保障性。F135 大量采用外场可替换部件（LRC），其零部件数量 比 F119 减少了大约 40%。对应 F-35A/B/C 三款型号，F135 根据应用场景进行适 配调整，其中 F135-PW-100 作为空军型 F-35A 的动力系统，F135-PW-400 作为海 军舰载型 F-35C 的动力系统，F135-PW-600 作为海军陆战队短距起飞/垂直降落型 F-35B 的动力系统，通过加上向下弯折的三轴承旋转喷管以实现垂直起降功能。

F-35 战机在全球范围的供不应求为公司 F135 发动机的提供了大量的订单需求， 根据美国政府问责办公室（GAO）2022 年度报告数据显示，2021 年公司对于 F35 战机项目共交付 F135 发动机 152 台，其中 6 台为按照合同计划按时交付，146 台为前期合同延迟交付，均价 1248.8 万美元/台。除此之外，据华盛顿邮报 2022 年 6 月 15 日报道，普拉特·惠特尼公司获得美国国防部 250 台 F135 发动机订单用 于装备 F-35 战机，订单价值约 44 亿美元，其中 178 台发动机装配美军，72 台装 配海外盟国的 F-35 战机。

F-35 未来订单充足，公司 F135 发动机仍有较大的增量空间。根据 F-35 整机制造 商洛克希德·马丁 2021 年报预测，随着 2022 年公司产能利用率恢复，预计 F-35 交付量为 148-153 架，2023 年达到 156 架。同时公司有 230 架在手订单交付日期 从 2021 年延期至 2023 年，未来两年 F-35 订单量充足。

根据 Airforce 数据显示，截至 2021 年全球已预定的新增 F-35 战机合计 240 架， 其中美国预定数量 20 架，以北约为首的海外市场预定量 220 架，对应价值超过 30 亿美元的 F135 发动机需求。

2022 年较 2009 年 F135 发动机成本降低 17.63%。据 2009 至 2022 财年美国国防 部《President's Budget Submission Air Force Justification Book Volume 1》，2022 财 年空军 F-35 战机配套的 F135 发动机预算成本为 1277.6 万美元/台，较 2009 财年 减少 17.63%。

F135 发动机交付量的提升带动每台发动机生产工时的下降，根据美国国防部和 普惠公司数据显示，2012 年 48 台 F135 发动机交付量对应每台平均工时为 1555 小时，报废、返工、维修所需工时占比 2.4%；2017 年随着发动机交付量提升至 73台，对应每台平均工时下降至1272小时，同比下降18.2%，其中报废、返工、 维修所需工时占比下降至 2.0%。

欲戴王冠，必承其重，公司作为 F-35 战机的唯一发动机供应商，面临来自美国 政府以及竞争对手的挑战驱使公司需要对产品以及交付能力不断进行优化升级。 2022 年 4 月 28 日，美国政府问责办公室（GAO）发布标题为《F-35 的可持续性： 美国国防部面临诸多不确定性且没有达到关键目标》（F35 SUSTAINMENT—— DOD Faces Several Uncertainties and Has Not Met Key Objectives）的报告，报告中 表示 2019-2021 年间 F-35A/B/C 三款型号均未达到任务执行率目标（可实现任务 目标的时长占比）。

美国政府问责办公室认为导致 F-35 无法实现执行目标的主要原因是发动机的交 付稳定性问题，根据测算，2022 年 2 月因缺少发动机而无法正常服役的 F-35 战 机达到 36 架，占到现役 F-35 总数的 8%。根据美国政府问责办公室的分析，造 成 F-35 发动机短缺的核心原因主要包括发动机维修产能不足，尤其是发动机电 源模块部分，以及部分供替换的零部件短缺。

根据美国政府问责办公室数据统计， 2020 年平均每台发动机暴露出的质量问题 超过 1200 个；2021 年发动机短缺最多时达 48 台，停飞率超过 15%。

F-35 发动机可持续性保障区别于其他战斗机在于其基层级和基地级的两级维修方 法，F135 发动机除最基本的维修外，所有的维修必须在维修站点进行，因此会 导致维修站点产品的积压。虽然两级维修方法的成本低于三级，但是与基层级别 相比，中级维修能够执行更密集的维修任务，例如诊断测试和维修或更换损坏或 无法使用的部件。以 F-22 发动机为例，其采用三级维修方式，中继级维修可以 对发动机进行小修，减少了发动机被送往机库的数量。

美国国防部针对 F-35 战机发动机稳定性问题，通过改善发动机维修基地设备、 人员配置从而增加产能，提升零部件的可靠性和易维护性，以及增加零部件的使 用时长等方式提升发动机稳定性，美国国防部预测到 2022 年底缺少发动机的 F35 战机数量占比将由年中的 10%下降至 3%。

2021 年，公司针对 F-35 战机所遇到的问题推出 F135 加强版解决方案（Enhanced Engine Package，EEP），升级后的 F135 发动机适配于 F-35 Block 4 的升级版本， 增加超过 10%的航程和推力、超过 50%的热管理能力以及 5%的 F-35B 短距起降 型升力的同时具有更好的成本效益，可在前期已经将 F135 单位成本降低 50% 的 基础上，再降低 36% 的首次翻修成本，并在 2028 年无缝接入现有的生产线。 F135 EEP 解决方案是公司未来能否保持 F-35 战机独家供应商地位的关键。相较 于美国国防部考虑作为 F135 替代方案的自适应通用发动机计划（AETP），AETP 计划需要超过 400亿美元的资金投入，将极大的增加F-35战机的平均成本，F135 EEP 方案更具性价比优势。AEPT 计划在适配机型方面同样受限，据公司负责 F135 发动机项目的副总裁詹妮弗·拉特卡 (Jennifer Latka) 接受美国《空军杂志》 采访时表示，AETP 技术仅适用于空军 F-35A 和海军 F-35C 型号，无法适用于海 军陆战队的 F-35B 型号。总体来说，随着公司面临挑战后的产品迭代升级，F135 发动机在未来一段时间内仍将保持 F-35 战机唯一发动机平台的地位。

据公司 2021 年报披露，2021 全年公司获得了来自于美国军方 17 亿美元的 F135 发动机持续性订单，4.35 亿美元 F119 发动机持续性订单，以及来自于海外客户 价值 2.25 亿美元的 F135 发动机和价值 2.12 亿美元的 F100 发动机订单。