AERO100連載 | KAMAN AEROSPACE

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航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 2019-06-24

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美國Kaman公司起源于直升機(jī)制造的知名公司。目前全球雇員人數(shù)5100+，2018年收入接近19億美元，客戶遍布50個國家。業(yè)務(wù)分為兩個板塊：航空航天領(lǐng)域和工業(yè)分銷。

在航空領(lǐng)域里雇員2900人，2016年凈銷售額7.02億美元，占總收入的39%，全球范圍有21個生產(chǎn)場所。

Kaman的創(chuàng)新基因

Kaman公司的歷史就是一部創(chuàng)新的歷史。

1945年12月12日，26歲的查爾斯·H·卡曼（Charles H. Kaman）憑借2,000美元和他發(fā)明的伺服襟翼（servo-flap）控制旋翼成立了卡曼飛機(jī)公司。

1947年1月15日，Kaman的第一架直升機(jī)K-125首次試飛。他們憑借相互嚙合的并列雙旋翼設(shè)計成功的獲得64000美元的額外資金。

1949年，改進(jìn)版K-125、K-225 首次亮相，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊成功被它們吸引，共購買了3架。Kaman的K-225成為世界上第一架由燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)——波音B502-2提供動力的直升機(jī)。5年后，Kaman推出了配備了兩架波音502-2發(fā)動機(jī)的HTK-1，成為世界上第一臺雙渦輪動力直升機(jī)。

圖為改進(jìn)版的K-125和HTK-1

1957年，Kaman率先使用HTK-1進(jìn)行無人駕駛直升機(jī)飛行，這是世界上第一架遙控直升機(jī)。1960年，Kaman推出首款全復(fù)合材料主旋翼槳葉。

創(chuàng)始人的故事

圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開資料

1945年，查爾斯·休倫卡曼是一名26歲的工程師，生活在康涅狄格州，當(dāng)時他在他母親的車庫里創(chuàng)辦了Kaman飛機(jī)公司。經(jīng)過了半個世紀(jì)的磨練與洗禮，現(xiàn)在卡曼公司的卡曼飛機(jī)公司已成為價值數(shù)十億美元的公司。

作為旋翼飛行的先驅(qū)，這位偉大的發(fā)明家——卡曼取得了許多突破，包括第一臺燃?xì)鉁u輪動力直升機(jī)，第一臺雙渦輪動力直升機(jī)，第一臺遙控直升機(jī)和第一臺全復(fù)材旋翼葉片。多年來，他的直升機(jī)的性能創(chuàng)造了無數(shù)記錄。

他出生于1919年6月15日，在華盛頓特區(qū)長大。作為一個十幾歲的航空愛好者，卡曼手工制作的滑翔機(jī)刷新了全國飛行時間記錄。他夢想成為一名專業(yè)飛行員，但一只耳朵的殘疾迫使他改變了計劃。

他在天主教大學(xué)獲得了航空工程學(xué)士學(xué)位，并于1940年以優(yōu)異成績畢業(yè)。他在漢密爾頓標(biāo)準(zhǔn)公司的螺旋槳性能部門擔(dān)任職務(wù)。在研究螺旋槳動力學(xué)時，他遇到了正在為聯(lián)合飛機(jī)開發(fā)直升機(jī)的伊戈爾西科斯基。由此，他的生活開始發(fā)生了變化。

當(dāng)卡曼先生剛開始從事垂直起降飛行器的業(yè)務(wù)時，那時的直升機(jī)不穩(wěn)定且難以飛行?？壬靡归g和周末在家的時間，開發(fā)了基于“伺服襟翼”一種新的旋翼控制概念——在旋翼葉片邊緣增加的小型副翼，以提高直升機(jī)的穩(wěn)定性。他還提出了相互嚙合的旋翼，它可以在不用尾槳的同時增加升力。這些發(fā)明成為所有卡曼直升機(jī)的標(biāo)志。

圖為HOK-1、HH-43B

1947年1月15日，第一架卡曼直升機(jī)K-125從地面升起。這是一次短途的飛行，距離地面6英寸，速度為每小時50-60英里。

該公司于1948年取得了首次重大突破，當(dāng)時美國海軍購買了兩架卡曼的直升機(jī)進(jìn)行評估?？腟H-2 Seasprite直升機(jī)飛行超過100萬小時，服役于在美國海軍在反潛戰(zhàn)、反艦監(jiān)視和瞄準(zhǔn)、搜索和救援以及公用事業(yè)行動中。

卡曼先生杰出的職業(yè)生涯中最令人驕傲的成就之一就是卡曼直升機(jī)大約在20世紀(jì)下半葉拯救了15,000多人的生命。在韓國和越南戰(zhàn)爭期間，卡曼HH-43“Huskie”飛行的救援任務(wù)超過了所有其他直升機(jī)的總和，并且仍然是唯一一架在其整個使用壽命期間服役的軍用直升機(jī)，服役期間無任何生命或事故損失。

圖為HH-43“Huskie”，圖片來自wikipedia

1992年，卡曼推出了K-MAX“空中卡車”，這是第一架專門為重復(fù)性重型作業(yè)設(shè)計的直升機(jī)。K-MAX已廣泛用于伐木、建筑、采礦、消防、石油和天然氣勘探以及其他高空作業(yè)。

雖然卡曼公司證明了他卓越的商業(yè)成就，但一系列杰出的獎項代表了卡曼先生的個人成就。1997年，他獲得了美國國家航空協(xié)會萊特兄弟紀(jì)念獎，這是美國首屈一指的航空獎。

克林頓總統(tǒng)于1996年向他頒發(fā)了國家技術(shù)獎?wù)拢@是美國對技術(shù)卓越貢獻(xiàn)的最高認(rèn)可。他還獲得了康涅狄格州技術(shù)獎?wù)?、美國國防部杰出公共服?wù)獎?wù)?、航空周和空間技術(shù)桂冠、和艦隊海軍上將W. Nimitz?獎。

他被選入國家海軍航空博物館榮譽(yù)館，并被任命為皇家航空學(xué)會榮譽(yù)院士。他還獲得了康涅狄格大學(xué)、哈特福德大學(xué)和科羅拉多大學(xué)的榮譽(yù)博士學(xué)位。

卡曼先生是20世紀(jì)領(lǐng)先的航空先驅(qū)之一，也是一位偉大的企業(yè)家和人道主義者，他于2011年1月31日在康涅狄格州布盧姆菲爾德去世，享年91歲。

產(chǎn)業(yè)分類

主制造商>通用航空制造

制造商>機(jī)體結(jié)構(gòu)件制造>復(fù)材結(jié)構(gòu)件制造

制造商>機(jī)體結(jié)構(gòu)件制造>其他結(jié)構(gòu)件

制造商>航空標(biāo)準(zhǔn)件制造>航空軸承齒輪制造

制造商>機(jī)載系統(tǒng)與設(shè)備制造>飛行控制系統(tǒng)

制造商>螺旋槳與旋翼系統(tǒng)制造

制造商>直升機(jī)旋翼機(jī)零件制造

Kaman Aerospace屬于航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)中產(chǎn)業(yè)目錄的以上子分類。

產(chǎn)品

Kaman Aerospace航空領(lǐng)域的產(chǎn)品分為三個系列：航空系統(tǒng)、特種/航空軸承及工程產(chǎn)品和引信及精密產(chǎn)品。

航空系統(tǒng)下細(xì)分3個板塊：飛行器和MRO、復(fù)材結(jié)構(gòu)、集成結(jié)構(gòu)和金屬

特種/航空軸承和工程產(chǎn)品下細(xì)分2個板塊：自潤滑軸承、靈活驅(qū)動系統(tǒng)

接下來我們主要介紹一下航空系統(tǒng)的產(chǎn)品和特種/航空軸承概況。

系列一：航空系統(tǒng)

板塊一：飛行器和MRO

產(chǎn)品舉例一：K-MAX

K-MAX可用于消防、國防軍事（美國海軍陸戰(zhàn)隊將無人K-MAX部署到阿富汗）、賑災(zāi)等活動。它是目前世界上唯一采用這種雙旋翼并列布局、專門為執(zhí)行外部吊掛任務(wù)而設(shè)計的直升機(jī)，號稱“直升機(jī)中的妖孽”，載重達(dá)到2.7噸，是個名副其實的大力士。

K-MAX最大的特點是采用并列雙旋翼式結(jié)構(gòu)，兩旋翼軸在機(jī)體上方相距很近，且均向機(jī)體外側(cè)傾斜，由于設(shè)計時已經(jīng)考慮了兩個旋翼之間的協(xié)調(diào)性，因此二者在工作時不會發(fā)生碰撞。

K-Max直升機(jī)效率高的關(guān)鍵是它有一個帶有伺服襟翼控制的超大嚙合旋翼系統(tǒng)。在沒有尾旋翼的情況下，所有發(fā)動機(jī)動力都直接傳遞到大的反向旋轉(zhuǎn)主旋翼上。更重要的是，K-Max在高海拔和高溫下保持其動力和性能，與傳統(tǒng)尾旋翼配置的直升機(jī)相比，它需要的維護(hù)更少。

產(chǎn)品舉例二：SH-2G Super Seasprite

SH-2G Super Seasprite是全天候的多任務(wù)直升機(jī)，專為滿足美國海軍的嚴(yán)格要求而設(shè)計，具有所有海上直升機(jī)的最高功率重量比，即使在單引擎飛行條件下也能確保安全的返回能力。SH-2G是一個完全集成的多任務(wù)海上武器系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)反潛戰(zhàn)、反水面戰(zhàn)、監(jiān)視、部隊運輸、垂直補(bǔ)給、搜索救援和實用任務(wù)。

SH-2G Super Seasprite，又稱「超海妖」

板塊二：復(fù)材結(jié)構(gòu)

Kaman Aerospace可以生產(chǎn)一系列復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，從整體結(jié)構(gòu)到夾層零件，包括碳纖維復(fù)合材料、玻璃和通過高壓固化的芳綸。Kaman Aerospace專門從事軍事和民用應(yīng)用，產(chǎn)品種類繁多，包括副翼總成和小翼等飛行控制裝置。

具體可生產(chǎn)：

復(fù)合金屬及復(fù)合材料主、尾旋翼葉片及部件
復(fù)合固定翼和旋轉(zhuǎn)翼金屬鍵合部件制造
復(fù)合飛行結(jié)構(gòu)、輕型電子外殼和航空結(jié)構(gòu)件
金屬結(jié)構(gòu)點焊
防腐涂層等

產(chǎn)品舉例：復(fù)材葉片

作為SH-2G和K-Max直升機(jī)的原始設(shè)備制造商，Kaman是一家高質(zhì)量的直升機(jī)復(fù)材葉片結(jié)構(gòu)的成熟制造商。應(yīng)用于SH-2G Super Seasprite CMRB，且在AH-1 Cobra以及MD-900 Explorer CMRB首次推出了全復(fù)材葉片。

迄今為止，Kaman已在超過2,000架UH-60 Blackhawk（服役于美國陸軍）主旋翼槳葉上開發(fā)并實施了葉片防腐蝕涂層系統(tǒng)（Hontek）。該系統(tǒng)適用于暴露于嚴(yán)重的沙塵或雨水侵蝕環(huán)境的葉片。

Kaman是旋翼行業(yè)中的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，其合作客戶有西科斯基飛機(jī)公司、貝爾直升機(jī) - 德事隆、波音、美國歐洲直升機(jī)公司、MD直升機(jī)、Northrup Grumman、柯蒂斯賴特等。

板塊三：集成結(jié)構(gòu)和金屬

Kaman在這個板塊的客戶包括波音、諾斯羅普格魯門公司、洛克希德馬丁公司、凱旋航空結(jié)構(gòu)公司、西科斯基飛機(jī)公司等。

圖為生產(chǎn)廠內(nèi)

目前的綜合結(jié)構(gòu)和金屬項目包括：H-60駕駛艙、AH-1Z駕駛艙、767/777固定后緣組件、C-17翼肋和隔板組件、A-10機(jī)翼更換程序控制面、CH-148尾旋翼掛架等。

圖為AH-1Z，又稱「蝰蛇」，圖片出自互聯(lián)網(wǎng)公開資料

圖為C-17，又稱「環(huán)球霸王III」，圖片出自互聯(lián)網(wǎng)公開資料

圖為H-60，圖片出自互聯(lián)網(wǎng)公開資料

系列二：特種/航空軸承和工程產(chǎn)品

Kaman自成立以來，于1965年，發(fā)明了KAcarb自潤滑軸承，并成立了Kamatics公司后，開始了在軸承領(lǐng)域的一系列的收購活動。1982年，Kaman成立了Kaman航空軸承公司（Kaman Aircraft Bearing Corporation）。

圖為Kaman的Kamatics軸承分部，圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開資料

2002年，Kaman收購了RWG Frankenjura Industrie Flugwerklager GmbH，該公司主要為航空航天工業(yè)生產(chǎn)球軸承、桿端、刷子和特殊部件。2015年，Kaman以1.429億美元收購了德國的GRW Bearing GmbH。GRW主營設(shè)計和制造精密滾珠軸承，并在歐洲擁有生產(chǎn)設(shè)施。因此，這些近半個世紀(jì)的積累造就了卡曼現(xiàn)在的主營三大軸承品牌：GRW、 Kamatics和RWG。

Kaman的軸承可應(yīng)用在飛行控制系統(tǒng)、起落架、艙門、發(fā)動機(jī)等部位。

圖為Kaman的航空軸承及相關(guān)產(chǎn)品，其中有起落架凸輪總成、2件式鋼帶止動軸承、起落架執(zhí)行器分離球、混合滾動軸承等

應(yīng)用舉例：

左圖驅(qū)動系統(tǒng)：

Kaman特種/航空軸承的KA-Flex和Tufflex聯(lián)軸器可用于主旋翼和尾旋翼的無潤滑傳動軸。?

右圖飛控系統(tǒng)：

Kaman 航空系統(tǒng)產(chǎn)品可提高Hontek旋翼葉片防侵蝕涂層。Kaman特種/航空軸承可設(shè)計和制造用于葉片控制的變槳軸承以及專為高負(fù)荷葉片減震器設(shè)計的軸承。RWG部門可為飛控系統(tǒng)和旋翼槳轂提供軸承與連桿。

左圖起落架：

Kaman 特種/航空軸承可為起落架提供免潤滑解決方案，包括上支柱和下支柱以及拖曳支撐，縮回致動器和上鎖/下鎖。此外，Kamatics耳軸軸承用于將起落架連接到機(jī)身。

右圖尾旋翼塔架結(jié)構(gòu)：

Kaman航空系統(tǒng)可提供復(fù)合/金屬尾臂/尾旋翼塔架結(jié)構(gòu)。此外還為塔架提供詳細(xì)的金屬鈑金和機(jī)加工零件以及子組件的全球制造和裝配。

左圖葉片：

Kaman可提供技術(shù)成熟的復(fù)材葉片

右圖駕駛艙及結(jié)構(gòu)件：

Kaman航空系統(tǒng)可為全球客戶提供鈑金和機(jī)加工機(jī)構(gòu)以及駕駛艙組件。Kaman的Kamatics和RWG軸承可用于總操縱桿組件和踏板上，以提供平穩(wěn)的控制、延長使用壽命且減少維護(hù)。

Kaman Aerospace與中國

2017年10月30日，廣東聚翔通用航空引進(jìn)了兩架Kaman的K-MAX直升機(jī)在湖北屯倉首飛，并進(jìn)行了吊桶灑水演示飛行，未來將主要應(yīng)用于森林航空消防工作。

這兩架K-MAX，注冊號分別為B-70VZ和B-70WA。這是中國客戶首次引進(jìn)K-MAX直升機(jī)，標(biāo)志著該系列直升機(jī)正式進(jìn)入中國通用航空市場。

目前，K-MAX的售價新機(jī)約為751.36萬美元/架；二手機(jī)約為525萬-700萬美元/架。

美國Kaman起源于航空的技術(shù)創(chuàng)新，又在發(fā)展過程中以技術(shù)創(chuàng)新推動應(yīng)用拓展（例如直升機(jī)相關(guān)的復(fù)材和軸承技術(shù)衍生出零部件制造業(yè)務(wù)，主機(jī)廠的研發(fā)和制造集成能力衍生出工業(yè)服務(wù)能力），完成了從主機(jī)廠到制造商和服務(wù)商的轉(zhuǎn)變。其模式像他們的直升機(jī)產(chǎn)品一樣獨特而有借鑒意義。