AERO100连载 | KAMAN AEROSPACE

航空产业网 2019-06-24

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美国Kaman公司起源于直升机制造的知名公司。目前全球雇员人数5100+,2018年收入接近19亿美元,客户遍布50个国家。业务分为两个板块:航空航天领域和工业分销。


在航空领域里雇员2900人,2016年净销售额7.02亿美元,占总收入的39%,全球范围有21个生产场所。

Kaman的创新基因


Kaman公司的历史就是一部创新的历史。


1945年12月12日,26岁的查尔斯·H·卡曼(Charles H. Kaman)凭借2,000美元和他发明的伺服襟翼(servo-flap)控制旋翼成立了卡曼飞机公司。


1947年1月15日,Kaman的第一架直升机K-125首次试飞。他们凭借相互啮合的并列双旋翼设计成功的获得64000美元的额外资金。

1949年,改进版K-125、K-225 首次亮相,美国海军和海岸警卫队成功被它们吸引,共购买了3架。Kaman的K-225成为世界上第一架由燃气涡轮发动机——波音B502-2提供动力的直升机。5年后,Kaman推出了配备了两架波音502-2发动机的HTK-1,成为世界上第一台双涡轮动力直升机。

图为改进版的K-125和HTK-1


1957年,Kaman率先使用HTK-1进行无人驾驶直升机飞行,这是世界上第一架遥控直升机。1960年,Kaman推出首款全复合材料主旋翼桨叶。

创始人的故事

图片来自互联网公开资料


1945年,查尔斯·休伦卡曼是一名26岁的工程师,生活在康涅狄格州,当时他在他母亲的车库里创办了Kaman飞机公司。经过了半个世纪的磨练与洗礼,现在卡曼公司的卡曼飞机公司已成为价值数十亿美元的公司。

 

作为旋翼飞行的先驱,这位伟大的发明家——卡曼取得了许多突破,包括第一台燃气涡轮动力直升机,第一台双涡轮动力直升机,第一台遥控直升机和第一台全复材旋翼叶片。多年来,他的直升机的性能创造了无数记录。

 

他出生于1919年6月15日,在华盛顿特区长大。作为一个十几岁的航空爱好者,卡曼手工制作的滑翔机刷新了全国飞行时间记录。他梦想成为一名专业飞行员,但一只耳朵的残疾迫使他改变了计划。

 

他在天主教大学获得了航空工程学士学位,并于1940年以优异成绩毕业。他在汉密尔顿标准公司的螺旋桨性能部门担任职务。在研究螺旋桨动力学时,他遇到了正在为联合飞机开发直升机的伊戈尔西科斯基。由此,他的生活开始发生了变化。

 

当卡曼先生刚开始从事垂直起降飞行器的业务时,那时的直升机不稳定且难以飞行。卡曼先生利用夜间和周末在家的时间,开发了基于“伺服襟翼”一种新的旋翼控制概念——在旋翼叶片边缘增加的小型副翼,以提高直升机的稳定性。他还提出了相互啮合的旋翼,它可以在不用尾桨的同时增加升力。这些发明成为所有卡曼直升机的标志。

图为HOK-1、HH-43B

1947年1月15日,第一架卡曼直升机K-125从地面升起。这是一次短途的飞行,距离地面6英寸,速度为每小时50-60英里。

 

该公司于1948年取得了首次重大突破,当时美国海军购买了两架卡曼的直升机进行评估。卡曼的SH-2 Seasprite直升机飞行超过100万小时,服役于在美国海军在反潜战、反舰监视和瞄准、搜索和救援以及公用事业行动中。

 

卡曼先生杰出的职业生涯中最令人骄傲的成就之一就是卡曼直升机大约在20世纪下半叶拯救了15,000多人的生命。在韩国和越南战争期间,卡曼HH-43“Huskie”飞行的救援任务超过了所有其他直升机的总和,并且仍然是唯一一架在其整个使用寿命期间服役的军用直升机,服役期间无任何生命或事故损失。

 

图为HH-43“Huskie”,图片来自wikipedia

1992年,卡曼推出了K-MAX“空中卡车”,这是第一架专门为重复性重型作业设计的直升机。K-MAX已广泛用于伐木、建筑、采矿、消防、石油和天然气勘探以及其他高空作业。

 

虽然卡曼公司证明了他卓越的商业成就,但一系列杰出的奖项代表了卡曼先生的个人成就。1997年,他获得了美国国家航空协会莱特兄弟纪念奖,这是美国首屈一指的航空奖。

 

克林顿总统于1996年向他颁发了国家技术奖章,这是美国对技术卓越贡献的最高认可。他还获得了康涅狄格州技术奖章、美国国防部杰出公共服务奖章、航空周和空间技术桂冠、和舰队海军上将W. Nimitz 奖。

 

他被选入国家海军航空博物馆荣誉馆,并被任命为皇家航空学会荣誉院士。他还获得了康涅狄格大学、哈特福德大学和科罗拉多大学的荣誉博士学位。

 

卡曼先生是20世纪领先的航空先驱之一,也是一位伟大的企业家和人道主义者,他于2011年1月31日在康涅狄格州布卢姆菲尔德去世,享年91岁。


产业分类

主制造商>通用航空制造

制造商>机体结构件制造>复材结构件制造

制造商>机体结构件制造>其他结构件

制造商>航空标准件制造>航空轴承齿轮制造

制造商>机载系统与设备制造>飞行控制系统

制造商>螺旋桨与旋翼系统制造

制造商>直升机旋翼机零件制造


Kaman Aerospace属于航空产业网中产业目录的以上子分类。

产品

Kaman Aerospace航空领域的产品分为三个系列:航空系统、特种/航空轴承及工程产品和引信及精密产品。

航空系统下细分3个板块:飞行器和MRO、复材结构、集成结构和金属

特种/航空轴承和工程产品下细分2个板块:自润滑轴承、灵活驱动系统

接下来我们主要介绍一下航空系统的产品和特种/航空轴承概况。

系列一:航空系统

板块一:飞行器和MRO


产品举例一:K-MAX

K-MAX可用于消防、国防军事(美国海军陆战队将无人K-MAX部署到阿富汗)、赈灾等活动。它是目前世界上唯一采用这种双旋翼并列布局、专门为执行外部吊挂任务而设计的直升机,号称“直升机中的妖孽”,载重达到2.7吨,是个名副其实的大力士。

K-MAX最大的特点是采用并列双旋翼式结构,两旋翼轴在机体上方相距很近,且均向机体外侧倾斜,由于设计时已经考虑了两个旋翼之间的协调性,因此二者在工作时不会发生碰撞。

K-Max直升机效率高的关键是它有一个带有伺服襟翼控制的超大啮合旋翼系统。在没有尾旋翼的情况下,所有发动机动力都直接传递到大的反向旋转主旋翼上。更重要的是,K-Max在高海拔和高温下保持其动力和性能,与传统尾旋翼配置的直升机相比,它需要的维护更少。

产品举例二:SH-2G Super Seasprite

SH-2G Super Seasprite是全天候的多任务直升机,专为满足美国海军的严格要求而设计,具有所有海上直升机的最高功率重量比,即使在单引擎飞行条件下也能确保安全的返回能力。SH-2G是一个完全集成的多任务海上武器系统,旨在实现反潜战、反水面战、监视、部队运输、垂直补给、搜索救援和实用任务。

SH-2G Super Seasprite,又称「超海妖」


板块二:复材结构


Kaman Aerospace可以生产一系列复合材料结构,从整体结构到夹层零件,包括碳纤维复合材料、玻璃和通过高压固化的芳纶。Kaman Aerospace专门从事军事和民用应用,产品种类繁多,包括副翼总成和小翼等飞行控制装置。

具体可生产:

  • 复合金属及复合材料主、尾旋翼叶片及部件

  • 复合固定翼和旋转翼金属键合部件制造

  • 复合飞行结构、轻型电子外壳和航空结构件

  • 金属结构点焊

  • 防腐涂层等

产品举例:复材叶片

作为SH-2G和K-Max直升机的原始设备制造商,Kaman是一家高质量的直升机复材叶片结构的成熟制造商。应用于SH-2G Super Seasprite CMRB,且在AH-1 Cobra以及MD-900 Explorer CMRB首次推出了全复材叶片。

迄今为止,Kaman已在超过2,000架UH-60 Blackhawk(服役于美国陆军)主旋翼桨叶上开发并实施了叶片防腐蚀涂层系统(Hontek)。该系统适用于暴露于严重的沙尘或雨水侵蚀环境的叶片。

Kaman是旋翼行业中的优质供应商,其合作客户有西科斯基飞机公司、贝尔直升机 - 德事隆、波音、美国欧洲直升机公司、MD直升机、Northrup Grumman、柯蒂斯赖特等。

板块三:集成结构和金属


Kaman在这个板块的客户包括波音、诺斯罗普格鲁门公司、洛克希德马丁公司、凯旋航空结构公司、西科斯基飞机公司等。

图为生产厂内


目前的综合结构和金属项目包括:H-60驾驶舱、AH-1Z驾驶舱、767/777固定后缘组件、C-17翼肋和隔板组件、A-10机翼更换程序控制面、CH-148尾旋翼挂架等。

图为AH-1Z,又称「蝰蛇」,图片出自互联网公开资料

图为C-17,又称「环球霸王III」,图片出自互联网公开资料

图为H-60,图片出自互联网公开资料

系列二:特种/航空轴承和工程产品


Kaman自成立以来,于1965年,发明了KAcarb自润滑轴承,并成立了Kamatics公司后,开始了在轴承领域的一系列的收购活动。1982年,Kaman成立了Kaman航空轴承公司(Kaman Aircraft Bearing Corporation)。

图为Kaman的Kamatics轴承分部,图片来自互联网公开资料

2002年,Kaman收购了RWG Frankenjura Industrie Flugwerklager GmbH,该公司主要为航空航天工业生产球轴承、杆端、刷子和特殊部件。2015年,Kaman以1.429亿美元收购了德国的GRW Bearing GmbH。GRW主营设计和制造精密滚珠轴承,并在欧洲拥有生产设施。因此,这些近半个世纪的积累造就了卡曼现在的主营三大轴承品牌:GRW、 Kamatics和RWG。

Kaman的轴承可应用在飞行控制系统、起落架、舱门、发动机等部位。

图为Kaman的航空轴承及相关产品,其中有起落架凸轮总成、2件式钢带止动轴承、起落架执行器分离球、混合滚动轴承等

应用举例:


左图驱动系统:

Kaman特种/航空轴承的KA-Flex和Tufflex联轴器可用于主旋翼和尾旋翼的无润滑传动轴。 

右图飞控系统:

Kaman 航空系统产品可提高Hontek旋翼叶片防侵蚀涂层。Kaman特种/航空轴承可设计和制造用于叶片控制的变桨轴承以及专为高负荷叶片减震器设计的轴承。RWG部门可为飞控系统和旋翼桨毂提供轴承与连杆。

左图起落架:

Kaman 特种/航空轴承可为起落架提供免润滑解决方案,包括上支柱和下支柱以及拖曳支撑,缩回致动器和上锁/下锁。此外,Kamatics耳轴轴承用于将起落架连接到机身。

右图尾旋翼塔架结构:

Kaman航空系统可提供复合/金属尾臂/尾旋翼塔架结构。此外还为塔架提供详细的金属钣金和机加工零件以及子组件的全球制造和装配。


左图叶片:

Kaman可提供技术成熟的复材叶片


右图驾驶舱及结构件:

Kaman航空系统可为全球客户提供钣金和机加工机构以及驾驶舱组件。Kaman的Kamatics和RWG轴承可用于总操纵杆组件和踏板上,以提供平稳的控制、延长使用寿命且减少维护。

Kaman Aerospace与中国


2017年10月30日,广东聚翔通用航空引进了两架Kaman的K-MAX直升机在湖北屯仓首飞,并进行了吊桶洒水演示飞行,未来将主要应用于森林航空消防工作。

这两架K-MAX,注册号分别为B-70VZ和B-70WA。这是中国客户首次引进K-MAX直升机,标志着该系列直升机正式进入中国通用航空市场。

目前,K-MAX的售价新机约为751.36万美元/架;二手机约为525万-700万美元/架。

美国Kaman起源于航空的技术创新,又在发展过程中以技术创新推动应用拓展(例如直升机相关的复材和轴承技术衍生出零部件制造业务,主机厂的研发和制造集成能力衍生出工业服务能力),完成了从主机厂到制造商和服务商的转变。其模式像他们的直升机产品一样独特而有借鉴意义。

 

Kaman官网:www.kaman.com

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本文图片未注明出处的为出自Kaman官网



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