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中國為什麼要花46年建造大飛機?

2017-05-05
來源:澎湃新聞

        吳峻 李寧琪 

  2017年5月5日,中國首款按照最新國際適航標准研制的干線民用飛機C919將在上海浦東機場首飛。

  36年又7個月,還是在上海,又見中國新型號大客機首飛,上一次還是1980年9月26日運十首飛成功。如果從1970年運十上馬算起,近半個世紀的時間里,中國一直在造大飛機的路上。C919首飛,是中國大飛機征程中的大事,但也只是一個重要節點,離最終成功還有相當距離。  

 

  2017年4月16日上午,中國商飛國產大飛機C919的原型機,在上海浦東國際機場4號跑道進行了首次高速滑行測試,測試順利。 澎湃新聞記者 趙昀 圖

  一個能向全世界輸送高鐵,能自產航母和第五代戰機的國度,為什麼造民用大飛機這麼難?

  大飛機一般指起飛總重超過100噸的運輸類飛機,在我國以150座以上的大型客機為大飛機之代表,也是所謂的干線飛機。

  中國大飛機之夢從運十開始。在那個特殊年代,完全自主攻關是唯一選項。由于上海工業基礎較好,1970年8月,當時的國家計委、軍委國防工業領導小組向上海市下達了大型旅客機及其發動機即運十的研制任務,代號“708工程”。該工程由上海市主管,三機部(航空工業部前身)分管。研發團隊從各大院所抽調,一批此前一直從事軍機研發的專家轉向新型大客機研發。十年後運十首飛成功,但隨後不久,項目下馬,研發隊伍星散。

  運十下馬的原因很多,至今未有定論。但依當時的工業基礎、市場容量,發展大飛機有一定客觀難度。之後,大飛機項目的發展思路完全轉向,寄希望于與外企合作,以市場換技術。比如,與德國合作MPC75,與美國麥道公司(McDonnell Douglas)合作MD90干線飛機,後來又想啟動與國外合作研制100座支線飛機AE100項目。幾番折沖,最終都告失敗。但在這個過程中,中國航空人終于見識了什麼是航空市場,上海也積累了相當多的民機制造經驗。

  時光到了2000年2月15日,時任國務院總理朱鎔基召集會議,在聽取民用飛機發展歷程匯報後指出,此前最大的教訓就是“用計划經濟的一套,用搞軍機的一套辦法搞民機”。由此確定了民機要按照市場規律發展的方針。

  朱鎔基之所以做出那樣的批示,是因為民機與軍機有本質區別。

  1941年出生的湯小平,從哈爾濱軍事工程學院航空工程系畢業後,一直在航空工業從事技術和管理工作,他是C919的研發者——中國商用飛機有限責任公司(下稱“中國商飛”)第一任總經理,而今已是滿頭華發。他解釋說:“過去我們給空軍的师長、軍長談飛機的性能,滿足他們的需求,但我們沒有開拓市場的職責,不用擔憂市場,完全根據訂單來做飛機。(當時的)研發隊伍是皇糧隊伍,國家要保護,要養人。”

  但當湯小平們從軍用轉向民用市場,向民航企業推銷飛機時,他們發現,民航企業的負責人和軍機接收人關注的是完全不同問題:民機不看重技術參數,重點關注飛機的安全性、經濟性,以及面向乘客的特殊賣點。湯小平總結:“過去我們只注重技術和制造能力,把飛機的商品性質忽略了。不研究客戶需求、市場需要。”

  運十之後,中國的民航制造業開始和西方航空業展開多次合作,從運十的研發以及與麥道公司的合作中,上海有了深厚積澱。既有生產線的經驗,又有設計上的探索。更重要的是學到了如何對接市場。

  “我在航空工業部很長時間,有機會接觸波音、空客各層次的人,我和他們交流,很多東西我想不到,也聽不明白,拿不出主意。通過交流,我們發現了自己對客戶、市場理解的差距。對市場的需求一定要把握得很細致,細致到飛行員動作怎麼操作,怎麼避免一些不好的狀況,要細到這樣的程度,這樣我們的飛機才能真正在市場上站得住。”

  之後,隨着工業基礎的增強,民航市場的增長,中國大飛機制造的基礎逐漸成熟。但對重啟民航大飛機,有關方面還是顧慮重重。2001年,時任上海市政府副秘書長江上舟牽頭爭取,同時中央政府也提出大飛機構想,最終讓中國大飛機項目落戶上海。

  民機項目落戶上海,一大原因就是上海擁有更為市場化的環境。從運十到C919,上海一直是中國民航工業的福地。在湯小平看來,上海因素是大飛機項目取得後來成績的關鍵。除了技術和人才積累,更重要的是上海的風氣和環境。

  “在民用飛機的理念和認知上,上海同事的經驗非常可貴。上海商業化的氣氛足,發展商業飛機需要有商業氣息的感染。很多同事從外地到上海以後,觀念改了很多,更容易開放,更容易接受一些國外的東西。”

  同時,上海經濟實力發達,支持力度非常大,人員調進等等方面都開綠燈。“大飛機項目放在上海雖然有很多爭吵,但商業化的東西放在上海有很多好處,這種好處只有身臨其境才能感知到。”湯小平說。

  自此,大飛機項目進入快車道。2002年ARJ21(中國首架擁有自主知識產權的支線飛機)立項;2006年C919立項;2008年2月中國商飛成立;2008年11月ARJ21首飛。今天,C919首飛。

  從這個歷程可知,發展大飛機,難點不僅在技術,更在于是否具備正確的產業思路,即:重視市場,堅持自主創新,善于學習外部經驗和先進技術,同時對接全球產業鏈。

  中國制造的大飛機起飛了,但征服市場的路才剛開始。國產大飛機安全嗎?飛機的性能會讓市場接受嗎?

  安全性與適航性如何?

  安全是一個運輸工具的基本要求,大飛機更是如此。國產大飛機如何解決安全問題?

  湯小平稱,通過新舟60(國產50至60座級支線運輸機)、ARJ21-700奠定的基礎,以中國目前的航空制造實力,制造一架安全的飛機不是難事。即便新舟60出現過一些小問題,但從未發生機毀人亡的惡性事故。

  湯小平特地指出,為了飛機的安全,中國的工程师在飛機設計中,甚至犧牲了飛機的若干其他性能,來增加安全冗余,保障安全。

  此外,C919之所以使用國外的設備,目的之一就是增強市場對它的安全信心。“並不是國內的飛機設備性能完全不行,而是希望乘客對新飛機的接受度更高。”湯小平說。

  國家大型飛機重大專項委員會委員吳世興認為,中國飛機的安全性已經不是問題,即便有問題,也是小毛病,不是災難性的安全問題。任何好的產品都是使用過程中磨練出來的,波音、空客的飛機之所以好用、耐用,也是在使用中逐步解決缺陷的。

  隨着技術的進步,飛機的安全性相比以前有了大幅提升。吳世興指出,由于材料技術、發動機技術,以及機載系統的進步,尤其飛機零部件綜合化、模塊化的發展,民用飛機的安全性有了很大提高。同時,新飛機還具有綜合飛行報警系統、氣象雷達防撞系統、飛行管理系統、電傳飛控系統和最新的狀態監控健康診斷和報警系統。因此新式飛機的安全性,相較于過去大大提高。波音797的安全性提高了10倍。

  最關鍵的是,民用飛機是按國際適航標准來設計和制造的。國際適航標准是進入市場的最基本的安全標准,所有飛機必須達到這個標准。沒有達到這個標准,不能進入市場。要達到這個標准,即便是維修人員也要有足夠的經驗。這是大飛機制造中很獨特的一點。

  也就是說,新型號首飛成功,僅僅是走完了第一步,後面還要經過科學性試飛,先通過國內民航試航行標准審定,然後通過美國、歐洲的適航標准,最後才能夠進入全球民航市場。適航驗證是一個艱苦的過程,國際上一款新飛機一般用兩到三年時間取得適航認證,一般試飛時間3000小時左右。ARJ21-700飛機的適航認證過程花了六年,飛行5000多個小時,受到的審查極為嚴格。按照國際慣例,試飛科目的數量通常為申請人試飛項目數量的30%,而對ARJ21-700,該比例達到了80%。失速試飛項目,空客A380只飛了256次,ARJ21-700飛了8220次才通過中國噴氣客機首張型號合格證。又過了整整一年,首架ARJ21才交付成都航空有限公司,正式進入市場運營。

  但即便如此,據英國路透社2015年10月22日報道, ARJ21未獲美國聯邦航空管理局(FAA)頒發的適航證。而FAA回復路透社說,ARJ21飛機從未打算通過影子審查工作,獲得FAA的認證。按照中美雙方FAA影子審查協調工作程序,關鍵、重要的試驗、試飛項目都要通過FAA的目擊,中國民用航空局(CAAC)的審定結果全部都要得到FAA的認可和確認。

  就美國對ARJ21的“嚴審”,2017年3月,吳世興在一次演講中指出,主權國家成立適航機構,頒發適航規章,但有時出于特定目的,主管部門在行使主權時,可能會有公務員濫用職權,干擾或刻意延誤適航資格的審定。“一線負責ARJ21適航的同志半夜給我打電話,說FAA的影子審查通過了,但後面出現了變化。”吳世興說。

  中國商飛內部人士也認為,FAA在進程中拖了後腿,其中有部分是出于政治和經濟方面的考慮。

  如果無法獲得FAA頒發的適航證,ARJ21-700的海外市場將受到很大影響,只有着力發展國內市場。

  安全只是基本要求,要想說服市場,還要有市場說服力。就C919面臨的市場壓力,湯小平分析認為,民用飛機無論用途、性能,大的方面基本沒有空擋,從40、50、80甚至400座,世界上都有現成的機型。民用飛機的後來者,要找別人來不及照顧的地方,就是找空隙、做品牌。開始的時候要從小的方面着手,不要貪多,否則一伸手就會讓別人把你掐死。

  C919有很多有針對性的獨特設計。

  據吳世興介紹,在舒適性方面,C919具備了目前150座單通道客機中最寬敞的客艙(中國商飛產品的共同特點就是機身比較寬),明顯優于各個競爭機組;噪音較低,能降到60分貝以下,而同類機型為80分貝;采用新型空氣分配系統,讓空氣變得更新鮮、均勻;通過新材料、新技術的使用,客艙的氣壓從以前的2400米降到1800米,空氣濕度從4%提高到15%。這幾項指標讓機艙環境等同于四季如春的昆明街心花園。

  在經濟性方面,C919選用的LEAP-1C發動機,是CFM56發動機的改進版,後者是目前世界上銷售最多的發動機。LEAP-1C的燃油消耗比CFM56少16%,對耗油量驚人的大飛機來說,在使用成本方面很有競爭力。另外,由于中國的人力成本優勢,C919可以賣到5000萬美元一架,而波音737和空客320則在6000萬美元左右。

  C919之所以設計為150座起步,是因為從中國民航機隊和航線的構成來看,國內市場需求以150座級客機為主。據吳世興提供的數據,國內大概有176個機場適用這種機型。中國的大飛機在立項時,是把波音、空客和中國自己的大飛機加起來預測。結論是,在未來二十年,中國自己生產的150座飛機可能佔總需求量的六分之一,也就是說買五架進口的飛機同時,買一架國產飛機。

  所以,吳世興認為,從市場需求看,這個項目面對的是最廣大的市場需求,具有經濟上的合理性。

  拼裝的C919有多少技術含金量?

  憑借諸多特色優勢,特別是價格方面的優勢,中國自己生產的大飛機打開國內市場或許並不難,但在技術先進性方面如何贏得更大程度的國內和國際認可?畢竟,雖然C919具有完全的自主知識產權,但其核心部件如發動機、飛控系統等仍是通過國際采購獲得。那麼,“拼起來的飛機”價值何在?

  對此,湯小平從航空工業長期發展的角度給出了解釋:“如果沒有自己的品牌和平台,航空工業的產業鏈無從發展,有了自己的平台,一些質量合格的國產部件就可以進入采購鏈。但是我們不能對剛起步的飛機賦予太多的使命,既要市場立足,讓乘客放心,又要突破關鍵技術,實現發動機的國產化。以我們的基礎,無法在起步階段同時做到這兩點。但即便這樣,也不能低估這架飛機的科技含量。”

  但民用飛機是一種特殊的高科技產品,除了航空公司,如何說服乘客也是一大難題。譬如:民航乘客可以自由選擇乘坐波音和空客的某一款機型,如何說服他們乘坐國產大飛機?這樣的難題,其他尖端制造不會遇到。

  對這樣的難題,湯小平強調了使用成熟方案的必要性。他解釋說,相對民航制造能力的稚嫩,國內民航市場早已成熟。“國內民航市場是全世界最開放的,相應地,民航運營管理水平在全球也是很高,這從低事故率就可以看出。民航使用端的水平已經很高了,乘客也習慣了高水平的民航服務。”

  C919核心部件供應商之一、全球性航空產品制造商美國霍尼韋爾公司(Honeywell International)科技事業部副總裁兼中國區總經理羅文中表示,飛機從系統來講有其復雜性。所有零部件,不但要起到它自身的功能,保證自身作用發揮,還不能干擾其他零件發揮性能,要和其他零部件尤其在溝通等方面相互反應。

  “飛機有350萬個零部件,集成後可能有幾十萬個模塊。怎麼樣把這些東西放在一起,無縫對接,完美表現出飛機性能,這本身就是技術。”羅文中如此評價C919。

  國人長期無法釋懷的一點是,中國大飛機的發動機得通過國際采購和合作來獲取。對此,C919的發動機供應商之一、美國GE(通用電氣)航空集團中國區工程技術總經理王鵬直言:“其實GE的發動機有很多零件在中國做。”

  王鵬給出了詳細清單。由于美國對敏感技術出口存在限制,除了限制最嚴的熱端部件,如高壓渦輪、高壓渦輪的葉片、燃燒室不在中國做,高壓渦輪盤、高壓渦輪罩環以及高壓渦輪葉片之外的葉片,都可以在中國做,但因為經濟問題,沒有在中國做。而燃燒室的頭部、發動機的機匣、發動機轉子的盤、低壓渦輪的葉片、高壓轉子的軸都有在中國做,低壓轉子的軸沒有在中國做,是因為中國現在的技術不行,還沒有開發出來合格產品。

  “所以,一台發動機不能在中國做的東西太有限了,80%-90%種類的零部件都在中國做。”王鵬強調:“即使高壓渦輪葉片不在中國做,但高壓渦輪打孔技術是我們在中國開發出來的。”

  為了在未來的中國大飛機供應鏈中獲得更多訂單,GE這樣的巨頭加大了技術轉移力度,在國內培育供應商。王鵬稱,GE花了五六年的時間,培養了一批國內供應商,包括了從高溫合金材料,到鍛件、鑄件、機械加工生產等領域。另外一個重要供應商霍尼韋爾為C919提供機輪、輪胎和刹車系統以及電傳操縱系統等,這些環節的生產,也都由其與中方的合資企業提供。

  吳世興強調,C919總的思路是采用先進、成熟技術來集成創新。重點是提高平衡創新的能力,滿足市場的需求,在商載航程和航線適應性方面滿足目標需求。

  民航為什麼不學高鐵,用市場換技術?

  追趕的道路如此艱難,而中國航空市場又如此之大,吸引力足夠強。那麼,民航為何不復制高鐵引進、吸收、消化技術之後再加以改進的捷徑呢?

  湯小平給出了此路不通的原因:“不恰當地說,航空技術比高鐵技術更加敏感、更高端,任何一個國家都不會把核心技術拿出來。我在航空業干了三十多年,主要任務就是引進技術,但在航空領域,核心技術是不可能引進到的,這是由航空業的行業特點決定的。”

  高鐵領域,中國之所以用市場成功換到了技術,是因為中國的高鐵運營由國家高度壟斷,高鐵的買方和制造是一體的,鐵路客運市場也是封閉獨立的,只要制造出合格的高鐵,安全有保證,就可以投入運營。而民航市場是全球性的,大飛機需要通過適航標准,要說服各個國內和國際市場的不同買家 。

  “過去我們老抱怨,民航公司只看國外的東西,看不上自己的產品。但靜下心來想,買方有自己的難處,要面對市場競爭。我們不能用蹩腳的東西投放市場混生存。”湯小平感慨。

  航空產業競爭激烈,尤其民用大飛機,曾經出現多家重量級玩家,但後來還是陸續退出,迄今具有全球影響力的只有波音和空客。可以提供佐證的是,由于自身技術的進步,以及長達幾十年與波音空客的合作,日本和韓國獲得過一些積累,也有進軍航空業的雄心,但迄今未有民航大飛機的計划。行業競爭的激烈程度可見一斑。

  就民航產業而言,吳世興認為,有三個教訓須牢記。第一,不能准確把握市場行情。如英國航空制造業先驅杰弗里·德·哈維蘭(Geoffrey de Havilland,1882—1965)創辦的德·哈維蘭公司,它旗下的三叉戟飛機技術先進,但是設計定位在歐洲,忽視了美國市場的特點,最終失去成長空間。第二,不能在技術研發上規避不確定性,如美國洛克希德公司(Lockheed Corporation)的L-1011三星客機項目,由于產品技術太過先進,而出口受限,間接導致洛克希德就此就退出了民機領域。第三,沒有長效可靠的資金鏈,美國道格拉斯公司(Douglas Aircraft Company)一度佔全球大型民機市場60%,但貨款沒有收回,靠高利貸度日,最後被兼並。

  顯然,民航工業的成功,除了技術突破,還牽涉很多技術之外的因素,生意要做大並不容易。中國大飛機沖向海外面臨諸多困難,但中國市場已經夠大。據吳世興提供的數據,未來20年間,中國航空客運總量和機隊規模將分別翻三番和翻兩番,需要新增大型民用飛機五千多架,價值七千多億元。目前C919已獲得570架訂單。吳世興特別強調,大型客機一個型號的成本平衡點通常為400架左右。

  如此看來,C919項目的贏利已有把握,成功在望。

[責任編輯:許淼祥]
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