中國的大飛機C919即將揭開面紗
專欄:行業資訊
發布日期:2015-11-02
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作者:佚名
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此時,在中國商飛浦東制造總裝廠里,人們正在為C919代號101架機進行最后的梳妝。進入2015年6月,C919進入安裝機載系統階段,包括發動機、飛控系統、起落架等等,當四周等待安裝的部件完成并進行測試和安全檢查后,C919安靜地在那里等待。  為實現中國大飛機的夢想,C919和我們一起等待了近半個世紀。為了造出大飛機,中國一次次地嘗試、探索,幾番浮沉。從中國自主研發運十的..........

       此時,在中國商飛浦東制造總裝廠里,人們正在為C919代號101架機進行最后的梳妝。進入2015年6月,C919進入安裝機載系統階段,包括發動機、飛控系統、起落架等等,當四周等待安裝的部件完成并進行測試和安全檢查后,C919安靜地在那里等待。

  為實現中國大飛機的夢想,C919和我們一起等待了近半個世紀。為了造出大飛機,中國一次次地嘗試、探索,幾番浮沉。從中國自主研發運十的下馬,到為外國民機制造商組裝,乃至一次次聯合設計的無果而終,忍受著累累的傷痕與不甘,背負著幾代人的遺憾,變成了勇氣和力量的源泉。“世界工廠”終于給自己一個交代,有自主制造的大飛機。

  航空制造業:中國制造的短板

  2014年,李克強總理給中國工程院的院士們講了個故事,某外國政要向他推銷本國飛機,將一款同類飛機模型作為饋贈禮物送給了他。當他接過模型翻過來看時,底部赫然寫著“Made in China”,中國制造!他說,“模型是我們制造的,但大飛機卻是他們賣給我們的。你們想想,我們要造多少飛機模型才能換他們的一架大飛機呀?!中國制造要向中高端躍升,靠什么?靠創新,這才是中國發展的根本出路。”

  半個多世紀以來,中國制造業發生歷史性的巨變,中國已經取代美國,成為世界頭號工業生產國,結束了美國長達一個多世紀工業國領袖的歷史。根據世界銀行數據,2010年中國制造業增加值占世界比重16.9%,而2014年這一數字上升到占世界比重25%,過去的四年大幅度提高了8個百分點。今日的中國,工業品產量居世界第一位的已超過220多種,制造成品出口額位列世界第一,工業產值與制造業產值已經是美國的1.23倍和1.4倍。在220多項工業產品中,制造業有眾多耀眼的數據:

  ·汽車產量超過世界總產量的25%;

  ·船舶產量占世界總量的41.9%;

  ·工程機械產量占世界總產量的43%;

  ·計算機產量占世界總產量的68%;

  ·手機產量超過世界總產量的70%;

  ·彩電產量占世界總產量的50%;

  ·冰箱產量占世界總產量的65%;

  ·空調產量占世界總產量的80%

  ……

  中國已經完成載人航天與太空對接和蛟龍入海;我們生產了世界一半以上的鋼鐵;反應現代化因素的發電量占世界總量的22%,躍居世界第一;中國高速鐵路總里程已經達到1.8萬公里,占世界總量的60%以上;每年新裝備的戰斗機、軍艦、坦克數量均居世界第一位。但是,我們卻不能生產大型民用飛機!

  直到目前為止,往來洲際間的大型民用飛機只有波音和空中客車,為何在世界諸多工業強國中,只有美國和歐盟國家兩大經濟體能夠制造民用大型飛機?一組對比數字給出問題的答案。

  據經濟合作與發展組織(OECD)數據,2014年美國航空航天產業占國民經濟總量比重為0.73%,占美國出口額的7.82%;而中國航空航天產業僅占GDP的0.05%,出口占0.22%。如果根據中國方面的統計數據,2013年中國民用航空工業產值(不含軍工)為2078.4億元,按照2011年-2013年的平均增長率23.4%計算,2014年約為2500億元。中航工業軍民品比例約為4∶6,據此推算,2014年整個航空工業的產值約為6700億元,相當于GDP的0.39%。

  我國裝備制造業產值突破20萬億元人民幣,中國制造產業正在從低端向中高端進軍的路上,唯獨航空航天工業發展如此滯后?這源于與傳統鋼鐵、汽車等產業發展模式的不同。航空制造業被公認為是一個技術水平與技術壁壘最高的產業,同時具有高技術附加值與低勞動密集度的特征,經過百年的行業發展,生存下來的均為資金規模和技術儲備極強的大型公司或者工業集團。

  過去的30年,在中國大手筆購買飛機的同時,輸送給波音與空客的美元無以計數。從波音737到空客A380,每架飛機的目錄價格都在5000萬美元-2.95億美元之間(波音737為5000萬美元,波音787為2.25美元,空客A380為2.95億美元)。到2014年年底,中國幾大航空公司總計引進了1500多架波音飛機;到2014年10月,空客在中國現役的飛機有1080架。2015年,中國又訂購45架空客A330系列飛機(追加30架);近期與波音簽署300架波音單通道飛機和寬體飛機的確認與承諾訂單。中國同時成為兩家航空接受超過1000架飛機的最大海外市場之一,中國排位飛機購買市場的世界第三,位于美國和歐盟之后,是波音和空客在本土以外最大的買家,其生存狀況相當程度上由亞洲市場決定,特別是中國市場。

  在這場航空制造業較量的游戲中,要么勇敢地進入兩大制造商長期壟斷的市場,要么將花更多的錢購買飛機。根據空客預測,未來20年,中國新增飛機總數為5363架,其中包括單通道飛機3567架、雙通道飛機1477架、超大型飛機319架。據波音的估算,未來的20年里,中國的航空公司還需購買2300架價值2000億美元的飛機。兩大航空公司篤定,中國將會成為遠程飛機和支線飛機的最大買家。一架1.5億美元的波音747,將給波音公司[微博]帶來的利潤是3000萬美元。

  高層強音:中國制造自己的大飛機

  2014年5月,習近平總書記來到中國商飛。作為國家最高決策者,第一次明確發出中國制造大飛機最堅定的決策,他說:“我們要做一個強國,就一定要把裝備制造業搞上去,把大飛機搞上去,起帶動作用、標志性作用。中國是最大的飛機市場,過去有人說造不如買、買不如租,這個邏輯要倒過來,要花更多資金來研發、制造自己的大飛機!”

  民用飛機圈內做市場分析的人一直關注中國經濟走勢,尤其關注中國與美國、歐盟關系的擾動,因為兩者都與飛機的訂單、價格相關。在兩大航空巨頭來看,中國決定買誰家的飛機有時出于市場與商業,但經常把購買飛機當作平衡國際關系與貿易逆差的籌碼。但中國決定自己制造單通道飛機,無疑是最壞的結果。

  只要中國開始制造自己的大飛機(包括運輸機),西方輿論就開始冷嘲熱諷。當1999年中國推新舟60(MA60)50座級雙發渦槳支線客機,被西方媒體貶低為“極其危險”;運-12也沒有逃過類似的宿命,他們甚至給這款飛機起名“死亡陷阱”;麥道公司甚至在《財富》雜志上坦承“如果不扳倒運十,美國飛機就不好打入中國”;C919更是遭到貶損,航空業內最有影響力的《航空周刊》刊載文章認為,“中國商飛工程師、中層經理人和管理者根本沒有商用飛機的制造經驗”,斷言“幾乎看不到中國商飛會將其中程商用飛機C919送上天的希望”,對中國聲稱在8年內要制造出像737那種飛機,作者說,“在北京首都國際機場登上C919飛往成都或上海,我不相信我能活到那一天。”

  兩大巨頭制造商對C919格外關注,其重量級人士很早就猜測到,中國早晚都會自己制造大飛機。雖然研制一個型號的飛機費用巨大,但這個決策來自于中國最高層,最終就一定會做到,并很可能取得成功。他們還認為,只有國家意志代表組成的集團(指中國商飛)才能夠創造成功,這才是他們最為看重的。

  當中國《國家中長期科技發展規劃綱要》發布,大飛機項目成為16個重大專項之一時,這些量級人士深知,C919已經不僅僅是一架飛機,它的背后是中國長遠戰略利益的考量,中國不僅希望能夠成為受國際認可的第二大經濟體,還希望國際社會認可自己是科技創新的引擎。要想做到這一點,中國需要證明自己擁有國產任何工業產品的能力,尤其是大飛機,它關乎的是一個國家的榮譽。波音前首席執行官說:“我不認為中國有克服不了的技術障礙,他們已經兩次將宇航員送到太空,而且一些世界上最好的空氣動力學家就是中國人。”這架飛機將是一個更加雄心勃勃的故事。

  就這樣,C919在質疑聲中啟程。雖然來自中國商飛的信息表明,他們決心成為大型民用客機世界第三大制造商,從C919命名就可以看出要和空客波音一道成為世界飛機市場ABC的意志,空客以英文字母“A”打頭(Airbus)、波音為“B”(Boeing),“C”來自于中國(China)和制造商(COMAC)英文的第一個字母。但是客觀地說,C919是中國繼運10后自主設計的第二款大型民用飛機,對全球民用航空飛機制造業而言,并不是填補中型、窄體客機研發的空白,而是分享細分市場增長性最大機型的需求。

  黃皮白心:是自主研發嗎?

  C919項目型號研制的定位是“自主研制、國際合作、國際標準”。國內一些人質疑C919是“黃皮白心”,說中國只是自己設計了圖紙和做了個機殼,機載關鍵系統包括發動機、航電系統都是采購別國的,并得出結論:明明是組裝貨而吹噓成自主研發,與運8、運10相比沒有任何值得自豪之處。

  我們從“殼”說起。機體包括機頭、機身、機翼和機尾幾大部分,其中機翼部件被英國飛機制造商稱為“飛機的靈魂”,正是飛機的機翼決定了飛機的起飛重量、飛機的運營效率和經濟性。如果以前波音空客在生產商務客機的機翼方面的對手是俄羅斯與日本,那么,現在中國趕上來了。

  C919副總設計師、中國商飛科技委常委陳迎春介紹說:決定飛機性能的兩個決定性因素是空氣動力升阻比(空氣動力效率)和飛機的重量,在設計階段我們的目標是C919機翼的重量要超越波音的水平,而空氣動力效率要達到空客的水平。由中國飛機氣動專業頂尖的100名專家組成團隊,為C919共設計了500副翼型,目前用在C919-101上的機翼是經過數輪結構測試優中選優的代表,在歐美多個國家的風洞試驗結果得到國際同行們高度評價,其聲阻比、尋航特性、失速特性幾項重要指標均超越競爭型機型。

  為了減輕重量降低油耗,C919在600項零件中使用了復合材料及鋁鋰合金等,復合材料使用量占飛機結構重量的20%,而機翼使用的復合材料——鈦合金占到10%左右,而競爭性機型(B737和A3200)占比遠遠低于C919。C919從機頭、機翼到機尾、發動機,在設計上都費盡心思。

  2006年21世紀經濟報道記者專門訪問波音公司時,波音民用飛機集團副總裁卡羅琳·科維介紹說:波音飛機有65%左右的零部件都是在波音以外的地方采購的,777或767的飛機整個機身是在日本不同的工廠制造的,有的發動機是在法國制造的,大部分飛行操縱、前緣裝置、電氣和液壓系統是在北美生產的。這就是當下飛機制造商主流的“主制造商-供應模式”,以此分攤項目研制費用和風險。

  她還告訴21世紀經濟報道記者,一架完整的波音747飛機,要由450萬個零件緊密地組合而成,把各個零部件在同一時間、從世界各地集中到一起并拼成飛行器,這比讓飛機飛行更加困難。如果人們都可以把買來的部件組裝并讓它飛起來,全球就不會只有兩家大飛機制造商了。她特別強調說:波音核心競爭力是什么?就是我們具備集成的能力,包括將技術、設計和“主供模式”創新融為一體,這才是波音具備但別人很難仿制而不能照搬的東西。

  中國商飛也采用了“主供模式”,客觀地說,中國商飛與波音采取“主供模式”有本質的差異,波音有能力自己生產全部配件,而中國商飛并不掌握大多數機載設備的技術,這正是我們的差距所在。波音明年將迎來100的歷史,空客也有45年的時間,而中國商飛才僅僅7歲。但這兩家飛機制造公司從沒有為一個型號飛機的研制成立過16家合資公司,而成立合資公司的目的就是加快學習和盡早實現國產化。

  即便101架機全部機載設備都是進口的,包括發動機、航電,飛控及起落架等,其采購合同額為1700萬美元,相比較5000萬美元的目錄售價,這些部件的總價值和飛機整機的價值相比相形見絀得多。我們之前有過程控交換機的案例,一旦中國人能夠自我研制出04機的時候,瓜分中國市場“七國八制”的國家再也不能高價兜售,從250美元直線降到5美元,進口替代效應直接反應在價格的變化上。人們要給中國商飛和C919時間!

  對此,參與大飛機專項論證,并對決策產生重要影響的北京大學[微博]路風教授對記者說:“運十”的下馬,我們不僅僅是扔掉了一架飛機,帶有根本性的要害是中國從此喪失了民用客機產品研發平臺。其結果是,中國的技術能力與美國、歐洲的技術能力差距在過去二十年間越拉越大。這種不斷拉大的差距實際上造成中國再進入民機領域時所遇到的不斷抬高的門檻。中國的大飛機項目是幾代人爭取來的,其中包括“運十”那一代人的奉獻與犧牲。因此,雖然商飛要做成一個在商業上成功的公司,更重要的是承擔了一個民族的重托。就算我們現在與先進水平有幾十年的差距,但如果堅持做200年,那這幾十年的差距就不算什么。"

  后發制人:兩大競爭對手率先換“心”

  業界一般認為,大型的民用飛機最好有3-4家生產商參與,這樣才對運營商們更加有利。但處于巨頭壟斷地位的波音和空客,并不希望出現第三家競爭對手,中國C919的出現,事實上不僅使波音和空客的部分蛋糕落到中國商飛的盤子里,更深層次是,航空工業是歐美兩大經濟體的重要基石,對這一財富的任何挑戰都被認為是挑釁。反擊行動比我們所預料來的更早。

  2010年,C919樣機于珠海航展首次亮相。兩大飛機制造公司看到C919的設計遠遠超過737和A320時嚇了一跳,因為他們看到,C919的機型在很多方面優于737和A320。比如,C919機載新一代發動機LEAP-X1C,機身使用復合材料,將比B737和A320具有優勢。特別是飛機減重14%、減阻5%、減噪10個分貝、污染排放物減少50%、油耗下降12%-15%。

  之后,兩家公司立即做出反應,在很短的時間內為這兩款老機型更換發動機,而且波音選的與C919相同的發動機。業內專家向記者透露,波音和空客不換機身和機翼是因為沉沒成本太高,如果換發動機、機身和機翼,大概需要100億美元,那時他們拿不出來這個錢。2010年12月空客宣布用10億美元換LEAP-X1C發動機,A320的航程增加到950公里,節省燃油15%。中國大飛機設計的前瞻性設計成為兩家換發動機的重要推動。

  2011年8月31日波音公司宣布,將為波音737飛機配備新型燃油效率更高的發動機-Leap-1B,這款發動機是CFM所生產,CFM是GE和法國賽峰集團的合資公司。配備新引擎的波音737飛機被命名為“MAX”,取自英文單詞maximum,意為最優化。“MAX”比波音737現有機型的燃油效率高12%。波音承諾,737MAX飛機將于2017年開始交付。

  幾乎同時,空中客車公司推出了A320neo飛機(NEO是英文New Engine Option的縮寫,即新發動機選項),A320neo系列飛機是現款A320系列飛機的改進機型,裝配新型高效發動機和鯊鰭小翼。到2020年,空客A320neo系列飛機的單座燃油效率將比現款A320系列提升20%。2014年9月25日,A320neo飛機順利完成首飛,并計劃于2015年開始交付。

  客觀地說,兩家航空公司并非一時興起更換發動機。波音和空客早就做出判斷,下一個競爭激烈的領域將是單通道飛機市場,也都在分別規劃建造新的飛機取代現有的機型737和A320,計劃把許多新技術使用在737和A320上。很長時間以來,兩家都在關注競爭對手——巴西航空公司和加拿大的龐巴迪公司,他們是否開發載客量125座以上的機型?這如同參與龍舟比賽一樣,總是擔心臨近的船是否會超越自己。出乎預料的是,中國商飛橫空出世,因為單通道飛機市場增長份額大多數來自中國的需求。

  在飛機制造行業中,一次訂單就有可能左右一個飛機制造商在某一領域的銷售,所以業界公司在訂單的獲取上競爭非常慘烈。一家航空公司購買三四架飛機的意向訂單就能導致空客和波音進行你死我活的斗爭。而C919在沒有下線的時候,陸續獲得了517架飛機的承諾與確定訂單。之前有“波音在紙上畫一條就能把飛機賣出去”的說法,而今,一個新進入者——中國商飛正在復制傳奇。

  當下,波音的連頓工廠(Renton)正在大興土木擴建總裝廠,他們計劃從2018年將目前每月生產42架737飛機提高到生產52架,未來有可能會進一步增加生產能力,達到每月60架飛機。而空客A320客機也增加其生產能力,計劃從目前每月的42架飛機提高到2016年的46架。波音737 MAX目前已經收到了2724份訂單,而空客A320飛機已經收到了2934份訂單,并將于2016開始交付。

  吉姆·邁克納尼(Jim McNerney),這位波音公司董事長于9月24日對《華爾街日報》表示,“中國制造商要想在飛機制造業進行全球競爭,還有幾十年的差距需要克服”。他說的或許沒錯,但是,中國這個競爭對手已經讓對手坐臥不安。

  十年為期:邁入航空制造業強國

  航空業是我國改革開放以來為數不多的沒有與國民經濟同步發展的產業。一般來講,一個產業占到GDP的四個百分點即可稱為支柱產業,對于一個制造大國,中國航空航天產業甚至都談不上是重要產業,更談不上是新的經濟增長點。

  為什么?通用航空制造業的特點,決定了規模擴張的道路非常艱難。首先是通用航空無法通過規模效應帶動地方經濟發展,從省級層面基本沒有調動投入的可能性。面對年產量超過2200萬輛的中國汽車市場,一家大型汽車企業的引入能夠帶來幾十萬輛的產銷量、數百億產值及幾十萬人的就業吸納。而通用航空制造企業產值較小,一個年交付量為450架飛機的飛機制造企業,產值約為150億元,吸納就業人數約為1萬人。此外,航空業的生產模式利潤率較低,根據國內一家大型組裝出口企業的經營經驗,年毛利率僅為2%,對地方稅收的貢獻率也比較低。所以這些年來,除了航空工業自身的投資外,很少出現地方投資的原因所在。

  但是,如果從國家的角度審視航空產業的發展,就會發現,航空產業具有產業鏈條長、輻射面寬、聯帶效應強的特點。對此,日本曾作過一次500余項技術擴散案例分析,發現60%的技術源于航空工業。根據日本統計的數據,按照產品單位重量創造的價值來計算,航空產品是各種交通運輸產品中附加值最高的,若船舶的附加值系數為1,則小汽車為9,大型飛機為800,航空發動機為1400。航空產業具有覆蓋機械、電子、材料、冶金、儀器儀表、化工等幾乎所有的工業門類,涉及空氣動力學、人機工程學、系統工程學、項目管理等數百種學科,所以發展航空工業能夠帶動整個國家的高端工業和制造業水平。

  正是源于通用航空領域蘊含的商業機會,只有中央政府下決心并高投入,才能將航空業提升到超過汽車、船舶和工程機械的重要位置,而民用航空器的制造正是中國部署創新產業鏈的源頭。“給我們10年”。《中國制造2025》報告發出明確的信息,力爭用十年時間使中國從制造大國邁入制造強國行列。任務的重點之一就是“圍繞產業鏈部署創新鏈,圍繞創新鏈配置資源鏈”。

  首批國產ARJ21飛機預計年底交付成都航空,是我國自行研制的中、短航程新型渦扇支線飛機;而今C919即將下線,正在準備首飛,未來還有更大的驚喜,據俄羅斯媒體報道,目前中國商飛正在于俄羅斯合作研制寬體客機,這款能與B787和A350媲美的飛機,有望在下一個十年實現首飛。

  再過20年,中國航空制造業或將實現歷史性的跨越,中國大飛機翱翔天際的日子并不遙遠。

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