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2022-08-01 12:35
中国为什么一定要造大飞机?

虎嗅注:历时5年,在2022年8月1日,中国商飞官微正式宣布,国产大飞机C919完成取证试飞。而在这之后,还需等待中国民航局下发适航证书。有了适航证书,才算是允许正式投入商业运营。同理,如果C919进入欧美市场,同样也需要获取欧洲航空安全局(EASA)适航证以及美国航空管理局(FAA)适航证。相比已经成熟的波音、空客这样的巨头,中国商飞一切都是从零开始,未来是它又否能与波音、空客同场竞技呢?


本文来自微信公众号:财经国家周刊 (ID:ENNWEEKLY),首发于2022年5月17日,作者:宋怡青,头图来自:视觉中国


5月14日,上海浦东机场,一架编号为B-001J的C919大飞机从第4跑道起飞,3小时2分钟后安全降落,这标志着中国商用飞机有限责任公司(下称“商飞”)即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满完成。


除了首架首飞,据《财经国家周刊》记者了解,C919大飞机的试飞取证和交付准备工作也在有序推进中。


C919大型客机(COMAC C919),是中国首款按照最新国际适航标准、自主研制的单通道大型干线客机。C919既是我国大型客机项目取得重大突破,也是我国民用航空工业发展的重要里程碑。


我国研制大飞机的历史,至少可以追溯到五十年前。穿越半个世纪的梦想,历经几代航空人的努力,一个国家的起飞,终于变成现实。


一、C919性价比优势明显


2021年初,东航与商飞正式签署首批C919大型客机购机合同,首批引进5架,成为全球首家运营C919大型客机的航空公司。


近日,东航的定增公告显示,C919的单价为0.99亿美元,折合人民币为6.53亿元。《财经国家周刊》记者查阅相关报价发现,C919对标的空客A320和波音737MAX系列飞机的单价都超过了1亿美元。从价格上看,C919占有优势。


对标同类型飞机,C919在性能上又有哪些竞争力?


中国商飞预研总师杨志刚在接受媒体采访时曾表示,国产大飞机C919的绝大部分性能指标与现在的空客A320以及波音737持平,甚至在气动力布局方面还优于空客A320和波音737


公开资料显示,C919大型客机大力实施减重、减阻设计,以及采用先进的新一代发动机LEAP-1C,使得巡航燃油消耗率(SFC)大大降低,对航空公司来说,环保性、经济性竞争优势明显。


而对于乘客而言,C919大型客机宽大的机身将提供更多乘坐空间,同时采用高效空气过滤系统提供高品质新鲜空气,客舱照明采用人性化情景照明设计,能给予温馨体贴的舒适环境。


除此之外,C919通过大量的研发和验证试验,建立了铝锂合金的材料规范体系、设计许用值体系和制作工艺规范体系。相较于传统铝合金,铝锂合金的比强度和比刚度更高,损伤容限性能、抗疲劳、抗辐射的性能更强。铝锂合金的使用可以大大提高飞机的寿命。


中国工程院院士、C919大飞机总设计师吴光辉介绍,C919的机身蒙皮、长桁、地板梁结构上应用第三代铝锂合金,用量达到机体结构重量的7.4%。


与此同时,C919复合材料的应用取得突破性进展。应用复合材料,实现了机体结构的整体化、轻量化,复合材料用量达到机体结构重量的11.5%,这也是国内首次在民用飞机的主承力结构、高温区、增压区使用复合材料。


在C919大飞机具体交付时间上,商飞副总经理、总会计师吴永良在2022年初曾透露,国产C919项目目前仍处于适航取证阶段,预计将于2022年完成交付,具体的交付将等到取证完成后才具备条件。


虽然离商用越来越近,一位参与大飞机项目论证的航空专家对《财经国家周刊》记者表示,C919大飞机进军市场还需要一个过程。“研发飞机是重要的一步,接下来商飞需要创建全球性产品支持架构、为客户提供必要的融资安排等等,这些都将是必经的过程。”


▲2020年10月31日,国产大飞机C919在2020南昌飞行大会上进行飞行表演。新华社记者 周密 摄


二、穿越半个世纪的梦想:造出自己的大飞机


中国航空工业有60多年的历史,大飞机的制造至少可以追溯到50年前,但是项目几上几下,始终没有走完一个完整的型号研制过程,没有形成真正的商用飞机产业。


2002年,民用航空制造业重新起步。原中国航空工业第一集团的支线飞机ARJ21“摸着石头过河”,用零星的技术经验重塑国内民航飞机制造体系,为后续国产大飞机的研发积累了工业基础。


时间到了2003年,当时中国要不要造大飞机,中国有没有能力造大飞机?争论已经到了白热化。


绝大多数专家认为:“大飞机非发展不可,必须列入国家重大专项。这不仅是一个经济问题,还涉及到国家战略安全。”


中国为什么要造自己的民用大飞机?前述航空专家告诉《财经国家周刊》记者,主要有四大原因:


其一,大飞机对国民经济和科学技术的发展起着重大带动作用。航空工业产业链长、辐射面宽、连带效应强。在航空发达国家,大型飞机工业作为重要支柱产业,发挥着重要的带动作用。


以美国为例,航空工业产业虽然对国民经济GDP的贡献不到1%,但是美国80%的经济活动都受到了它正面的积极的影响。


其二,我国民航运输正处于高速增长期,国内市场需求大。未来我国民用航空有上万亿美元的市场。这是我们国内的市场需求,也是我们的优势。发展大型客机,将更好地满足我国经济发展和人民出行需要,也必将成为一个潜力无限的新的经济增长点。


其三,发展大飞机,能够带动新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等领域关键技术的群体突破,还将带动流体力学、固体力学等诸多基础学科的重大进展,将会全面地、大幅度地提高中国科学技术水平。


其四,大型客机项目是一个国家工业、科技水平和综合实力的集中体现,对增强中国的综合国力、科技实力和国际竞争力,使中国早日实现现代化具有极为重要的意义。


与此同时,我国的民航旅客周转量处于极速攀升态势。一位接近中国民用航空局的人士对《财经国家周刊》记者透露,我国每年仅进口民用客机的花销数以千亿人民币计。除此之外,国内航空公司还要为飞机付出高额的维护费,“某国外机型的一个螺丝钉,就要价15美元。”


彼时,大飞机研发还存在一定的困难和问题,但是绝大多数专家认为,这些困难和问题只能在发展大飞机的过程中,逐步解决。“只有用发展的办法,才能解决我们前进中的困难和问题。”


2008年,商飞成立,标志着中国大型客机研制项目正式启动,也表明中国商用飞机产业站在了一个新的历史起点。


三、C919撬动中国制造巨大潜力


2009年1月6日,商飞正式发布首个单通道常规布局150座级大型客机,代号“COMAC919”,简称“C919”。“C”既是“COMAC”的第一个字母,也是中国的英文名称“CHINA”的第一个字母,体现了大型客机是国家的意志、人民的期望。第一个9寓意“天长地久”,19寓意C919大型客机最大载客量190人。


在立项之初,C919是“中国制造”还是“中国组装”?对于C919的团队来说,是一个锥心之问。


前述航空专家对《财经国家周刊》记者表示,对于大飞机这样复杂的产品来说,整体的设计是极其重要的。没有整体设计,即使把全世界最好的发动机、机身、飞控、电传等等组合起来,也得不到一架能飞的飞机。


一位参与过C919型号研制的设计师曾向《财经国家周刊》介绍:“飞机是仿制不来的,仿制一款飞机意味着不可能对其进行任何改动,否则一个微小的变化都可能影响飞机的安全。突破飞机设计这一关是必须攻克的。”


从初步设计到详细设计再到机体制造,C919走过了7个年头。机翼的设计决定了飞机的性能,是最为关键的。C919大飞机是我国第一次自主设计超临界机翼。


“单是机翼就绘制了2000多份图纸,小翼也有700到800份,经过不断比对、筛选,确定了最终方案。”前述设计师说,尽管这样的一段历程非常艰辛,对于中国的飞机设计师而言,是不断摸索的过程,但我们要设计拥有自主知识产权的飞机,这是一个必经的历程。


为提高研制效率,C919研制团队采取了集群式的技术突破路径,历经多年创新实践,建成总装移动生产、中央翼、中机身、水平尾翼、全机对接等5条国际先进生产线,攻克了100多项核心关键技术。


2017年5月5日,同样是上海浦东机场第4跑道,随着发动机的轰鸣声响起,第一架C919大型客机腾空而起、冲上云霄,79分钟后圆满完成飞行任务着陆。在经历9年科研攻关、无数次试验与技术调试后,天空中又一次有了国产大飞机的影子。此时,中国进入少数几个拥有研制大型客机能力的国家行列。


▲2017年5月5日,国产大型客机C919在上海浦东国际机场首飞成功。新华社记者 丁汀 摄


C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式客机。对于“自主知识产权”,吴光辉认为,这主要体现在三个方面:


第一,根据市场需求,设定设计方案。“原本我想设计更大的飞机,但经过市场调研,150座级的客机是市场上的主流机型,市场前景最好,因此,我们以首先满足国内市场需求为导向选定了这个机型。”


第二,零部件供应需符合设计方案。“供应商可以来自于全球,但零部件的供应需符合飞机设计的要求,这体现出我们的自主权和决定权。”


第三,系统集成掌握在自己手中。“自主知识产权也体现在对系统之间的集成控制上。C919飞机上有几百万个接口,这关系到液压、航电等多系统之间的关联,绝不是简单的拼接,如何关联,就取决于飞机的设计方案。”


C919越来越临近商用,中国不但实现了民机技术集群式突破,形成了大型客机发展核心能力,而且锻造了一条蕴藏巨大潜力的产业链。


据了解,以上海为龙头,陕西、四川、江西、辽宁、江苏等22个省市、200多家企业、近20万人参与大型客机项目研制和生产,形成了产业链、价值链、创新链;推动建立16家航电、飞控、电源、燃油和起落架等机载系统合资企业,提升了中国民用飞机产业配套能级。


据商飞官网最新数据,C919已有累计28家客户815架订单。


根据商飞和波音公司的市场预测,未来20年,我国对类似C919这类窄体客机的需求量为每年平均300架左右。伴随着C919进入量产,这条民用飞机产业链无疑将释放出巨大的经济价值。


C919大事记


2009年1月6日,中国商用飞机有限责任公司正式发布首个单通道常规布局150座级大型客机,代号“COMAC919”,简称“C919”。


2009年12月21日,LEAP-1C发动机确定为C919国外启动动力装置。


2010年11月15日,C919大型客机1:1展示样机在珠海航展首次与公众见面。


2014年8月24日,C919大型客机首架机前机身大部段交付。


2015年11月2日,C919首架机总装下线。


2016年4月11日,C919大型客机全机静力试验正式启动。


2017年5月5日,C919大型客机成功首飞。


2017年11月10日,C919大型客机101架机转场阎良。


2017年12月17日,C919大型客机102架机首飞。


2018年7月12日,C919大型客机102架机转场东营试飞基地。同日,C919大型客机完成2.5g极限载荷静力试验。


2018年12月28日,第三架C919飞机在上海浦东国际机场完成首次飞行。


2019年8月1日,C919大型客机104架机完成首次试验飞行。


2019年10月24日,C919大型客机105架机完成首次试验飞行。


2020年2月23日,C919大型客机106架机转场东营试飞。


2020年10月31日,在南昌飞行大会上,C919大型客机进行全球首次动态展示。


2020年11月27日,中国民航上海航空器适航审定中心签发C919项目首个型号检查核准书(TIA),C919飞机进入局方审定试飞阶段。


2021年3月1日,中国东方航空与中国商飞正式签署首批5架C919购机合同。


本文来自微信公众号:财经国家周刊 (ID:ENNWEEKLY),作者:宋怡青

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