王亞男
大飛機(jī)抬頭起飛的那一刻,牽動(dòng)著億萬國(guó)人的心。
2018年12月28日,C919大型客機(jī)103架機(jī)在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)第四跑道順利起飛,在空中停留1小時(shí)38分鐘,完成21個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),為恰逢成立十周年的中國(guó)商飛和國(guó)人獻(xiàn)上了一份最好的賀禮。
據(jù)中國(guó)商飛透露,2019年還有3架試飛飛機(jī)需要進(jìn)行部裝、總裝,6架試飛飛機(jī)計(jì)劃全部投入試飛取證工作。而C919大型客機(jī)103架機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)基于前期試飛試驗(yàn)成果進(jìn)行調(diào)整,將向中國(guó)民航局申請(qǐng)型號(hào)合格證(TC)。這標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)的研制又取得了一大突破。
截至2018年底,C 919大型客機(jī)己獲得來自28家客戶的815架訂單。從圖紙到落地,從通過諸項(xiàng)試驗(yàn)到多次成功試飛,當(dāng)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的制造和設(shè)計(jì)能力被一次次驗(yàn)證后,十年磨一劍的C919大飛機(jī),相信不久之后就將劍指云端,與國(guó)際市場(chǎng)開啟一場(chǎng)未來之約!
“中國(guó)制造”風(fēng)頭正勁
一架C919大型客機(jī)有724根線纜、2328根導(dǎo)管、總長(zhǎng)近80公里的管線,零部件總數(shù)達(dá)250萬個(gè),把這么多零部件組合在一起絕非易事。然而盡管C919大型客機(jī)完全由我國(guó)自主設(shè)計(jì)、克服了系統(tǒng)集成的難題,有一種質(zhì)疑的聲音卻從未停止——C919大型客機(jī)使用的是從美國(guó)采購(gòu)的LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)。缺了“心臟”的大飛機(jī),還算是正宗的“國(guó)貨”嗎?
航空發(fā)動(dòng)機(jī)堪稱現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”,它直接影響飛機(jī)的性能、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。一直以來,航空發(fā)動(dòng)機(jī)都是中國(guó)大飛機(jī)工業(yè)的軟肋。中國(guó)航發(fā)市場(chǎng)一直被國(guó)外公司占據(jù)著,不得不將千億紅利拱手讓人。
中國(guó)工程院院士甘曉華說,飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造一般需要15~20年,發(fā)動(dòng)機(jī)要20~25年;全世界能做飛機(jī)的企業(yè)有20~30家,能做發(fā)動(dòng)機(jī)的卻只有3~5家。
盡管在研發(fā)水平上有著不小的差距,但國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)是必然的選擇。2017年底,首臺(tái)中國(guó)國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)CJ-1000A的驗(yàn)證機(jī)CJ-1000AX裝配完成,標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)建立。2018年中旬,隨著一聲轟鳴,C919大型客機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)CJ-1000AX驗(yàn)證機(jī)整機(jī)點(diǎn)火成功,核心機(jī)轉(zhuǎn)速最高達(dá)到每分鐘6600轉(zhuǎn),標(biāo)志著我國(guó)大型客機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)終于走過了最艱難的一步。后續(xù)將進(jìn)一步開展發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)初步性能的摸底試驗(yàn),如果能通過嚴(yán)苛的考驗(yàn),那么驗(yàn)證機(jī)將變成真正的產(chǎn)品,C919大型客機(jī)和大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20、水陸兩棲飛機(jī)AG600都將擁有一顆真正的“中國(guó)心”。
C919項(xiàng)目啟動(dòng)之初曾立下10%的國(guó)產(chǎn)化率目標(biāo),而今,C919大型客機(jī)整機(jī)的國(guó)產(chǎn)化率己近60%。而“最終實(shí)現(xiàn)全部國(guó)產(chǎn)化”,才是大飛機(jī)奮斗始終的目標(biāo)。
適航取證成果斐然
適航和市場(chǎng),始終是民用航空產(chǎn)品的兩個(gè)關(guān)鍵詞。即使有了國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),有一個(gè)問題也是怎么都繞不開的一一有人說,C919最大的瓶頸不是發(fā)動(dòng)機(jī),而是一張薄薄的適航證。
雖然各國(guó)民航部門都有不同的標(biāo)準(zhǔn),但因美歐民用大飛機(jī)發(fā)展較早、技術(shù)較成熟,美歐的適航證幾乎成了國(guó)際通用。
“這就好比一款網(wǎng)游,在開發(fā)人員內(nèi)部測(cè)試之后,會(huì)再進(jìn)行小范圍的內(nèi)測(cè),然后進(jìn)行公測(cè),最后才正式上線運(yùn)營(yíng)?!币晃缓娇諛I(yè)內(nèi)人士如是說。在取得中國(guó)民航局頒布的核準(zhǔn)書之前,C919試飛機(jī)的多次試飛均處于早期研發(fā)試飛階段,也就是“內(nèi)測(cè)”。103架機(jī)即將被用于申請(qǐng)型號(hào)合格證的喜訊,則表明C919大型客機(jī)即將接受中國(guó)民航局官方測(cè)試,完成1000多項(xiàng)符合性驗(yàn)證試驗(yàn),進(jìn)入“公測(cè)”的跑道,成為第一架“真正的C919”。
得益于多年前ARJ21民用飛機(jī)的適航經(jīng)驗(yàn),C919大型客機(jī)的取證流程變得更為便利。ARJ21從第一架機(jī)首飛到取得核準(zhǔn)書用了三年多,整個(gè)適航取證花了6年。輪到C919,時(shí)間有望大大縮短。C919型號(hào)合格審查組組長(zhǎng)張迎春認(rèn)為:“說3年取證太樂觀,說5年取證則太久?!背?03架機(jī)由于架構(gòu)上變化較大需要一些研發(fā)、試驗(yàn)時(shí)間外,后續(xù)的104、105架機(jī),首飛、總裝時(shí)間間隔會(huì)非常小,甚至要低于102架機(jī)和101架機(jī)之間的間隔。
此外,為了打入全球“公測(cè)”,C919大型客機(jī)也向歐洲航空安全局(EASA)遞交了型號(hào)合格證申請(qǐng)。2016年中旬,EASA己開始受理,歷經(jīng)3年艱苦“長(zhǎng)征”,C919大型客機(jī)取得“國(guó)際通行證”己勝利在望。
產(chǎn)業(yè)化之路任重道遠(yuǎn)
C919大型客機(jī)獲得的815架訂單中,國(guó)外訂單有34架。國(guó)內(nèi)主要訂購(gòu)方為東方航空、南方航空、中國(guó)國(guó)航、海南航空,以及國(guó)銀租賃、工銀租賃、交銀租賃等租賃公司。
“中短程雙發(fā)噴氣式客機(jī)市場(chǎng)需求最大,僅國(guó)內(nèi)市場(chǎng)就非常旺,因此該類型的飛機(jī),市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)是很小的?!北焙斤w機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)博士徐寧認(rèn)為。以C919大型客機(jī)的航程來看,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)就足以支撐項(xiàng)目的成功,但顯然C919大型客機(jī)志在全球。
全球大型民用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)潛力巨大。預(yù)計(jì)未來20年,全球共需交付3.5萬架大型民用飛機(jī),最低估值是5萬億美元,而中國(guó)將需要約6000架新客機(jī)與貨機(jī),價(jià)值9450億美元,占全球同期新飛機(jī)需求總量的18%。C919大型客機(jī)誕生前,如此高的市值都將被納入波音、空客的口袋,中國(guó)只能在低端生產(chǎn)線上“為他人作嫁衣”,掙取微薄的利潤(rùn)。
中國(guó)商飛董事長(zhǎng)賀東風(fēng)說:“C919的制造過程一定是以客戶為中心,滿足客戶的需要,它制造的資源來自全球,市場(chǎng)面向全球,競(jìng)爭(zhēng)也面向全球?!?/p>
C919大型客機(jī)的終極目標(biāo)是盡快打入國(guó)際市場(chǎng),從商飛連續(xù)五年參加新加坡航展來看,商飛計(jì)劃先開發(fā)東南亞市場(chǎng),再進(jìn)軍全球。據(jù)國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)估算,到2036年亞太地區(qū)航空乘客或達(dá)35億人次,比北美和歐洲的總和還要多出一倍以上,C919大型客機(jī)將大有可為。
專家預(yù)測(cè),到2035年左右,C919大型客機(jī)會(huì)形成完整的產(chǎn)品鏈。
波音事故啟示:先保證C919是一架“合格”的飛機(jī)
埃航空難造成的沖擊仍在持續(xù),已有多個(gè)國(guó)家加入停飛波音737MAX8的行列。有分析稱,這次事故與去年印尼獅航空難的原因可能一樣,都是因迎角傳感器故障導(dǎo)致飛機(jī)進(jìn)入無法拉高補(bǔ)充狀態(tài)。這個(gè)結(jié)論如果被證實(shí),很可能成為波音技術(shù)發(fā)展史上一次史無前例的問題。在歷史上,波音公司雖遭遇過不少困境,比如新機(jī)型一時(shí)無法得到市場(chǎng)認(rèn)可等,但還幾乎沒出現(xiàn)過因技術(shù)原因?qū)е抡麄€(gè)型號(hào)產(chǎn)品遭遇重挫的情況。
這個(gè)事件給中國(guó)的大飛機(jī)制造帶來一些啟示。首先是在飛機(jī)自動(dòng)化操控系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,一定要留出足夠的安全余量,以便在系統(tǒng)某個(gè)部分出現(xiàn)問題時(shí)保證一個(gè)基本安全限度,不至于使飛機(jī)進(jìn)入不可挽回的境地。在飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中,制造廠商肯定都會(huì)根據(jù)某款機(jī)型的特征,對(duì)其操縱系統(tǒng)進(jìn)行一些特殊設(shè)計(jì),這不是一個(gè)值得詬病的問題。但這個(gè)過程中可能留下遺憾的是,在把飛機(jī)氣動(dòng)構(gòu)型與操縱系統(tǒng)進(jìn)行匹配時(shí),是否做出保證安全的充足預(yù)案。
其次是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,要為飛行員的手動(dòng)操作留出足夠空間。如果系統(tǒng)突然進(jìn)入混亂或故障狀態(tài),那它在把駕駛權(quán)交給飛行員時(shí),應(yīng)該保證一個(gè)清晰明確的交互界面,讓飛行員知道系統(tǒng)出了什么問題,目前是何處境,這樣飛行員在接管時(shí)才有更大把握。
中國(guó)的大飛機(jī)發(fā)展才剛起步,顯然不如波音和空客這些有著悠久歷史的大牌企業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富,所以我們?cè)谘兄七^程中肯定會(huì)遇到這樣那樣的問題和困難,甚至在運(yùn)營(yíng)過程中也l可能會(huì)遇到挫折。正因如此,現(xiàn)在中國(guó)大飛機(jī)在發(fā)展中采取的路徑是穩(wěn)健行進(jìn),在一些技術(shù)或系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中,首先側(cè)重安全。雖然在飛機(jī)設(shè)計(jì)中,我們能夠借鑒國(guó)外已有的一些先進(jìn)案例和經(jīng)驗(yàn),但我們?nèi)圆扇》€(wěn)健做法,不單純以商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)為第一設(shè)計(jì)要素,而是以飛機(jī)安全運(yùn)營(yíng)作為第一要素。
換句話說,當(dāng)面臨在經(jīng)濟(jì)性和安全性這兩者中做取舍時(shí),我們選擇優(yōu)先保安全性,在此基礎(chǔ)上才去考慮經(jīng)濟(jì)性,這是現(xiàn)在中國(guó)商用飛機(jī)研制和運(yùn)營(yíng)中的一個(gè)重要特征。
因此,不少人只看到了中國(guó)大飛機(jī)的進(jìn)步和發(fā)展速度沒有波音、空客那樣快,推出新機(jī)型、包括改進(jìn)型的速度比較緩慢,但沒看到這背后包含了大量權(quán)衡取舍。一架飛機(jī)可能有多種設(shè)計(jì)方案,技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大一些的方案和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小一些的方案,對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力可能都有很大不同,那么到底選擇哪種方案,對(duì)工程技術(shù)人員來說都是巨大考驗(yàn)。
波音737MAX8不到半年內(nèi)兩次發(fā)生致命事故,而且原因疑似相同,更讓我們感覺到中國(guó)民用飛機(jī)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員面臨著多么巨大的壓力。他們要在最大程度保證飛機(jī)運(yùn)營(yíng)安全的基礎(chǔ)上,竭盡全力推動(dòng)中國(guó)大飛機(jī)盡快實(shí)現(xiàn)更大突破,盡快在國(guó)際市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)力,而他們面對(duì)的潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,又是有著百年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的波音和空客們。
總體而言,中國(guó)大飛機(jī)對(duì)自己的立足點(diǎn)和實(shí)際發(fā)展情況有著清醒認(rèn)識(shí),我們不急功冒進(jìn),而是第一步先保證C919是一架“合格”的飛機(jī),保證它飛起來后不出現(xiàn)安全問題。第二步再通過設(shè)計(jì)上的改進(jìn)、變更以及工藝上的不斷完善,讓它變成一架“成功”的商用飛機(jī),不僅要安全要能飛,還要能為運(yùn)營(yíng)商賺取利潤(rùn)。這樣的出發(fā)點(diǎn)和大方向,無疑是正確的。