杜婷

14年前，當(dāng)歐盟高調(diào)宣布投入16億歐元啟動(dòng)“凈潔天空”計(jì)劃的時(shí)候，很多人都懷疑，這個(gè)計(jì)劃究竟能為歐洲航空航天業(yè)帶來什么實(shí)質(zhì)性的益處。如今，14年過去了，“凈潔天空”計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)入第二階段，不僅歐盟又追加了40億歐元的投入，參與該項(xiàng)目的600多家歐洲企業(yè)已不再限于航空航天領(lǐng)域的大型國企和一級(jí)供應(yīng)商，還包括眾多私營企業(yè)、高校，甚至行業(yè)外的企業(yè)。近期，歐盟發(fā)布《“凈潔天空2”計(jì)劃首份全球評(píng)估報(bào)告》（以下簡稱“評(píng)估報(bào)告”），這是自該項(xiàng)目2007年啟動(dòng)以來，歐盟發(fā)布的第一份評(píng)估報(bào)告。該報(bào)告從環(huán)境效益和社會(huì)效益兩方面開展分析，對(duì)全面評(píng)估“凈潔天空2”計(jì)劃中正在進(jìn)行項(xiàng)目的潛在影響、驗(yàn)證其價(jià)值具有重要意義。同時(shí)業(yè)界也將這份報(bào)告視為歐盟“凈潔天空”計(jì)劃14年來的階段性成績單。

“凈潔天空”計(jì)劃的由來

“凈潔天空”計(jì)劃是歐洲最大的創(chuàng)新技術(shù)研究計(jì)劃，2007年由歐盟提出，最初由歐盟研究框架計(jì)劃和航空業(yè)企業(yè)贊助?！皟魸嵦炜铡庇?jì)劃主要研究項(xiàng)目包括：開式轉(zhuǎn)子技術(shù)、齒輪傳動(dòng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試驗(yàn);智能襟翼、創(chuàng)新型尾翼和電動(dòng)尾槳的驗(yàn)證試驗(yàn);層流機(jī)翼、全電系統(tǒng)和智能旋翼槳葉的飛行試驗(yàn)等。所有這些研究項(xiàng)目的最終目的都是研發(fā)更潔凈的航空技術(shù)，降低飛機(jī)噪音和溫室氣體，減少航空運(yùn)輸對(duì)于環(huán)境的影響，從而建立具有競爭力的歐洲航空運(yùn)輸體系。

2014年，作為“凈潔天空”計(jì)劃的延續(xù)，“凈潔天空2”計(jì)劃啟動(dòng)。作為一個(gè)龐大的跨國項(xiàng)目，“凈潔天空計(jì)劃”所遭受的最大非議在于歐盟在選擇合作伙伴時(shí)缺乏開放性和公平性，尤其是在選擇一些大型項(xiàng)目的核心合作伙伴時(shí)。因此，為了提高公平性和透明性，歐盟將“凈潔天空2”計(jì)劃中通過資助項(xiàng)目而成為項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者的比例從原來的50%降到40%，剩下60%通過公開招標(biāo)的形式，廣招天下英雄。在公開招標(biāo)的合作伙伴中，有一半是長期合作的核心合作伙伴，另一半則是通過項(xiàng)目結(jié)盟的一般合作伙伴。

相比“凈潔天空”計(jì)劃，“凈潔天空2”計(jì)劃更關(guān)注大規(guī)模的集成驗(yàn)證項(xiàng)目，以提升技術(shù)的成熟度，從而達(dá)到下一代商用飛機(jī)、支線飛機(jī)、公務(wù)機(jī)和螺旋槳飛機(jī)的要求。根據(jù)歐盟的部署，“凈潔天空2”計(jì)劃由兩個(gè)大型飛機(jī)飛行驗(yàn)證平臺(tái)、兩個(gè)大型系統(tǒng)綜合技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)和其他橫向項(xiàng)目組成。兩個(gè)大型飛機(jī)飛行驗(yàn)證平臺(tái)由空客公司主導(dǎo)、支線飛機(jī)項(xiàng)目由阿萊尼亞·馬基公司主導(dǎo)、高速旋翼機(jī)項(xiàng)目由阿古斯特韋斯特蘭公司和空客直升機(jī)公司共同主導(dǎo)。在大型系統(tǒng)綜合技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)中，機(jī)身部分由達(dá)索公司、空客公司和薩伯公司主導(dǎo)，發(fā)動(dòng)機(jī)由賽峰、羅羅和MTU公司主導(dǎo)，機(jī)載系統(tǒng)則由泰雷茲公司和利勃海爾公司主導(dǎo)。環(huán)保設(shè)計(jì)方面則由弗勞恩霍夫公司主導(dǎo)，小型飛機(jī)則由捷克歐飛公司（Evektor）和比亞喬公司主導(dǎo)。

階段性的成果

根據(jù)計(jì)劃，“凈潔天空2”計(jì)劃將持續(xù)到2024年，瞄準(zhǔn)的目標(biāo)是“歐盟2050戰(zhàn)略性長期愿景”的中期目標(biāo)。到目前為止，總投資額為40億歐元的“凈潔天空2”計(jì)劃已經(jīng)初步達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。根據(jù)歐盟委員會(huì)的評(píng)估，在“凈潔天空2”計(jì)劃框架下開發(fā)的技術(shù)將使二氧化碳、氮氧化物和噪聲減少20%～30%，減少的基準(zhǔn)是2014年服役的最先進(jìn)的民用飛機(jī)，到2024年這一階段計(jì)劃結(jié)束時(shí)的目標(biāo)是將技術(shù)成熟度提高至6級(jí)。

“凈潔天空2”計(jì)劃主要由兩個(gè)大型飛機(jī)飛行驗(yàn)證平臺(tái)、兩個(gè)大型系統(tǒng)綜合技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)和其他橫向項(xiàng)目組成。兩個(gè)大型飛機(jī)飛行驗(yàn)證平臺(tái)由空客公司主導(dǎo)，支線飛機(jī)項(xiàng)目由阿萊尼亞·馬基公司主導(dǎo)，高速旋翼機(jī)項(xiàng)目由阿古斯特韋斯特蘭公司和空客直升機(jī)公司共同主導(dǎo)。

在“凈潔天空2”計(jì)劃中，空客投入大量資源用于研發(fā)層流機(jī)翼和開式轉(zhuǎn)子技術(shù)，雖然從短期來看，空客還不能從這兩項(xiàng)新技術(shù)中獲益，但計(jì)劃在這些新技術(shù)的基礎(chǔ)上于2030年左右推出全新概念飛機(jī)。

“凈潔天空2”計(jì)劃的另一個(gè)重要內(nèi)容是對(duì)下一代中短程客機(jī)可能采用的候選技術(shù)進(jìn)行飛行試驗(yàn)，將技術(shù)成熟度提高至6級(jí)。其中，最引人關(guān)注的是與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的新技術(shù)，包括混合動(dòng)力推進(jìn)概念、激進(jìn)的甚高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)（VHBR）研制驗(yàn)證。

在“凈潔天空2”計(jì)劃中，發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)項(xiàng)目由羅羅和賽峰攜手推進(jìn)，致力于將新技術(shù)應(yīng)用于下一代商用發(fā)動(dòng)機(jī)上。該項(xiàng)目包括2個(gè)飛行試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目和4個(gè)地面試驗(yàn)項(xiàng)目。由羅羅主導(dǎo)的用于遠(yuǎn)程客機(jī)的甚高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試飛行已于2019年開始。

賽峰的子公司斯奈克瑪在“凈潔天空”計(jì)劃中，針對(duì)未來中短程商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目進(jìn)行了兩項(xiàng)研究：一是開式轉(zhuǎn)子技術(shù)的研究，二是研發(fā)一款涵道比大于15：1的超高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)。這一驗(yàn)證機(jī)將在2022年開始地面試驗(yàn)。

盡管距離“凈潔天空2”計(jì)劃結(jié)束還有幾年，但是項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)已經(jīng)計(jì)劃啟動(dòng)“凈潔天空3”計(jì)劃了。如果計(jì)劃順利獲批，“凈潔天空3”計(jì)劃將采用與以往完全不同的逆向規(guī)劃的方法進(jìn)行編制，最早從2021年1月開始啟動(dòng)。與之前不同，在“凈潔天空3”計(jì)劃中，歐洲航空安全局（EASA）將參與其中，這將有利于未來新技術(shù)的投入應(yīng)用。

在“凈潔天空3”計(jì)劃中，一個(gè)亟待解決的難題是如何保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，以避免再次出現(xiàn)無疾而終的情況。2017年，賽峰進(jìn)行了一次全尺寸的反向旋轉(zhuǎn)開式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目（CROR）地面試驗(yàn)，但是空客在同年宣布，不再給賽峰提供飛行試驗(yàn)平臺(tái)。盡管空客并沒有對(duì)CROR的技術(shù)設(shè)計(jì)理念提出太多的非議，但顯然空客并不看好這一技術(shù)在近期、中期的應(yīng)用前景。因此，為了避免這種情況再次發(fā)生，管理方正在考慮要求主制造商作出承諾，雙方探索一種“可見的、強(qiáng)有力的聯(lián)系”，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。

此外，“凈潔天空3”計(jì)劃的另一個(gè)導(dǎo)向性變化是那些低技術(shù)成熟度的概念也會(huì)得到支持。那些被認(rèn)為不夠成熟、無法進(jìn)行全面驗(yàn)證但有發(fā)展前景的技術(shù)將作為候選的基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，一旦達(dá)到所需的技術(shù)成熟度，這些技術(shù)就可以轉(zhuǎn)移到演示項(xiàng)目。相反，如果一些技術(shù)在演示驗(yàn)證階段表現(xiàn)不佳，可能會(huì)被返回基礎(chǔ)研究項(xiàng)目池進(jìn)行更多輪迭代研究。

歐盟的首份評(píng)估

此次，歐盟發(fā)布的這份《評(píng)估報(bào)告》圍繞“凈潔天空2”計(jì)劃涉及的面向遠(yuǎn)程飛機(jī)、中短程飛機(jī)、支線飛機(jī)和通用/公務(wù)機(jī)等4個(gè)細(xì)分市場，圍繞任務(wù)層面、機(jī)場層面、機(jī)隊(duì)層面這三個(gè)方面與2014年服役的最先進(jìn)的民用飛機(jī)進(jìn)行環(huán)境效益、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估。

《評(píng)估報(bào)告》指出，從環(huán)境效益的角度來看，在任務(wù)層面，“潔凈天空”計(jì)劃已取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，大多數(shù)新型概念的技術(shù)成熟度都實(shí)現(xiàn)甚至超過了原定目標(biāo)。

其中，支線飛機(jī)研究項(xiàng)目在性能方面取得顯著的提升，可降低碳排放20%～34%、氮排放降低56%～67%、噪聲降低20%～68%。在干線飛機(jī)方面，中短程領(lǐng)域可降低碳排放17%～26%，氮排放降低8%～39%，噪聲降低20%～30%;通用/公務(wù)機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)也正在實(shí)現(xiàn)并超越其目標(biāo)，可降低碳排放21%～31%，氮排放降低27%～28%，噪聲降低20%～50%。由于目前沒有商用旋翼機(jī)可以在性能上與新型混合概念機(jī)型比較，所以尚不能確定參照機(jī)型、為量化評(píng)估新型混合概念機(jī)型的減排降噪性能做參考。

在機(jī)場層面，《評(píng)估報(bào)告》認(rèn)為“降噪技術(shù)的進(jìn)展使機(jī)場也得到大幅改善”。評(píng)估選擇阿姆斯特丹史基浦機(jī)場、羅馬菲烏米奇諾機(jī)場、斯德哥爾摩阿蘭達(dá)機(jī)場、漢堡機(jī)場和圖盧茲布拉尼亞克機(jī)場作為代表性機(jī)場，對(duì)2050年機(jī)場采用“潔凈天空2”計(jì)劃技術(shù)的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，預(yù)估了噪聲差異。

在噪聲層面上，歐洲機(jī)場2050年60-65dB（A）晝夜等效聲級(jí)影響面積減少了約10%～15%，受影響人口和高度受影響人口顯著減少了10%～25%，碳排放降低8%～13.5%，氮排放降低6.5%～10.5%。

在機(jī)隊(duì)層面，《評(píng)估報(bào)告》認(rèn)為“潔凈天空2”計(jì)劃有望達(dá)到《歐洲綠色新政》新目標(biāo)——2050年實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)。預(yù)計(jì)2050年全球75%的可用座位公里數(shù)將由采用“潔凈天空2”計(jì)劃技術(shù)的飛機(jī)運(yùn)營，其余25%的可用座位公里仍將由采用傳統(tǒng)技術(shù)、尚未退役的飛機(jī)運(yùn)營。與采用傳統(tǒng)技術(shù)的飛機(jī)相比，“潔凈天空2”計(jì)劃的新技術(shù)可使2050年單個(gè)座位每公里的碳排放、氮排放分別降低15%和31%。同時(shí)，《評(píng)估報(bào)告》預(yù)計(jì)2050年超過55%的碳排放由中短程航程（小于4000公里）的中型和大型飛機(jī)產(chǎn)生，這兩類飛機(jī)在所有航班中的比例約為55%，而2020年該比例為15%;全球超過1萬公里的遠(yuǎn)程航班造成的排放量將降低至6%，相比2020年降低3%。

在社會(huì)效益方面，《評(píng)估報(bào)告》從流通性和連通性優(yōu)勢(shì)、航空層面宏觀經(jīng)濟(jì)影響、社會(huì)影響以及社會(huì)競爭力等方面對(duì)“潔凈天空2”計(jì)劃的社會(huì)影響開展評(píng)價(jià)。

在流通性和連通性方面，引入航程800公里、巡航速度300公里/小時(shí)的窄體飛機(jī)后，4小時(shí)內(nèi)可送乘客比例可大幅提高30%，若飛機(jī)巡航速度達(dá)到400公里/小時(shí)，該比例可提高至37%。

兩款概念型快速旋翼機(jī)和70座級(jí)多任務(wù)區(qū)域渦槳飛機(jī)在性能方面得到顯著提升，可充分執(zhí)行搜救、緊急醫(yī)療等服務(wù)。此外由于飛行速度提升、飛機(jī)時(shí)長縮短，更便于運(yùn)送旅客，在機(jī)場樞紐支線和商業(yè)城際客運(yùn)等任務(wù)模擬中，飛行時(shí)間減少25%～43%。與世界其他地區(qū)相比，在歐盟28國宏觀經(jīng)濟(jì)層面，航空業(yè)的總附加值和總就業(yè)人數(shù)高于平均水平。預(yù)測(cè)表明，歐洲和全球航空相關(guān)就業(yè)表現(xiàn)出積極的增長態(tài)勢(shì)，航空創(chuàng)造的總附加值也有顯著增加。

在競爭力和社會(huì)影響方面，所有利益相關(guān)者都認(rèn)為“潔凈天空2”計(jì)劃對(duì)提高歐盟的工業(yè)技術(shù)知識(shí)、競爭力和創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)起到了積極作用?！皾崈籼炜?”計(jì)劃使航空界能夠輕松地進(jìn)行合作和分享想法，研究人員可以了解行業(yè)需求，中小企業(yè)有機(jī)會(huì)接觸行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者及相關(guān)設(shè)施，工業(yè)界也可受益于中小企業(yè)的創(chuàng)新潛力和研究中心、學(xué)術(shù)界的專業(yè)能力。

《評(píng)估報(bào)告》認(rèn)為，“‘潔凈天空已經(jīng)在航空領(lǐng)域成功建立了一個(gè)強(qiáng)大的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)鏈，積極推動(dòng)清潔、綠色航空的發(fā)展?！苯刂?020年底，“潔凈天空2”計(jì)劃已發(fā)起并評(píng)估了4次核心伙伴倡議和11次提案倡議，40億歐元預(yù)算/18億歐元資金的公私合營計(jì)劃吸引了諸多參與者，目前來自多個(gè)領(lǐng)域的940余個(gè)實(shí)體參與了超過550個(gè)項(xiàng)目的投資，汽車等其他行業(yè)的新勢(shì)力加入該計(jì)劃并提供了關(guān)鍵的創(chuàng)新動(dòng)力。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中小企業(yè)的參與度很高，許多中小企業(yè)是首次參加歐盟計(jì)劃，超過5000名的歐洲工程師和科學(xué)家參與了“潔凈天空2”計(jì)劃。

由此可見，過去14年，作為歐洲最大的創(chuàng)新技術(shù)研究計(jì)劃，“凈潔天空”計(jì)劃已經(jīng)取得了有目共睹的成績，更重要的是，在這個(gè)計(jì)劃的帶動(dòng)下，歐盟進(jìn)一步凝聚了一批小微企業(yè)、高校和科研院所對(duì)航空航天業(yè)的參與，相信未來在“凈潔天空”計(jì)劃的牽引下，這些參與其中的企業(yè)不僅將從中受益，更有望逐步成為未來歐洲航空業(yè)核心的合作伙伴，而這或許比“凈潔天空”計(jì)劃本身更有價(jià)值。