撰文/ 魏一寧
編輯/ 李原
歷經幾代航空人的艱苦研發,國產大飛機終於飛到眼前,在新材料、飛行系統、柔性製造、高階產線等領域取得了了不起的成績。在其背後,是徐徐展開的萬億市場增長空間。
9月13日上午,兩架註冊號為B-001F和B-001J的國產C919飛機平穩地從上海浦東機場飛抵北京首都國際機場。
經過5年多的安全試飛,此次這兩架C919國產大飛機專為取證而來。據數家媒體從中國商飛內部人士處瞭解:9月19日,中國民用航空局將為其頒發國內適航證,這意味著該機型將可以進行商業運營,並進入訂單交付階段。
從上世紀70年代啟動“運-10”專案開始,歷經半個世紀和幾代航空人的努力,國產大飛機終於飛到眼前。隨著量產和商業化執行將近,大飛機作為“國之重器”,帶起的產業效應和經濟效益,也將極為可觀。
目前,東方航空已成為國產大飛機的首家訂購客戶。今年5月10日,東航釋出公告:擬定向增發股票150億元,其中105億元用於引進包括4架C919在內的34架國產飛機。
公告也首次披露了C919的目標單價為0.99億美元,低於售價1.2億美元的波音737和售價1.1億美元的空客A320。
據國融證券統計:目前C919已獲得28家客戶的採購意向訂單,共計815架,訂單總金額高達5000億元。未來C919成功進入市場後,總銷量有望達到2000架次左右,而一個規模達萬億元的市場也將隨之展開。
為什麼要堅持自主研製?
一直以來,大飛機被稱為“工業製造之花”。它的產業鏈長、輻射面廣,製造涉及新材料、電子資訊、機械製造、自動控制、計算機、高階裝備等眾多領域,可以說是現代科技的最高整合。
在隱性層面,除了強化國家科技實力、帶動國民經濟發展,發展民用航空產業更在保障國家安全上,發揮著綿長深遠的作用。
根據美國蘭德智庫研究:大飛機研製及其核心技術衍射到相關產業,可以達到1∶15的拉動效果。實際上舉望各國,伴隨著國力崛起和科技、經濟實力的提升,發展民用航空都是必行之路。
很早之前,國產大飛機的研製便被提上了國家日程。但受制於種種外部因素,研製過程一直步履維艱。
大約50年前,中國民航便啟動了“運-10”專案,開始研製自主智慧財產權的噴氣客機。但彼時受制於技術能力和內外環境,中國民航秉持著“用市場換技術”的思路,先後與美國麥道公司合作生產 MD82 和 MD90客機,並嘗試與歐洲公司合作研發。奈何過程阻礙重重,最後均告無疾而終。
進入21世紀,民航製造業明確了自主研製、自力更生的目標。
此時,國際航空競爭格局也發生了變化。經過多年的兼併重組,民用幹線客機市場長期被美國波音和歐洲空客壟斷。據統計:2021 年全球商用飛機交付量 1034 架,其中波音公司交付 340 架、 空客公司交付 611 架,已佔據全球交付量的 92%。
打破現有格局殊為不易。2008 年,中國商飛成立,並由國務院國資委、上海國盛、航空工業、中國鋁業、中國寶武、中國中化共同出資組建。目前,中國商飛的前三大股東國務院國資委、上海國盛、航空工業分別持股 49.80%、 20.91%、9.97%。
中國商飛成立後,進一步明確了三款ARJ21 支線客機、C919 大型客機、CR929 遠端寬體客機的研發。其中,對標波音B737和空客A320的C919是航空市場中需求最大的機型,並被定義為中國首款按照最新國際適航標準研製的幹線用機,座級158-168座--它的研製進展也最為人關注。
2017年5月,C919完成了首次試飛。據試飛前中國商飛統計:國內有22個省市、200多家企業、36所高校參與了客機研製。包括寶鋼在內的16家材料製造商和54家標準件製造商成為大型客機專案的供應商或潛在供應商。
可以說,C919的大飛機專案,將中國民用航空工業和相關高校、科研院所的頂尖研究能力與人才一網打盡。
民用飛機研製難在哪?
據中泰證券預計,目前C919大飛機的國產化率已達到了60%。如果對航空相關知識有所瞭解,便可以知道這是一個了不起的成就。
現在各國民用客機生產普遍採用的是“主製造商+供應商”的商業模式。波音、空客大約也要有30%的零部件要向海外採購。
雖然目前國產大飛機供應鏈體系,特別是發動機等核心部件難以脫離美國供應商。特別是在中美摩擦加劇的背景下,大飛機研製遇到了更多阻礙,卻也讓中國航空產業加快了自力更生的腳步。
在研發C919之前,中國在軍用戰鬥機方面已經取得了很高成就,其中就包括自主研製的200噸級大型遠端運輸機--代號“鯤鵬”的“運20”。但進入民用飛機領域,軍用飛機的研製成就難以直接複製。
除了中國民用飛機研製起步較晚之外,軍用機更關注效能,而民用航空注重安全第一、效能穩定、易維修,同時必須考慮經濟價效比。
此外,民用飛機的研製需要長期的試驗才能投入使用。而圍繞發動機的部件試驗、整機試驗、飛行試驗的週期經常長達10-20年。
雖然目前,C919的核心零部件如發動機、通訊導航系統、行資料記錄系統、起落架系統等仍依賴海外供應商,但國產大飛機也取得了大量的關鍵突破。現在,整機的設計方案、零部件及系統之間的整合已完全屬於中國自主智慧財產權。
2017年,C919飛機總設計師吳光輝接受《財新週刊》採訪時表示:C919有幾百萬個介面,關係到液壓、航電等多系統之間的關聯,並不是簡單的拼接,整架飛機的設計方案是屬於中國商飛的核心智慧財產權。
把機翼、機身、發動機、方向舵、液壓系統、空氣管理綜合系統等數百個控制裝置結合起來,是一項極度複雜的工程。
在C919專案啟動之初,大型民用飛機電傳飛行控制系統在中國航空領域尚屬空白,而空客等公司對此已運用得十分純熟。在其電傳系統中,主飛行系統配備了7臺數字計算機幫助飛行員對飛機進行控制。
有關媒體還報道,由於此項技術軍民通用,因此在美國的高技術禁止出口和轉讓清單中,其僅排在核武器技術之後。中國商飛一位知情人士透露,國內外合作伙伴引進該技術開價相當於10億元。
因此,C919專案決心對此專案從零開始,自主攻堅。最終,一個只有不到30人、平均年齡30歲的團隊,用了不到5年時間攻克了這一難關。
在新材料和柔性製造生產線、高階組裝等領域,C919也打下了諸多“攻堅戰”。在 C919 專案的帶動下,我國新材料加工工藝和基礎建設也有了質的飛躍。
目前,C919大量使用了新材料。其中包括第一次大範圍使用了第三代鋁鋰合金,並在主承力結構、高溫區、增壓區使用複合材料,成為世界上第一個突破飛機鈦合金大型主承力結構件鐳射增材製造技術,並實現裝機工程應用的國家。
此外,C919 總裝採用的是國際上最主流的移動生產線,已與波音737、空客A320的 生產線相當。整條生產線全長 290 米,可以完成包括系統件和成品件的安裝、全機通電通壓測試、分系統測試、內飾安裝等全部總裝工作。
根據中國商飛公司報道,全面批產後,中國商飛浦東基地將具備一年生產150 架 C919、50 架 ARJ21 的批產能力。
更值得關注的是,因中美摩擦不確定性加劇,國產發動機和機載裝置的關鍵零部件研發速度也在顯著加快。
目前,國產發動機“長江發動機CJ-1000A”已經在研製過程中,根據中國商飛在去年釋出的進度資訊,第一架裝有國產發動機的C919預計將在2025年到2030年問世。
何時能坐上大飛機?
國產大飛機卓越的自主研發過程值得國人驕傲,同時普通民眾也在關心,何時C919將會投入商用,或成為民航的執飛機型--答案是還要等待一段時間。
民航飛機事關無數旅客的生命安全。一般來說,從試飛成功到投入量產、進入商業執行還需經過幾道關卡:在獲得型號合格證後,還需要獲得生產許可證,進而每架批次生產的飛機還要持有單機合格證。
目前,C919將要取得的適航證即是型號合格證。
參考此前70座國產支線飛機ARJ21,在2014年試飛獲得型號合格證後,到2015年11月交付了首架飛機,又到2017年7月才得到生產許可證
根據中泰證券估計:參照ARJ21從試飛到批次生產所需的時間,C919大飛機在2025年前實現量產的難度較大。
不過,C919已經走完了難度最大的設計研究、總裝下線、首飛、審定試飛等流程,實現量產和商用也會逐漸提上日程。
目前,根據中國商飛官方釋出的資訊,C919的國內外意向訂單已超過800架。其中,東航是第一個訂購國產大飛機的客戶。
除東航外,訂購C919的航空公司還包括南航、國航等國內航司,以及德國普仁航空、泰國都市航空等國外航空公司。
不少航空租賃業務公司也紛紛為C919慷慨解囊。由於在更新機型、降低成本和節約航空公司流動資金方面具有明顯優勢,飛機租賃已經成為航空公司解決機隊擴張和資金短缺矛盾的最有效途徑。
據廣發證券整理的資料披露,目前排在訂購數榜單前10名的,都是大型租賃公司。其中,中國工商銀行的全資子公司工銀租賃訂購了100架C919飛機,成為訂購數量最高的客戶。
根據中國商飛和波音公司的市場預測,未來20年,中國對C919窄體客機的需求量為每年平均300架左右。放眼未來,假設C919能在國內市場達到三分之一的佔有率,則至少可以對我國航空產業帶來約68%的增量。
受此利好資訊影響,“大飛機”概念股近日拉昇上行。9月13日,通達股份、潤貝航科、立航科技一度漲停,楚江新材、航發科技、廣聯航空等跟漲。
據浙商證券預估,隨著國產型號市佔率的逐步提升,未來 20 年國產客機交付數量可望達到 3000 架,總價值超 2 萬億元,行業複合增速將超過20%。