C919即將首飛,設計優勢使發動機推力遠超波音737最新改型
圖:C919總裝下線儀式
C919客機目前已經完成滑行測試,距離首飛已經非常近,在慶賀之餘,很自然我們就要問這樣的問題:C919的市場競爭對手有誰?未來要如何發展?它最終的發展餘地有多大?
一:C919在市場上的競爭對手有哪些?
C919是一款150座級別的中短程客機,目前總裝下線的是標準版,最大起飛重量72.5噸,航程4075公里。未來會推出加長機身的遠程版,最大起飛重量會增加到77.3噸,航程可達到5555公里。值得特別說明的是,現代客機設計中,都採用了模塊化的設計;可以靈活更換不同長度的機身、不同推力的發動機(硬體上可以一模一樣,只是功率等參數調教不同)等設計。
圖:採用模塊化設計是現代客機設計高度成熟的表現
模塊化的設計,使現代客機就可以針對各種市場定位(比如航程遠近,是偏重飛得遠,還是偏重載客載人多等),都能提供運營成本最低的針對性版本。更大的起飛重量和航程,本身會大幅加大飛機的結構重量和製造成本,如果不能在市場運營中充分發揮出優勢,反而就是只能時刻帶來經濟虧損的負面因素。因此不能簡單的認為現在的標準版C919最大起飛重量低、航程短,就是性能不行,這只是定位不同罷了。
圖:波音737-MAX
圖:A320-NEO
從總體來說,C919系列作為後起之秀,它要爭奪的是原來屬於美國波音公司的737系列和歐洲空客公司的A320系列客機的市場。如果細分到具體型號的話,C919最直接的競爭對手會是未來的波音737-MAX和空客的A320-NEO;因為它們三個型號,用的發動機都是CFM公司最新的LEAP系列,在基礎的動力系統上處於同一技術級別。
二:C919的優勢在哪裡?
總體上來說,C919的優勢在於設計年代晚,可以採用不少更先進的技術,並在總體設計上更具有針對性。這一方面來說,C919和A320-NEO更接近,在未來的市場發展潛力應該會顯著優於波音737-MAX。
圖:從左到右分別為C919、波音737、空客A320。C919截面積和寬度最大,相應的結構重量和阻力也最大,油耗較高,但乘坐舒適性和貨物運輸能力上較有商業競爭優勢。
這主要因為波音737家族的基本規劃定位太老了,可以追溯到60年代——現在的波音737家族雖然是基於1998年才首飛的波音737-NG(Next Generation,新一代),可以稱得上是全新設計的飛機,但大體尺寸等設計仍然延續了1967年首飛時的標準。這使它針對現在、以及未來的市場標準來說,存在三個方面的顯著弱點。
首先是波音737的機艙寬度太窄,一方面導致座位比較窄比較擠,嚴重影響了乘客的乘坐意願;另一方面也導致座艙下方的貨艙不能容納體積較大的貨櫃,載貨能力不佳。窄機身雖然帶來了低阻力的油耗優勢,但卻在商業盈利能力上付出了更大代價。
其次是波音737的很多技術太陳舊了,比如它全系都是機械式飛控系統,自動化程度低,飛行員培訓時間長成本高,在面對底蘊比較弱的新興航空公司時,這一點尤其不受歡迎。即使是在未來的波音737-MAX上,也只是有限改進為電傳和機械式的混合飛控——類似於蘇27和梟龍戰鬥機。
圖:波音737-MAX的發動機尺寸受限制嚴重,因此推力顯著小於A320-NE0和C919
第三點在於發動機上,波音737設計時機翼和地面距離設計的太小,現在沒有辦法安裝尺寸較大的發動機——除非重新設計整個機身和機翼,而這是不可能的。所以雖然波音737-MAX也是使用LEAP系列發動機,但它裝備的LEAP-1B,無論是尺寸還是推力,都比C919和A320-NEO的LEAP-1A、C型發動機小很多。
和A320-NEO比起來,C919的座艙還要更寬一些,不少技術和產品也更先進;比如A320平台的液壓系統還是21MPa壓力標準的產品,而C919就採用了35MPa壓力標準,在體積和重量上就要小很多。
而在機身結構和氣動上,由於A320-NEO強調與A320的高繼承性(達到95%);因此C919很大程度上是在與歐洲的80年代(氣動外形和飛行控制)-90年代(隨著不同批次,結構上一直不斷改善,但受到基本設計的限制)的技術水平競爭。C919反而佔優的可能性較高——但這最終要依靠實際試飛和使用來證明,目前只能說比較有希望。
三:C919的劣勢在哪裡?
C919的劣勢在於市場與技術兩個方面。客機的商業運營涉及到的面非常廣,比如飛行員培訓、維護系統的建立和運轉、民航公司與製造商的合作關係等等;更換一家新公司的產品,意味著要支付大量的額外成本和時間、精力,並不是像新買個電視機回家那樣簡單。這方面波音和空客經營多年,C919要從他們嘴裡搶下蛋糕,就需要在價格等方面付出非常大的額外代價。
圖:ARJ21在實際使用中可靠性等方面,和波音、空客的同時代機型還是有明顯差距
此外C919畢竟是一種新飛機,而且我國在客機方面的設計能力和經驗都還欠缺,產品的品質上必然是有所不如的。這點在ARJ-21上體現的也比較明顯,雖然是按西方適航標準設計把大問題都避免了,但實際使用證明小毛病還是不少。
C919的研發,從體制等各個方面雖然都吸取了ARJ-21的教訓,效率和能力都高很多,但要完全消除這種現象還是做不到——畢竟我國工業底子就這個水平。對於航空運營商來說,這是個相當糟糕的問題——每一次拖延和維護,都是巨大的成本支出和盈利損失。
要彌補這些C919的競爭力劣勢,可見未來內必須依靠國家的大力政策扶持。實際上當年空客公司起家的時候,歐洲諸國也沒有少做類似的事情。劣勢並不可怕,只要能生存下來,總是可以通過不斷的技術和資金投入來改善、最終消除的。
四:C919國產化率的提升,和國家製造業戰略規劃有什麼關係?
很多人指責C919是個攢機貨,只有殼子。這種指責並不公平,它忽視了兩個方面的因素:C919是商業競爭型號,各種設備必須採用現有的貨架商品,才能實現成本的最低化——國內新研製的話,姑且不論性能是否可以達到國外產品標準,價格一定是要高得多的。如果C919項目連在市場上的初始生存能力都沒有,那在未來又有什麼全國產化的希望和可能性可言?
圖:法國與美國聯合研製的LEAP系列發動機,除了C919以外,還將應用於A320、波音737上。我國目前沒有研製這一水平發動機的能力。
另一個,大量引入西方設備,實際上也是將項目與西方進行利益共生和捆綁;這不論是對於通過西方適航認證、打入國外市場,還是對於引入西方先進技術,都是極有必要的做法。舉個最簡單的例子,如果C919不採用CFM公司的LEAP發動機,法國會同意將這一當前最先進民用發動機的生產線出口給中國嗎?
很多人在C919上,拒絕用發展的眼光來看問題。C919作為一個項目平台,它上面的各類設備並沒有哪個是不能替換的;隨著中國國內技術水平的提高,不斷用國產設備替換進口產品只是個時間問題。就在國務院上個月發布的製造業戰略規劃綠皮書中,就明確提及要加強機載設備和系統方面的研製生產能力;在2025年實現國內幹線、支線客機上30%的設備佔有率——而擔負這一重任的核心型號,毫無疑問就是ARJ-21和C919。
圖:我國在民機設備上的乏力,並不完全是工業能力帶來的限制;更多源於軍民結合不緊密、技術轉化效率不高等歷史背景和現行體制共同作用帶來的負面影響。
實際上我國在機載設備的真實研製能力上,遠沒有在民用市場上表現的那麼糟糕。C919飛機的飛行控制再難,難得過殲10這樣的第三代戰鬥機?C919的雷達,難道比殲20上的相控陣火控雷達還難造?關鍵在於我國航空工業以軍工起家,長期停留在計劃經濟體制——直到現在,中航集團都是國內計劃經濟模式殘留最嚴重、最惡劣的地方之一。
軍民結合的不緊密,使得我國無法順暢的將軍機上實現的技術,順利的轉換為適合應用於民機(經過適航認證等)的技術和產品。而C919的國產化率提升要求,將在未來極大的促進我國航空工業的軍民融合;形成軍機領域突破相關技術瓶頸,並迅速推廣到民機市場實現盈利並降低成本,最終反哺軍用技術開發的良性循環。而這一點,正是西方諸國航空工業強大的關鍵因素之一。
客觀的說,C919所在的細分市場,是大型客機中份額最大、也是最成熟、競爭最激烈的市場;C919作為後起之秀,在產品力不可能形成特別明顯優勢的情況下,要實現與A320和波音737家族的三足鼎立並不現實。但是只要能獲得有力的國家政策支持,穩紮穩打;它在國內、東南亞甚至非洲等市場,都可以贏得屬於自己的一份天空。
從歷史意義上來說,C919是中國航空工業進軍高端市場競爭的第一步,在這個歷史階段我們不應苛求它步子邁的多大、多快;只要能一步一步走出自己的道路,就比什麼都強。
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