C919,國產大飛機來了
如果天氣條件具備,C919將於今日在上海首飛。它是中國第一架完全擁有自主知識產權的國產幹線飛機,在立項十來年之後,即將正式亮相了。
C919是中國首款按照最新國際適航標準研製的幹線民用飛機。它的基本型混合級布局為158座,全經濟級布局為168座,高密度布局174座,最大載客量為190人。全機長約39米、高約12米、翼展近36米。C919標準航程為4075公里,可以勝任國內任意兩個城市之間的飛行。而最大航程可達5555公里,相當於從北京到新加坡的飛行距離。
C919整體外觀
C919首次成功應用3D列印鈦合金零件,減輕機身重量;
機頭少了側面兩塊擋風玻璃,更具流線型,能減少阻力;
機身採用超臨界機翼設計,比傳統機翼減少5%的飛行阻力;
應用鋁鋰合金材料,大大提高飛機的壽命;
航電系統則採用IMA綜合處理平台,降低機載系統成本;
設計上通過加寬客艙和座椅寬度、配備新的機載設備等手段,改善乘客的使用舒適性;
選用新型發動機滿足雜訊和污染物排放的要求。
C919大型客機介紹
作為國家中長期科技規劃的重大專項之一,C919的研製在2006年立項,兩年後,中國商飛公司作為項目實施主體正式成立,研製工作也在隨後不久啟動。
在研發上,中國商飛採取「主製造商+供應商」的模式,這是當下飛機製造商普遍採用的方式。飛機設計集成、總裝製造、市場營銷、客戶服務和適航取證等任務都由中方承擔,而零部件供應則採取全球招標的形式,通用、聯合技術公司、霍尼韋爾公司等一批歐美頂級航空製造企業以及中航工業旗下很多專業製造公司,都是飛機零部件的重要供應商。而國際多家設備供應商還與國內企業組建了16家合資企業,涵蓋航電、飛控、電源、燃油和起落架等機載系統,中國商飛也希望能夠藉此帶動國內相關產業的成長。
C919大型客機外觀
儘管飛機發動機和航空電子系統等核心設備從國外進口,但大飛機項目常務副總設計師陳迎春表示,C919大型客機仍然具有完全自主知識產權。「航電、飛控系統等複雜的大型系統我們是拆成子系統讓外國公司做,而系統的集成是我們自己做,系統集成本身就是集成創新。」陳迎春說。
目前,中國商飛已經收到了國內外570個C919訂單。而根據測算,訂單數達到400架就可以實現盈虧平衡。與國際先進水平相比,C919在技術上仍有差距,距離實現產業化也還有很長的路程要走,但首架飛機的下線依然帶來很多信心和期待。作為高端製造業的代表,民用航空一直是中國工業發展的短板,國產大飛機的到來會給中國製造業和經濟帶來哪些變化和影響?我們就此專訪了中國社科院工業經濟研究所研究員羅仲偉。
三聯生活周刊:中國研製民用大飛機的歷程最早可以追溯到上世紀70年代在上海飛機製造廠設計製造的大型噴氣式客機「運-10」,但由於種種原因,「運-10」最終沒有投入生產,自主研製大飛機的計劃也就此擱置。30多年後,國產民用大飛機的研製計劃重新啟動,哪些因素催生了大飛機項目重啟?
羅仲偉:之前關於大飛機的論證很多,最終國家層面出台政策支持發展大飛機。中國發展到現在,大飛機項目的重新啟動非常重要。從產業體系來講,中國作為製造大國,必須要形成一個完整的產業體系,而民用航空一直以來都是中國工業的空白,中國要從製造業大國變成製造業強國,需要在航空市場取得突破來彌補短板。
民用大飛機的製造是複雜系統和複雜技術集成的過程,代表的是一個國家的製造能力和製造水平,如果大飛機研製成功,在航空工業上取得突破,中國製造業的整體水平就能夠相應地得到提升。中國現在已經形成了基礎的製造體系,提高這個體系的質量和能力,需要大飛機來補缺。
C919大型客機整體外觀
從市場規模上看,過去30年,中國民航市場發展迅速。據統計,到2014年10月,空中客車在中國現役的飛機有1080架;而到2014年底,中國的航空公司一共引進了超過1500架波音飛機。未來中國對於民用客機的市場需求依然很大,客機機型則以單通道噴氣客機為主,正是C919這種類型。
波音公司預測,未來20年全球需要3.53萬架新飛機,總價值4.8萬億美元,而中國民航機隊的規模將達到現有規模的3倍,增加新飛機5600架,需要的新飛機數量約佔全球總數的16%。2030年,中國將超過美國成為全球最大的航空市場。除了國內市場,國際市場發展也很快,需求很壯觀,美國波音公司和歐洲空中客車公司作為兩大寡頭一直壟斷著民用大飛機的市場,中國參與進來是有可能的,而且從市場規模和產業體系來說都很有必要,應該作為國家戰略來執行。
三聯生活周刊:與當年相比,中國現在發展大飛機的外部環境和內在因素髮生了哪些變化?
羅仲偉:其實最主要的還是內在因素。從運作機制看,70年代研製大飛機主要是通過國家計劃經濟來做,不計成本、不以市場為導向;現在經濟體制在轉變,生產製造活動都是通過市場機制來進行,遵守國際通用模式和經濟原則,在全球範圍內尋找最優資源。此外,中國現在已經具備了發展大飛機的基礎工業條件,經過30多年的發展,中國的製造技術水平取得了長足的進步。中國已經被鍛造成世界製造大國,具備了相當的工業基礎和製造體系,在很多領域達到了世界前沿水平。
2016年4月10日,C919大型客機全機靜力試驗機從中國商飛公司總裝製造中心浦東基地移轉至中國飛機強度研究所上海分部
從國際上看,近幾年,很多國家拋出刺激實體經濟增長的國家戰略和計劃,希望通過技術進步和產業政策調整重獲在製造業上的競爭優勢,美國聲稱要回歸製造業,德國拋出了「工業4.0」,法國也提出了「新工業法國」。回歸製造業有就業等因素,但更重要的是科學技術的發展需要依託整個製造業過程,很多前沿技術的需求是在製造過程中體現出來的,沒有製造,與之相關的技術發展方向就不清晰。科學技術的發展與整個製造業體系是緊密結合、相互促進的,技術的發展推動製造業的發展,而製造業的發展又對科學技術提出更高要求,為科技指明發展方向。
中國製造業正在經歷從低端向中高端方向發展的進程,在低端市場受到南亞、東南亞、東歐等國家的擠壓,競爭力在下降,高端製造業又面臨美國和歐洲的壓力。很多問題急需解決,比如重要零部件和關鍵材料仍然依靠進口,勞動力比較優勢和人口紅利逐漸喪失,製造質量、效率和污染有待改善,知識產權保護的不足嚴重影響創新積極性等等。但在某種程度上,發達國家回歸製造業,對中國形成了一定的壓力,但也為中國指明了方向,必須堅定不移地往高端製造業方向發展,通過大飛機項目帶動和統領轉型升級。
三聯生活周刊:2015年推出《中國製造2025》的戰略規劃瞄準了10個重點領域的實踐,其中就包括航天航空設備,對於中國製造業和經濟轉型來說,研發製造大飛機的價值和意義包括哪些方面?
羅仲偉:國家有責任推動製造業的提升,但具體還要落實到綜合性的大項目上,比如美國早年間的「曼哈頓計劃」、「阿波羅計劃」,都是通過具體項目來促進位造業各方面的提升。中國發展民用客機也一樣,討論大飛機的價值和意義不能局限在大飛機本身,航空產業作為「工業之花」,是一項系統工程,產業鏈長、輻射面寬。
2015年11月2日,科研人員在天津大學模擬座艙空氣環境實驗平台對機艙進行監測。天津大學為C919提供飛機座艙環境控制系統空氣分配設計方案和優化設計技術
根據中國的統計數據,2014年中國整個航空工業的產值約為6700億元,僅相當於GDP的0.39%。而經濟合作與發展組織的數據則顯示,2014年中國航天航空僅佔GDP的0.05%,這個比例是非常低的。有研究表明,美國民用飛機銷售額每增長1%,GDP就增長0.74%;向航空工業每投入1萬美元,10年後就可以產生50萬至80萬美元的收益。而大飛機的研製會直接促進航天航空工業的發展,在中國經濟新常態下,航空工業可以成為新的經濟增長點,為GDP做出貢獻。此外,在飛機的製造過程中,大量先進而成熟的技術會擴散溢出到製造業的很多細分領域,如新材料、現代製造、先進動力、電子信息、自動控制等,技術擴散率高達60%,能夠拉動眾多高技術產業發展。
C919機艙內部
因此,大飛機產業是國家戰略產業,不僅關係到一般意義上的經濟發展,而且關係到中國在關鍵領域的技術能力爬升。
三聯生活周刊:從上世紀80年代「運-10」項目終止,中國民用大飛機項目隨之中斷,如今重拾民用航空工業,除了發動機等核心技術缺失,還有哪些困難和挑戰要面對?
羅仲偉:在航空航天工業體系中,民用大飛機的研發製造是最難的,因為它要實現批量化和產業化,要參與市場競爭,因此對經濟性和技術性的要求很高,非常注重單位性能比。生產單架飛機與批量生產是兩碼事,量產的整個配套和產業組織都不一樣。技術只是基礎,更重要的是生產過程。所以,將來大飛機要實現產業化,必須在每個細節上實現精密製造,對可靠性和細節進行充分把握,我們在這方面做得比較粗糙,製造的可靠性和質量還不能完全保證。
適航證也是要面對的問題,這是客機安全性能的認證,只有拿到適航證,C919才能到國外飛。現在C919隻是一個樣機,到量產還需要很長的路要走,這一步也很重要,說明我們的整體技術水平已經初步達到了,這是很振奮人心的事情,然而要真正帶動高端製造業發展、實現產業升級,還要經過很長時間。
C919駕駛艙
但中國人非常聰明,儘管現在還不掌握核心技術,只要開始了研發過程,技術進步會慢慢實現。就好比高鐵,我們最初從國際上引進了四種車型,德國西門子公司以為他們給中國的技術需要15年甚至20年的消化時間,但我們只用了9年時間,現在已經基本實現了自主創新。民用大飛機的核心技術不會轉讓,市場競爭程度也不夠充分,我們的技術差距很大,這需要時間的積累和長期的摸索,不能一蹴而就,關鍵要有足夠的耐心,臨淵羨魚不如退而結網,不做就永遠是落後的。
三聯生活周刊:某一段時間由於國家政策或者某一行業的利好話題會使得資本和人才大量湧入,比如2008年的光伏行業、2010年的風電行業,新興行業市場可持續性較差,在發展航空航天事業上是否也會出現這樣的情況?
羅仲偉:我認為這種情況是不會出現的。民用航空業與其他高端製造業不同,前期投資巨大,在大飛機技術不成熟、生產製造過程不成熟的情況下,其實是無利可圖的。和風電、光伏等產業更是完全不一樣,飛機製造不是分散的行業,而是由國家來投資、主導和推動的複雜、綜合性的系統工程,需要大量投入和長期準備,國家會對此做出規劃,參與門檻很高,不太可能一哄而上。
但由國家牽頭不等於所有工作都由國有企業來干,還是應該充分利用市場機制,逐步向市場轉移,儘可能調動更多更好的資源,讓民營經濟和民間資本技術參與進來,加快攻關速度,這對於民用航空事業的發展也是有益的。
(本文原刊於《三聯生活周刊》2015年第46期,圖片來自網路)
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