张聚恩
2017年5月5日是个好日子,C919干线客机或功首飞,国人数十年的奋争.十数年的艰辛,终于走出了关键的一步。
喜庆——奋斗终获突破,拼搏赢得尊重,国家意志彰显伟力。憧憬——后续任务艰巨繁重,商业或功前路漫漫。
为何C919的确是中国人自己的项目
现代航空是一个宏大的产业体系,现代航空器研发是这个产业体系的物质基础。
现代大型民机总体设计的主要难点是:气动、结构和飞行控制,同时还要进行系统设计,寻求系统适配,求得总体最优。其中,气动设计包含气动布局、机翼外形和翼型的选择与确定等。结构设计,则要回答结构布局问题,需要确定结构分离面,确定承力和传力路线与形式,并开展结构元件与细节设计。而飞行控制对于飞机的安全稳定飞行是决定性的,现代飞机飞控系统的核心是控制律。控制律除了负责揭示受控状态变量与系统输入信号间的关系,还须建立数学模型,进而定义指令形成算法。C919首飞后,吴光辉总设计师说,控制律是大难题,是国外严密封锁的,他亲任专业组长,终于攻下这一难关。至此,继军机飞控技术跨入世界先进行列之后,我国民机飞控系统研制取得令世界瞩目的进步,可喜可贺!
C91 9机长蔡俊对首飞做出如下评价:“今天的首飞给我最大的意外,就是没有意外。C919太稳定了。完成的测试项目共十六七个,每个都很顺利。我飞过的飞机不少,C919的表现真是不错,飞机稳定性非常好,而且比较容易操作,虽然是第—次驾驶飞上天空,但没遇到任何问题。”
C919首飞成功标志着一款属于中国、完全按照国际先进标准研制的大型客机正向世界走来。我国具备了研制现代干线飞机的核心能力(设计、集成与机体制造)。一支与世界接轨的研发生产队伍正在快速成长。
C91 9首飞成功表明,它的总体设计(气动、结构与系统设计及其综合等)是成功的,飞机大系统的基本功能经受了初步考核,组成系统的各部分无干涉、无冲突,工作协调正常。工艺设计和制造工程能力获得初步考核。据信,02架也在组装中,预计今年9月下线。我曾在西飞、成飞亲见制造中的舱段,也曾亲见上航新的总装厂房里组装中的全机,生产线运转顺畅,现场井然有序,产品制造质量良好。
对于首飞成功,不可鄙薄与小视。说C919只是造一个飞机壳子,或者只是把一堆外国的东西攒在一起,这种说法与事实不符,是站不住脚的。
为何C919的确是中国人自己的项目?国人最需要知道的是:
(1)全初是由中国商飞独立设计完成的。
(2)全机机体和升力面是中国人自己制造的,由中国商飞、中航工业与航天一家企业协同完成。
(3)目前的国产化率达到50%;部分航电设备、机电设备、机内设施由中航工业所属单位研制配套,部分高性能合金材料由国内提供,已能自主保障。
(4)飞行控制系统由中国商飞同美国霍尼韦尔公司联合完成,但作为飞控系统基础与核心的控制律是中国商飞独立研发的。
(5)航空电子系统由昂际光电公司承担,该公司由中航工业麾下的中航电子与美国通用电气公司合资组建,各占股50%。
(6)燃油系统由伊顿上飞公司承担,该公司由中国商飞(51%)和伊顿公司(49%)合资成立。
(7)在C919项目中,成立了16家合资公司(包括上述三家),承担的任务覆盖了飞机航电与机电系统的各分系统。
(8)研发中的各项地面试验,以及试飞的规划、组织与实施,由中国商飞和中航工业合作完成。
以上,足以说明C919是中国人自己的产品。且因中国商飞掌握着两个最重要合格证——型号合格证(TC)和生产许可证(PC)的获取,中国人可确定无疑地拥有完全自主知识产权。
目前C919选用的是斯奈克玛国际(CFMI)的LEAP-1C发动机,该公司是法国赛峰集团与美国通用电气各占50%股份的合资公司。大推力、大涵道比发动机的确是民族工业之短板。但不发展商飞,何以发展商发?为加快解决航空发动机的瓶颈与制约,国家专门成立了中国航空发动机集团公司(AECC),下设商用发动机公司,正在研制为C919配套的CJ-1000A(“长江”-1000A)型发动机。C919将在不远的将来装上“中国心”。
首飞成功无疑是里程碑式的成就。但此刻,也许航空人更需要的是冷静和清醒。庆贺之声很快就会归于沉寂,极为繁重的后续任务需要一件一件地去完成。“行百里者半九十”,何况我们还只走了一小半,远未走到九十里。现在可不是请功邀赏的时候,竞相制作成绩单、大晒功劳簿的做法,实不可取。我们应该沉下心来,团结在项目主体责任单位中国商飞的旗下,精诚合作,一步一个脚印地继续埋头苦干,直到取得真正的成功。
严苛的适航审查
前路依然艰辛。最大的困难首先来自适航审查和取证。依据适航标准,对民用航空器的设计、制造、使用和维修等环节进行科学统一的审查、鉴定、监督和管理,称为适航管理。其中,航空器交付使用前,适航部门经审定向研制部门颁发TC和PC,称为初始适航管理;航空器获得适航证并投入运行后,为保持其适航水平而进行的管理为持续适航管理。
目前,影响最大的适航标准是美国联邦航空局(FAA)的FAR和欧洲联合航空局(EASA)的JAR。我国国家民航总局(CAAC)主要参考FAR,结合国情制定了中国的适航标准CCAR。
美欧作为民航領域的“先行者”,他们制定的适航标准经不断修订,已十分严苛和繁琐,而且已经获得世界上多国认可。只有按美欧标准获得适航证,才可进入国际市场,否则你造出的客机甚至都不允许飞进美欧领空。我国的客机研制,从ARJ21到C919,都是先聚焦于国内市场;但最终要进入国际市场,就必须严格遵守国际标准,从详细设计阶段提出适航申请开始,就要接受美欧标准的适航审查。飞机的每一个部件、每一项配套设备,甚至重要的原材料,都要达标。这对于稚嫩的中国客机制造业,是极为严峻的挑战!
我们的综合国力今非昔比,军机研发举世瞩目,以机载设备为例,国产化率非常之高,有些分系统或设备也已具有世界先进水平,但没有适航证,就不能装在面向国际市场的民用飞机上。何况民机适航标准在不少方面还严于军机,我们不少产品的性能与质量,还的确达不到适航要求,也不可能在短时间内全部取证。怎么办?只能踏踏实实探索切实可行的突破之路。现在,中国商飞在C919项目中的做法就很好。与国外技术先进、产品性能达标、具有适航经验的公司合作,成立合资公司,联合开发产品,弱化取证阻力,缩短取证周期,一项一项地填补空白,进而为我国客机尽快走向国际市场奠定坚实基础,是一条可行的发展之路。
這里,还只是就适航谈适航,并未涉及更为复杂的非正常因素。实际上,适航标准与管理既是不可违逆的民机安全性的门槛,同时也是先进者对后来者杀机四伏的壁垒。只要看一看ARJ21的状况就知道了。ARJ21是完全按国际适航标准研制的支线喷气式客机,其配置多为直接购买欧美供应商的子系统,5架原型机历经6年、合计5000多小时的试飞,如今也只取得了CCAR适航证。ARJ21的国际适航取证尚且如此之难,国产化程度明显高出一筹的C919,在未来取证的道路上一定会遇到更多的阻击。我们必须做好长期战斗的准备。
当然,我们更高的目标是,经历适航审查的完整实践,加快完善中国民航适航审定能力建设,争当国际考官,逐步拥有话语权。
激烈的技术竞争
除了上述严苛的适航审查和取证,技术竞争简直可以用“惨烈”来形容。
C919在2009年确定方案并向世界发布时,最诱人的一大优势就是由于采用超临界机翼,精心设计气动布局,并首创性地选用先进发动机,而获得燃油效率较同类机型(空客A320和波音737)提高13%的效果。C919首飞成功后,吴光辉总师在接受央视的访谈时,再次确认了这些优势。不过吴总小心地加了附加词,说这些优势是同波音、空客的竞争机型的基本型相比较。
为什么是这样呢?因为技术竞争在改变着这一态势。事实上,我们的上述优势正在丧失。在C919冻结方案之后,空客和波音先后启动A320neo和波音737MAX项目,对成熟机型进行改进,以抵消C919的优势。两个项目都不约而同地采取了两大技术措施。一是换发,都转而使用C919的选型动力——CFMI的LEAP。C919是该型发动机的第一个用户(2009年),配套产品称为LEAP-1C,而在空客和波音也选用之后,出现了LEAP-1A(2010年)和LEAP-1B(2011年)。第二个措施就是改进气动布局,空客、波音都在翼梢上做文章;空客在机翼端添加了“鲨鳍小翼”,波音则使用了“翼梢小翼”。扣除增重等负面影响,两个改进机型分别获取了燃油效率提高15%和13.5%的净收益。
这样的净收益何其“神奇”,恰恰吃掉了我们赖以为做的优势。更令我们难以比拟的是,他们推出的是成熟机型的改进型,全机95%的部分没有变动,用户的使用操作基本不变,维修保障方便,用户很容易接受,且只要做有限度的适航审查。一经推出,趋者若骛,订单分别达数干架。他们把首批交货期分别定在2016和2017年,恰恰也针对C919项目工程发展关键节点。这就是市场竞争,这就是强者逻辑。
但我们没有别的路可走,唯有坚持;不仅不应沮丧,反而可以从中得到更多自信——技术自信、能力自信、道路自信。从空客和波音两款改进型所采取的技术措施中,可以印证出C919的设计、飞机预期性能以及构型配套,绝对是世界水平的,即使交付运营晚几年,届时仍有参与竞争的机会。我们现在能做的就是,保持定力,精益求精地把自己的事情做好,把预期性能百分之百地实现,如期实现适航取证,严格控制成本,保住价格优势,着手建立售后服务体系,并谋划未来的发展与改进。
ABC新格局
上苍似乎早有安排,在大型商用飞机领域,当空客(Airbus)和波音(Boeing)两霸平分天下之时,在世界的东方注定要长出新的一极。这一极就是中国商飞(COMAC),就是中国的民机研制生产大军,就是中国的商用发动机自主保障与配套能力。历史将书写新的一页,A+B的既有局面一定会被打破,ABC三极鼎立的新格局定将出现。正如几何学里的三点决定一个平面,稳定的三极鼎立也许更合理、更稳定。
要把美好的憧憬变成现实,我们需要做很多工作,还有很长的路要走。首先是继续拼搏奋斗,做好后续工作,完成现阶段任务。民用飞机的研制一般分五大阶段:立项论证、初步设计、详细设计、工程发展和试生产、批量生产。现在C919已经进入第四阶段,也即工程发展和试生产阶段,试飞取证是当前的核心任务。
大型民机说到底是一个市场化的商品,当用户订货后,你必须按时交付;而且,研制责任单位也必须最终达到盈利。这就需要提升产能,尽早达到盈亏平衡点。ARJ21和C919的盈亏平衡点应该都在300~400架。设想一下,我们该抢占多大的市场份额,又该具备多大的产能?这既是严峻的挑战,又是现实的任务。我们要与同场竞技的对手对垒,最重要的是战胜自己,用坚定的意志和万众一心的行动,实现既定的规划与目标。
让我们对未来抱有充分信心的是,中国快速发展的经济和飞速进步的科技。国力强,则航空需求旺盛,对航空的发展就能提供强有力的支撑。而航空强,则可助力国家富强,人民幸福。预测数据显示,未来20年,中国市场需要4000架50座以上的飞机,价值超3000亿美元。是买,是租,还是造?国家高层已经明确回答:“过去有人说,造不如买,买不如租。这个逻辑要倒过来。要花更多资金来研发,制造自己的大飞机。”这就是我们的底气。我们应该制定产业发展的战略目标,提出切割这个“大蛋糕”的目标份额,朝着这个目标坚定前行。
几年前世界航空运输总量排名中,我们已居世界第二,5年左右就会成为第一,而且将持续占据世界最大单一航空市场国的地位。中国客机制造业兴盛之时,也将是真正的航空大国、航运大国建成之时。那时中国航空制造业和航空运输业,才会从“跛却巨人”变成真正的强者。
在我们创造明天、构建新格局的不懈奋斗中,我们的国人、我们的政府,都要耐心,耐心,再耐心!想当年,英、法、德、西、荷等欧洲国家为抗衡美国,组建跨国的空客公司,从1970年成立开始,咬牙坚持了20余年,终于与波音平分天下。我们才刚刚起步,困难重重,前路悠悠,任重道远。让我们共同努力吧,把美好的憧憬变成现实!
责任编辑:吴佩新