全球民用航空工業第三極崛起

  經過幾代人的不懈努力,中國民航終於擁等有了自己研發的大飛機。
  2023年5月28日,經過約兩個小時的飛行後,一架C919大型客機平穩降落在北京首都國際機場,標誌著該機型首次商飛圓滿成功,正式進入商業運營。中國大飛機產業,踏入了系列化、規模化的發展新階段。
  長期以來,波音和空客兩家公司依賴深厚的技術積累、巨大的資本累積、穩健的盈利模式和成本控制、完善的產業鏈佈局,壟斷了全球99%的民航大飛機訂單,形成了「雙寡頭」格局。
  「C919的首航」相當於提供給了全球航空市場上的客戶除波音、空客外的「第三個選擇」。
  隨著C919的入局,隨著C919在國內機隊的數量持續增加、運營經驗不斷積累,相應地,未來這款中國自主研發的大飛機會佔據一定份額的國際航空運輸市場,對美國波音和歐洲空客的雙頭壟斷局面構成挑戰。
  對於C919的首航,《華爾街日報》第一時間發文評論稱,C919商業首飛意味著波音和空客幾十年來的「雙頭壟斷地位」在中國市場受到了挑戰,儘管這一挑戰規模尚小,卻頗具象徵意義。
  波音首席執行官戴維•卡爾霍恩作出回應,表示C919很好,但中國商飛的生產能力還不夠,距離滿足中國航空公司的需要「還要很長一段時間」。
  C919與空客、波音的對標機型對比
  從飛機尺寸、載客量等指標看,C919對標波音的737以及空客的320。確切地說,C919在設計之初對標的機型是波音的737以及空客的320。
  而在C919正式投入商業運行的時候,對標機型換成了波音737MAX、空客320neo兩種機型。實際上,波音737MAX、空客320neo兩種機型就是波音與空客兩家公司在C919設計定型後,專門推出的對標機型。
  C919在2009年確定方案,向世界發佈時,突出的競爭優勢是採用了超臨界機翼,改進氣動佈局,選用先進發動機,而獲得了燃油效率較同類機型(空客320和波音737)降低13%的效果。
  在C919凍結方案後,2010年底和2011年9月空客和波音先後啟動空客320neo和波音737MAX專案,目標直指C919的領先之處,對空客320和波音737這兩個成功且成熟的機型進行改進,以圖抵消C919的優勢。
  它們通過改用C919所使用的LEAP系列發動機和改進翼梢氣動佈局,分別獲取了燃油效率提高15%和13.5%的效果。
  2014年9月26日,空客320neo實現首飛。2016年1月29日波音737MAX完成首飛。
  對比空客320、波音737及C919的相關性能數據可見,從座位數、飛機長度、髙度來看,三者基本相差無幾,比如C919經濟艙佈局將為168座,波音737的座位為189座,空客320則為180座。C919客機機體尺寸更大,機艙寬度更寬鬆,乘客乘坐體驗更舒適。
  和空客與波音相比,C919具有一定後發優勢,包括先進的駕駛艙和飛控設計理念、綜合優化的氣動外形、低廉的價格等。
  而同類別的空客320和波音737MAX系列價格均超1億美元,空客320neo目錄單價1.05億-1.36億美元。相比之下,國產大飛機在單價上更實惠。
  C919還採用了輕量化設計,包括航材的選擇和結構的設計等方面,在材料選擇上更先進,大範圍使用第三代鋁鋰合金、複合材料和鈦合金。比如:在C919上,樹脂級碳纖維材料的使用率達到15%,而傳統飛機僅為1%。同時,C919客機也是我國第一款釆用T800級碳纖維材料的民用客機。相比第一代民機複合材料T300級,T800級碳纖維材料強度更好,韌性更強,抗衝擊性也更出色。
  飛機的自重更輕,飛行時產生的阻力更小,同時也可以裝載更多的乘客和貨物,這也都有利於提高燃油效率。更高的燃油效率意味著同樣的路程,消耗的燃油更少,運營成本也就更低。
  但C919的劣勢也很明顯:技術積澱不足,紙面性能數據落後,技術標準不高,市場信心和認可度還有待吋間檢驗。
  民機領域,安全係數和綜合運營成本是最重要的核心競爭力,是一款機型的生命線。從紙面數據來看,C919距離技術成熟的競品空客320neo仍然有相當大的差距,業內專家預計,C919後續運行成本和故障率也可能比空客320neo更髙。
  客觀地說,空客、波音發展到今天,其生產製造工藝、裝配工藝、系統磨合都已經到了非常完善的程度。以國內現有的水準來說, C919在結構可靠性上追平空客A320neo和波音737MAX是不可能的,但故障率也不會差出一個數量級。
  空客是從1969年開始研發客機的,至今已有50多年的歷史。波音則是從1930年開始的,而C919,是從2008年開始研製的,至今不到15年,波音的737、空客的320已經得到了市場的認可。在兩位老大哥面前,C919還只是個小弟弟,未來的路還很長。
  未來20年,市場空間有多大?
  根據中國商飛的預測,未來20年,預計全球噴氣客機機隊年均複合增長率為4.3%,比去年預測值降低了0.4%。預計到2041年底,全球客機數量為47531架。未來20年,全球將有42428架新客機交付,15460架客機退役。
  從占比來看,2041年單通道噴氣客機機隊占全球機隊的比例依然最高,為71.5%;雙通道噴氣客機機隊占全球機隊的比例將從目前的16.5%増長到18.1%;渦扇支線客機機隊占全球比例將小幅下滑,機隊占比將從2021年的12.2%降低至10.3%。
  亞太地區(含中國)是增長最快的市場,其機隊占全球的比例將從目前的31%增長到2041年的40%;其中,中國客機機隊的比例將由16%增長到21%。
  隨著新興市場的發展,目前機隊規模最大的北美地區客機機隊占比將由29%下降至20%。未來20年,拉美地區機隊規模將保持2021年的水準,占比為7%。俄羅斯及獨聯體地區的機隊規模會出現小幅下滑,從2021年的5%下降至2041年的3%。
  未來20年,在現役機隊75.2%的替換需求和航空市場新增需求的推動下,全球將交付約42428架噴氣客機,價值接近6.4萬億美元(按2021年飛機目錄價格計算)。
  未來20年,市場需求量最大的依舊是單通道噴氣客機。預計到預測期末,現役機隊中約75%的單通道噴氣客機將被燃油效率更高的全新單通道噴氣客機替換。新興市場幹線航空運量的增長以及全球低成本模式的發展是單通道噴氣客機增長的重要推動力。
  根據中國商飛的預測,2022年到2041年,中國將累計需要8485架飛機,整個市場的總價值超過1.4萬億美元——2041年的時候,中國將保有近萬架民航飛機,占到全球比重的20%以上。
  在這近萬架民航飛機中,將有6000多架會是120座以上的幹線客機,現在全國大小客機加起來一共才3800架左右,未來的目標卻是近萬架。
  波音的預測差異不大。根據波音發佈的中國民用航空市場展望報告,未來20年,我國將釋放出1.47萬億美元的新飛機市場,將購買約8700架新飛機,其中包括約6500架單通道飛機和1850架寬體飛機。
  2023年民航工作會上發佈的數據顯示,目前我國民航擁有運輸飛機4165架、通用航空器3177架、跑道282條。十年來,旅客運輸量從3.19億人次上升至高峰時的6.6億人次。航班正常率連續五年超過80%。
  根據中國GDP年均增長速度預測,中國的旅客周轉量年均增長率為5.6%,機隊年均增長率為5.1%,未來20年,中國民航業將需要8485架(1.5萬億美元)新民用飛機服務乘客出行和貿易發展。
  經歷了16年的研發後,中國商用飛機生產出的C919大飛機,正在逐漸打破空客和波音在全球民航客機市場上的壟斷。
  「C919的首航」相當於提供給了全球航空市場上的客戶除波音、空客外的「第三個選擇」。
  C919大飛機的訂單量,已經超過1000架了,而且,這個數字還在逐步上升中。
  對於C919的首航,《華爾街日報》第一時間發文評論稱,C919商業首飛意味著波音和空客幾十年來的「雙頭壟斷地位」在中國市場受到了挑戰,儘管這一挑戰規模尚小,卻頗具象征意義。
  崛起的第三極
  長久以來,我國民用飛機技術與世界先進水準,特別是美國與歐盟等國家仍有一定的差距。國際民用航空工業生產大致分為3個層級,我國處於第二層級,以機體結構件的制造為主,設計研發方面則較為薄弱。
  中國大飛機要獲得市場商業成功,最關鍵的就是是否擁有持續迭代創新能力。例如:空客用33年超越波音正是因為其擁有強大的迭代和創新能力。其賣出的超過一萬架A320中,外觀看似差異不同,但是A320在交付34年來,經歷了18次大改,基本每兩年大改1次。有記錄的小改也有幾十萬次。持續的迭代能力讓 A320neo成為客機中的「六邊形戰士」。
  根據觀研報告網發佈的《中國民用飛機行業現狀深度研究與投資趨勢分析報告(2023-2030年)》顯示,經過多年的積累,國內企業在飛機設計、結構材料、發動機技術、航電系統等方面取得了重要突破,具有複合材料加工、特殊工藝製造、大型仮金零件成型加工能力,逐步實現了自主研發和生產。
  總的來說,我國民用飛機技術發展取得了顯著成就,從簡單的組裝到自主研發製造,從小型飛機到大型飛機,實現了跨越式發展。未來,隨若技術不斷創新與迭代,我國民用飛機技術有望進一步發展,助力我國航空業的蓬勃發展。
  據中國商飛透露,截至2023年6月19日, C919大型客機累計獲得30餘家客戶1061架訂單。作為中國首款完全按照國際先進適航標准研製的大型民用客機,C919不僅在安全性上一點不會比空客、波音遜色,甚至由於採用了更先進的動力、操控和航電系統,C919還更舒適,更環保。
  自5月28日首次商業載客飛行後,從5月29日開始,東航C919大型客機已在上海虹橋一成都天府航線上,實行常態化商業運行。
  不過由於C919尚未取得美國FAA和歐盟 EASA的通航許可,C919尚不能執飛往返歐美國家的國際航線。新華社在去年10月曾報導, EASA已經受理了中國商飛提出的C919的適航申請。
  中國商飛要與波音、空客三分天下,靠國產ARJ21和C919兩個機型還不行,還要有300座級的寬體飛機。
  寬體飛機,指的是機身直徑有5至6米以上的飛機,大直徑機身客艙,有兩個通道,是載客量在300人以上的噴氣客機。2014年5月,中國商用飛機有限責任公司與俄羅斯聯合航空製造集團簽署的《新型遠程寬體客機專案合作備忘錄》表明,雙方將共同研製新一代民用遠程寬體客機CR929。
  2016年6月25日,中國商飛公司與俄羅斯聯合航空製造集團簽署了專案合資合同。2017年5月22日,雙方企業在上海共同成立了合資公司——中俄國際商用飛機有限責任公司。
  CR929一改ARJ21和C919的中國商飛研發的方式,而是由中俄各占50%的「中俄國際商用飛機有限責任公司」(CRAIC)來研發, CR929對標波音787和空客A350,起飛總品質220噸,擬採用2臺推力為35噸級的發動機。
  據公開信息顯示,CR929專案正按照預定計畫有序開展,2018年11月6日,GR929遠程寬體客機1:1展示樣機在珠海航展對外展出。2020年7月8日,聯合航空製造公司宣佈CR929預計於2021年完成研發,並於2028-2029年間首次交付。
  2021年9月,根據上海自貿區臨港民用航空產業發展規劃報告,國產CR929客機原型機已經開工製造,這標誌著CR929客機已經完成技術設計,進入工程製造階段。
  根據中國商飛科技委常委、CR929中俄遠程寬體客機中方總設計師陳迎春此前透露的消息,首架飛機將於2023年完成組裝, CR929的訂單可達1000架。考慮到CR929客機難度比C919客機難度大,測試的科目更多,因此需要的時間也會更多,因此CR929客機應該在2024-2025年左右首飛,在2030年左右拿到適航證,投入航線運營。
  CR929不僅代表著國產280座級寬體客機,還肩負著未來改裝成預警機、空中加油機、反潛機和電機戰機的重任。一旦研發成功,將成為我國民機工業另一個具有里程碑意義的重大事件,對於我國航空工業的發展具有巨大的促進作用。
  不過在2022年6月29日,俄副總理尤裏•鮑裏索夫在「未來工程師」論壇上說,「俄羅斯與中國合作開展CR929寬體客機專案,並沒有朝著適合我們的方向發展。隨著中國已經成為一個工業巨頭,中國人對我們的服務越來越不感興趣。儘管俄羅斯有自己的優秀設計局,但中國在CR929專案上還是提出了比俄羅斯更多的需求。因此,我們的參與度越來越少,我並不想預測這個專案的未來,不想斷言我們是否會離開這個專案,到目前為止, CR929專案仍在開發中。」
  曾任中國航空學會秘書長、中國航空工業集團公司科技部長的張聚恩說,大型客機是一種高度國際化、商業化的產品。實現商業成功,才是真正的成功。我國民機研製幾十年來,屢戰屢敗、屢敗屢戰,所積累的經驗教訓之一便是,必須把商業成功放在首位。
  在他看來,如果CR929專案體面地終結,反而有利於我們自主地規劃和思考C919之後的型譜發展戰略,也許可以把290座和390座做一個新的統籌考慮。如若早一天開啟自主新路,奮鬥在民機科技戰線的這支精英團隊則可甩開膀子大幹一場,去完成繼C919之後的職業生涯又一搏。
  「是時候了,做好準備,獨立研製我國寬體客機!」他說。
  (顧唐/文)