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ZAKER科技 05-17

C919 首架交付机型完成首飞 就一“组装”货?这事儿没那么简单

5 年时间不算短,它足以让一个人从青涩迈向成熟,它也足以让一架大型客机从首飞到交付客户。

5 月 14 日 6 时 52 分,编号为 B-001J 的 C919 大飞机从上海浦东机场第 4 跑道起飞,于 9 时 54 分安全降落,标志着中国商飞公司即将交付首家用户的首架 C919 大飞机首次飞行试验圆满完成。新华社一则短短的消息让无数国人振奋,也让沉寂已久的 C919 国产大客机再次成为了人们热议的焦点。

这对于大多数中国人而言这绝对是个振奋人心的消息,尤其是当下,整个中国民航业笼罩在疫情阴云之下苦熬着这个寒冷刺骨的春天之时,国产大飞机却传来捷报,这无疑是航空业的强心剂。毕竟,C919 最大的竞争对手波音 737MAX 因为两起惨烈的空难至今还处于停飞状态。何时能重返蓝天,一切都是未知数。C919 的首架量产机能在此时首飞成功,着实是不容易的。

就一 " 组装 " 货?

但,在一片赞誉声中,ZAKER 科技也听到了一些质疑的声音。而质疑最多的是 C919 到底算不算是国产大飞?原因就在于,C919 的一些核心零部件由外国供应商提供,而非 100% 国产。

某网友甚至在社交平台上表示说 "不就是设计了一个机壳,核心部件也是外国造的,中国不过是一个方案整合商将它们组装起来,本质上和联想卖的品牌 PC 没啥区别 "。其实类似这样的质疑声,从 C919 立项的那天开始就没有消停过。那么 C919 到底算不算国产大飞机呢?

这里,ZAKER 科技先给出明确的答案:C919 飞机是我国严格按照国际先进标准所研制的干线客机,对此我国拥有自主知识产权。

诚然 ·,C919 并非是一架 100% 国产的客机,C919 的研发模式采用国际主流的 " 主制造商—供应商 " 模式,即供应商提供子系统,商飞进行总体设计与集成。这一模式也是国际上飞机制造的主流模式。目前,大家熟悉的美国波音 787 以及空客 A320 均采用的此种模式。

现代大型喷气式客机的制造是一项极其复杂的系统性工程。这背后牵涉到几十万个零部件,不可能由一家甚至一国包办,只能通过国际合作完成。

以美国的波音 787 客机为例,它首次采用多国供应商共同分摊方式制造的客机,而且赋予了供应商更多的开发权限。波音 787 的 90% 零件部由供应商提供,其中 70% 都是国外供应商。787 多达 230 万个零件,供应商更是遍布世界各地,再通过波音 747-400LCF 将零件运送至西雅图的总装厂。

如果按照网上质疑者的思路,波音 787 妥妥的也是一架 " 组装货 " 波音也只不过是一个方案整合商。但现实的情况显然并非如此,波音 787 无疑是成功的客机,它是波音 21 世纪的得意之作,波音 787 的知识产权毋庸置疑的在波音手里。

其实,在波音 787 的整个生产过程中美国本土供应商只占比约 30%,而日本供应商的占比则高达 35%。波音 787 部分型号的的发动机也由英国罗罗公司提供,更有部分零件甚至来自中国。但相信没有人会认为波音是一架日本飞机,也没人觉得波音 787 是英国飞机,更不会有人认为波音 787 是中国的飞机。C919 亦是同理,虽然零件来自世界各地,但知识产权是在咱们手里的。

造飞机是一门技术 更是一门学问

那么造大飞机最难的是什么?如何来判定一架飞机的知识产权呢?ZAKER 科技认为是对飞机的总体设计能力以及对各个系统的整合能力。上文提到,有些网友吐槽,组装大飞机和联想组装 PC 机没啥区别。但事实上造飞机不是组装电脑,如何将成百上千个供应商的子系统整合在一起并且保证它们不出问题就是一门很深奥的学问。

而且,即便是只 " 组装 " 一个 " 机壳 " 也不是那么容易的。光是造大飞机的 " 机壳 " 攒 " 组装货 " 这事,全球就没几个国家能行,至少目前,能 " 组装 " 一架大飞机的也就波音和空客了。剩下的要么只能造小型支线客机,要么被波音、空客收购,不信你们看下隔壁的巴西航空工业和庞巴迪,庞巴迪的 CS100 已经更名为如今的空客 A220 系列了。

所以说我国商飞的 C919 能从立项、设计、制造、试飞以及交付这整个大飞机的制造流程走完已经是历史性的突破了。它标志着中国商飞是继美国波音和欧洲空客之后第三个拥有大型客机自主设计能力的厂商。

大飞机的自主设计以及对各个系统的整合有多难?看看咱们的邻国日本就知道了。二战之后,日本经济和重工业迅速恢复,其航空工业也得到了长足的发展,在这方面得到了美国援助。因此其在设计航空的多个领域均有所建树,某些领域,日本甚至达到世界先进水平。

比如日本的大型精密机床制造水准达到世界一流,加工精度非常高,而日本在碳纤维复合材料上的造诣更可谓是登峰造极,波音 787 引以为傲的全复合材料碳纤维机身就是由日本东丽公司制造提供的。如上文所述,日本为波音 787 提供了 35% 的零部件,这都足以证明日本超一流的制造和加工水平。

也许是在参与波音 787 制造的过程中,日本找到了自信,也或许是受了我国 ARJ21 支线客机的刺激,就在 ARJ21 首飞的 2008 年,日本也宣布了自己的支线客机计划—— MRJ 项目。其性能指标大致相当于我国的 ARJ21,比 C919 低一个级别,设计难度也低得多。

该项目由日本三菱重工牵头,富士重工和川崎重工都有参与,甚至连日本政府都给予拨款支持。如此阵容,集合了日本国内几乎所有的尖端企业,可谓相当豪华,仗着自己在复合材料上的绝对优势地位,日本更是放出豪言,MRJ 将向波音 787 看齐,成为世界上首款采用全复合材料碳纤维机身的支线客机。

然而仅仅一年之后,MRJ 项目就宣布因为机身结构和强度设计等问题,导致飞机无法按原计划采用全复合材料机身,主体部分不得不换回传统铝合金,复合材料的占比也骤降到 15% 以下。这直接导致了 MRJ 首飞和交付的日期都被延后。试飞过程中,各种子系统的问题也不断暴露,时至今日,MRJ 支线客机的交付依旧遥遥无期。

日本东丽的碳纤维复合材料全球首屈一指,按理说不该出现这种问题。但当它被真正应用到一架飞机上时却并非是一件容易的事。日本的材料造的好,波音可以给日本大笔的订单,甚至和日本共同研发复合材料。但波音永远不会告诉日本这里为什么要用这个材料?材料的硬度是多少?以及不同材料之间的特性差异以及如何把它们完美的整合在一起。

哪怕日本拥有着很好的航空工业基础,配合顶级的零部件和材料生产制造工艺,但它依旧造不出一架完整的飞机,其缺乏的正是大飞机的整体设计能力和系统整合能力。一架飞机拥有上百万个零部件,涉及流体力学、空气动力学、材料学等多个领域,整机设计难度已经远远超出了日本现有的航空工业水平,至于 MRJ 项目多半也只能暗淡收场。

反观咱们的 ARJ21,至今交付已经接近 100 架,C919 也将于年内交付,孰高孰低,显而易见。毫不夸张地说造大飞机有时候需要国家意志的支撑。说到这里,还有多少人觉得 C919 就是个没啥技术含量的 " 组装货 " 呢?

C919 机会与挑战并存

当然,客观来说,C919 的一些核心部件目前确实重度依赖于外国供应商,比如发动机是来自美国通用和法国赛峰合资的 CFM 国际公司的 LEAP-1C,理论上来说,的确有被卡脖子的风险。特朗普还真就这么干过,2021 年 2 月 15 日,特朗普政府制定法案,限制通用动力向中国出口 LEAP-1C 发动机,虽然仅仅几天后,特朗普就迫于通用方面的压力改口了。把出口许可证延期至 2025 年,但着实恶心了咱们一把。

核心技术被卡脖子的滋味相信没有哪个国家比中国更有发言权,因此早在 2011 年和 C919 配套的国产发动机 CJ-1000A 就已经立项,验证机在 2017 年通过相关评审,按照中国航发的计划,CJ-1000A 将在 2025 年左右获取相关认证并交付使用。

这个时间点正好与美国政府宣布的 LEAP-1C 发动机出口许可截至日期不谋而合,所以,你们细品。

说回那个许多人在意的问题:C919 的国产化率到底达到多少?根据 ZAKER 科技的了解,C919 在立项之初把国产化率目标定为 10%,实际上,C919 首飞验证机的国产化率约为 30%。如今,C919 的国产化率已经接近 60%。过去几年来国产部件的应用从外围部件逐渐转向了非关键系统,以点带面逐步推进 C919 的国产化进程。下一步,将实现更多关键系统的国产化。

在未来的 20 年内,全球商用客机的总需求量大约为 3 万亿美元,目前,每年为 1200 亿美元。对于一块巨大的蛋糕,若能分一杯羹,其利润是相当可观的。但可惜的是,目前这一市场被美国波音和欧洲空客所垄断。

C919 的交付将有望打破这一维持多年的垄断格局。我国更可以借此向航空强国迈进坚实的一步。更别提 C919 一个项目就拉动了数十万人的就业,如果算上配套的上下游产业链,那么则间接关系到数百万人就业。所以首架商用型 C919 飞机首飞成功对我国的意义也就不言而喻了。

美国人自然也懂其中道理,他们不会无动于衷,2021 年 1 月 14 日,蓄谋已久的美国商务部还是对中国商飞发起了制裁。但这一次,美国绝不可能再像制裁华为那般轻松得手,因为,制裁华为,美国没有任何利益顾虑,但要制裁 C919,美国自家的通用动力损失巨大,它恐怕是第一个反对的。毕竟波音 737MAX8 长时间的禁飞导致 LEAP-1B 发动机滞销,损失已经让其难以承受。

哦对了,波音 737MAX8 至今仍未在国内复飞,前段时间东航的空难也让波音 737 的口碑饱受打击。所以在当下这个时间点,真的不应该再去争论 C919 是否是合格的国产大飞机?或是 C919 是不是一个在 " 组装机 " 这种无意义的问题。ZAKER 科技相信,大多数人更愿意看到的是 C919 能在今年内如期交付商用。最后,借用 C919 总设计师吴光辉的一句话结尾:C919 的成功不单是一架飞机的起飞,也并非一个型号研制成功那么简单,而是中国航空工业和民航机事业的腾飞。

ZAKER 科技出品

文 / 谭兆斐

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