前言:2007年,中国C919客机正式立项,经过8年的研制,原型机于2015年11月2日正式下线,2017年5月5日,C919客机原型机成功首飞,预计2022年前交付使用,但2022年已经过去大半,C919客机仍然前路漫漫,回看波音公司第一架喷气客机波音707从立项到服役只用了5年,空中客车第一架喷气客机A300从出方案到第一架原型机出厂也只用了5年,而中国C919客机何时才能投入正式运营呢?

一:C919客机的前景

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中国第一种自主研发的喷气式客机是1980年9月26日在上海首飞的运10,运10是参照英美客机设计规范,除了发动机外全部是自行制造的喷气式客机原型机,比空中客车公司的A310客机研制时间还早,可惜运10只试飞了121架次共164小时后就因民航不想要,没有清晰的市场定位,航空工业意见不统一,各参研单位利益分配不明确,没有系统规划,缺乏共识,互不买账,内耗严重,在花费了5.4亿国家投资后于1985年下马并拆除全部生产线,这时候A310客机已经大卖,A320客机也差不多研制成功,民航部门却相信美国忽悠合作组装没有任何核心技术的麦道82/90客机,结果波音兼并麦道公司后立即堵死了中国生产麦道90客机的路,付出全部打了水漂。

之后中国又与空中客车公司合作研制的AE-100支线飞机,又被空中客车公司取消合作,再度收获惨痛教训,2007年,中国以股份有限公司的形式组建中国商飞公司,把C919客机的研制上升到战略高度,以支持C919客机挤进以波音、空客为行业霸主的民用航空制造之门。要求总揽项目和设计标准,以国家意志的方式先拿下国内市场,防范C919客机被波音、空客挤掉,先打破“你吃肉我喝汤”,在激烈的竞争中生存下来再向国际市场发展,目前C919客机的国内订单是730架,客户总数是27家,而且相当多数量为存在变数的意向性订单,

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而空客公司A320NEO客机的订单是5000架,波音737MAX客机的订单是3600架,对比之下C919客机的订单只相当于空客A320NEO客机的七分之一、波音737MAX客机的五分之一,而且C919客机的优势是超临界机翼和先进发动机,燃油效率高于空客A320和波音737,但C919客机设计方案公布后,空客和波音先后启动A320neo和波音737MAX,不约而同地使用和C919客机同样的LEAP发动机并在机翼端添加小翼,燃油效率提高15%和13.5%,吃掉了C919客机的优势,而且A320neo和波音737MAX是在成熟机型上改了5%,使用操作和维修保障基本不变,适航审查也不多,一经推出订单就达数干架。

C919客机想增加订单突围而出只能靠价格,C919客机的售价估计是5000万美元,比波音、空客便宜一半以上,对第三世界国家来说很有诱惑力,特别是对廉价航空公司而言,乐观估计未来十年订单量能达到1000架至1500架。C919的盈亏平衡点在300~400架,就算730架的订单全部落实,也不足弥补巨大的前期投入,可能“造一架赔一架”,C919客机预计2020年后交付,比原计划晚了三年以上,实际现在还没交付,不过C919客机寄托着中国航空工业的雄心壮志,决不会因此再成为另一个运10的,中国快速发展的经济对客机需求旺盛,中国航空运输量再过二三年就会成为世界第一,还是世界最大单--航空市场,未来20年中国需要4000架客机,价值3000亿美元,是买还是造国家已经非常明确。

但进国际民用航空业还存在一个适航证问题,全世界都认可波音公司参与制定的美国FAA适航标准和空客公司参与制定的欧洲EASA适航标准,他们适航标准十分严苛和繁琐,每一个部件、每一项配套设备,甚至原材料就要接受审查。虽然中国民航的CAAC适航标准也是原样照搬这两个适航标准,但世界的认可度较低,目前中国只有运-12小型运输机拿到过欧美的适航证,2016年投入运营的ARJ21支线民航客机完全按国际适航标准研制,配置系统都是直接购买欧美,试飞过5000多小时,但至今也没有拿到欧美适航证,获得中国民航适航证也花了6年,没有欧美的适航证,C919客机无法进入很多国家的民航市场,甚至起飞降落都受到限制,由于国际形势的变化,C919客机想通过有美国适航认证并不乐观,只能老实实地飞航班,用实际成绩打出名声。

二:C919客机和波音737、空客A320的性能对比

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2017年开始,C919客机逐渐开展密集试飞,C919客机气动、结构与系统设计、制造工艺都比较成功,试飞中容易操作,飞行稳定,系统无干涉、无冲突,工作协调正常,测试项目很顺利通过,这款客机定位与波音737、空客A320高度相似,布置都是每排座位3+3,C919客机机舱宽度3.7米,空客A320机舱宽度也是3.7米,波音737机舱宽度只有3.52米,C919客机的座位与过道比A320宽一英寸,每排座椅中部还特别加宽,C919客机机体高度为4.166米,比A320多出来26毫米,可以容纳LD3航空集装箱,波音737的货舱只能运旅客行李,C919客机机的的机内噪音只有60分贝以下,比波音737低20分贝,同时机舱负气增加20%,加强了空气流通,这些设计增大了活动空间和旅客舒适性。

C919客机起落架可收入机腹舱内,减小了阻力,波音737只能把起落架收入机腹凹坑内,阻力较大,C919还采用了曲面风挡和大弯度、小上反小翼,和波音787的折刀形或A350的镰刀形小翼不同,小翼通过逐渐收尖的翼尖可逐步消除上下翼面的压力差,阻止涡卷产生,不过C919客机似乎并不省多少油,波音737MAX重82吨,空客A320NEO重79吨,C919客机只有72.5吨,三者载油量都不到20吨,但C919客机航程只有5500干米,而波音737MAX8航程是6700千米,A320neo航程都是6900千米,主要是两个原因,一是C919客机铝锂合金用量8.8%,复合材料用量只有12%,而波音和空客复合材料用量达到50%,

二是波音和空客的设计航程是针对欧美城市,波士顿距离洛杉矶4200干米,西雅图距离檀香山4300干米,芝加哥距离安克雷奇4550千米,纽约距离法兰克福6220千米,多伦多距离曼彻斯特5500干米,波音和空客的航程可以轻松到还留有余量,而哈尔滨距离广州才2800千米,上海距离乌鲁木齐不到3300干米,乌鲁木齐距离莫斯科只有3750千米,北京距离新加坡也就4400干米,上海距离新加坡也是3800千米,C919客机的航程很合适还留有余量,这样的航程不超过航线就减少了不必要的不满油起飞,徒增多余的空重。不过波音737MAX8可布置175个全经济舱座椅,空客A320NEO可布置189个全经济舱座椅,C919客机只能布置168个座椅,在载客量方面有劣势。

三:C919客机的外国零件

虽然C919客机是中国设计和制造的,整个驾驶舱全部是大面积液晶显示屏,还有波音737MAX都没有的完全电传操纵,堪称世界一流,但国产化率确实不高,只有机载娱乐系统和客舱控制系统是国内研发,发动机、起落架、辅助动力等关键系统主要来自美国通用公司、美国霍尼韦尔公司、美国柯林斯公司等国外供应商。不禁让人疑惑中国能制造200吨的运20运输机,制造70吨级飞机所需的系统设备并不是什么难题,为什么C919客机几乎全部采用外国机载系统设备,其实民用客机成本和耗油率才是重要考量因素,不能像军用运输机那样不计成本,军用运输机根本无法获得民航适航证,

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如果举全国之力大动员攻关一套符合国际适航要求的机载系统设备不但影响到军用飞机的研制进程,又拖延C919客机的研制进度,研发成本也要加入总成本之中,必然会使C919客机的竞争力丧失,因此作为商业化客机,最核心目的还是盈利,当然,波音公司和空客公司也不是100%国产,基本上都是全球采购,空客、波音主要负责设计集成、管理体系、总装制造和营销,组件,航电、飞控、发动机,机载设备、航电系统均来自下游的配套产业链,甚至总装厂也在海外,CFM、霍尼韦尔、GE、罗克韦尔·柯林斯、派克宇航、利勃海尔、伊顿等专门生产子系统和设备部件的厂商技术成熟,是目前客机分系统是最好的,可以快速采购,加快C919客机的研制。

当然,研制一款客机并不是用一个“飞机壳子”加上外国子系统这么简单,主制造商要解决空气动力设计,工艺和技术的应用,系统的整合和总体的优化,还要总揽试飞、适航、销售、售后,掌控着知识产权,选择供应商的决定权和技术标准的最终解释权,只有牢牢把控整机研制核心团队和研制关键环节,C919客机就可以随时更换国产分系统,目前的C919客机的国产化率已经达到50%,部分航电设备、机电设备、机内设施由中航工业所属单位和16家合资公司提供,航空电子系统的供应商是中美各占股50%的昂际航电公司,燃油系统的供应商是中国占股51%的伊顿上飞公司。

C919客机另一个优势是发动机,C919客机成功还是要靠省油,和波音737MAX8和空客A320NEO一样,C919客机也选择Leap系列大涵道比涡扇发动机,C919客机选择的是风扇直径为78英寸的Leap1C,波音737MAX8选择的是风扇直径为69英寸的Leap1B,波音737MAX8之所以没有选择更大进气量的Leap1C是波音737原始设计的机翼离地高度过低,如果安装大直径风扇的航空发动机很容易吸入异物,尽管波音737MAX8安装了Leap1B,也无法解决波音737的气动设计,这个缺乏导致近几年波音737MAX8频频失事,C919客机在这方面有后发的设计优势,C919客机在项目启动时,曾计划采用普拉特-惠特尼PW1000G,但其技术复杂,投产中出现一系列问题。

CJ-1000A发动机

最后C919客机选择了通用电气的LEAP为唯一发动机,通用电气以独家供应为条件单独为C919客机研制有反推力装置的LEAP-1C,以适应空气稀薄的高原机场。不过2020年2月,美国“鹰派”为遏制中国高技术装备发展,声称要“禁运”LEAP-1C发动机,但很快被特朗普总统否定,但美国对对中国不断发起各种各样的“禁运”,美国“断供”发动机的可能并不是不存在。中国在C919项目开始之初就做了一手准备,就是由中国航空发动机集团公司正在研制代替LEAP-1C发动机的CJ-1000A大涵道比发动机,CJ-1000A发动机的推力、油耗和可靠性指标基本接近LEAP-1C发动机,验证机于2017年底下线,同年燃烧室改进设计方案通过验证,目前处于验证机阶段,距离成熟还有很多步骤需要走,起码要到2025年以后才开始科研试飞,C919要换装这款发动机恐怕要到2030年。

四:C919客机的展望

回顾美国波音公司发展波音客机的历程,就知道这需要时间,波音公司早期的喷音247、波音307和波音377螺旋桨客机并不成功,由于英国和苏联研制成功“彗星”和图-104喷气式客机,波音决定投入1500万美元豪赌上马367-80喷气式客机,1954年波音367-80正式下线,完成首飞后更名为波音707,波音707不但面对垄断了世界民航的道格拉斯公司DC-8,还因为狭小机身让美国几家大型航空公司不感兴趣,只有泛美航空和环球航空买了波音707,泛美航空的波音707在1959年由于操纵失误急坠至2000米,因祸得福地发现飞机承受强大载荷能力,事故后订单接踵而至,之后一步步打败道格拉斯和洛克希德公司,成为世界领军的民航机制造企业。

欧洲在波音公司崛起的同时,欧洲人推出的不少不错的“彗星”、“快帆”,“三叉戟”喷气式客机很难打入国际市场,英、法、德三国不愿坐以待毙,乘波音公司正在全力研制波音747客机,无暇研制较小的宽体客机之机,联合组成了空中客车公司,推出A300客机,A300客机的困境不比波音707少,订单少得可怜,法国航空和德国汉莎航空总共才订购了9架,美国航空公司认为A300客机是拼凑起来的花瓶,没有任何商业记录,但是A300客机的生产线已经开启,生产出来的飞机只能停在停机坪上,不过1973年爆发的石油危机让A300客机迎来了转机,大型客机运营成本直线飙升,空中客车获得了一些亚洲订单,为了打开美国市场,空中客车还半买半送的将一批A300卖给了美国东方航空公司,经过一系列的努力,空中客车公司终于可以与波音分庭抗礼了。

为了尽快达到盈亏平衡点,C919客机也应该发展军用型,波音公司的波音707的运输、侦察、电子对抗、指挥预警、空战指挥、技术试验和专机等军用型号超过了60个,其中KG135加油机是美国空军最大规模的机队,E-3系列空中预警机也是美国空军唯一的指挥预警机队,中国空军的大型特种飞机起步较晚,虽然发展了空警系列预警机和高新系列特种机。但所用的运-8、运-9、伊尔-76平台并不理想,速度慢,寿命短,油耗高、维护保养程序复杂,性价比远不如民航客机,C919客机和更大的CR929宽体客机完全可以改装为加油机、预警机、电子战机、反潜巡逻机等特种飞机,仅加油机中国空军和海军航空兵的需求量就在50架以上,如果转为军用,C919客机使用的西方零部件也会换成为国产,

五:结语

C919客机的研制也是无比坎坷,虽然万事开头难,但这是中国设计与生产大型飞机的开始,相比于没有政府资助的波音公司和政治纠争的空中客车公司,C919客机有国家的大力支持,有成本和价格上的优势,假以时日就必能追上波音和空中客车公司,波音公司因波音737MAX8频频事故,现在都没人买了,这也是C919客机的机遇,期望C919客机一步一个脚印地继续埋头苦干,完成适航审查和取证,尽快投入运行,最终达到实现高度国产化,全面取代波音公司和空中客车公司的干线客机成为中国民航的主力的大好局面。