长期以来,造中国自己的大飞机一直是中国航空人的梦想。近年来,随着我国经济的持续增长、国力的增强以及中国航空工业55年来技术能力的不断增强,圆中国航空人造大飞机之梦的时日将不再遥不可及。
世界航空强国无一例外地拥有大型飞机及其产业体系。一个不能研制和生产大型飞机的国家,其工业体系的结构是不完整的,国民经济体系是不健康的,国家的军事防卫体系是不完善的。为此,国务院已经将大型飞机列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,并把大型飞机项目确定为"未来15年力争取得突破的16个重大科技专项"之一,这是非常英明的重大决策。
然而,有鉴于中国大飞机发展历程中遭遇的种种挫折,面对我们今天发展大飞机的机遇和挑战,我们必须对我国今天发展大飞机的必要性、重要性、可行性等做出清醒的认识和判断。
一、发展经历与市场现状
鉴于大型飞机在国民经济发展和国防建设中不可替代的重要作用,我国曾对大型飞机项目作过多次论证和重点立项研制:例如,我们仿制过图-16和安-12,研制过运10样机,与原麦道公司合作生产了MD-82和MD-90干线客机,还试图与欧洲的空中客车公司合作研制100座级的AE-100客机等等。
但是,由于大型飞机涉及的关键技术多,研制投入大、周期长及市场变迁、垄断等种种原因,我国大型飞机的发展道路一直迂回曲折、发展艰难。论证与研制工作几经上下、屡遭挫折,至今依然未能取得突破,以至于在产业化方面仍处于空白状态。作为一个国力快速提升的发展中大国,我国的国防建设和国民经济发展迫切需要大型军民用运输机。由于国内研制生产大型飞机的能力还有待完善,现在我国大型飞机的现状是:
在军用大型飞机方面 ,我们从西方买不到先进的运输机,而现有的运输机队在运力和装备数量上形不成规模,不能满足我军新时期的战略运输和防卫需求。
在民用大型飞机方面,基本一直依靠进口。截止到2006年8月,我国民航在册运营的客、货运飞机共有949架,除20架国产飞机外,其余全是以波音和空客系列飞机为主的进口飞机,其中波音737以上级别的飞机超过了565架,空客A320系列以上级别的飞机超过了307架,加上以前退役的飞机和已经订购但尚未交付的飞机,我国近40年来进口的波音737与A320系列以上级别的大型民用飞机数量非常大,占用了大量国民经济发展所需要的外汇资源。
更为重要的是各方面的预测都表明未来20年内我国民用航空市场需求增涨强劲,平均年涨幅将超过8%,居世界第一。20年后我国将成为北美市场之后的世界第二大民用市场。民用飞机的市场保有量将超过4000架飞机,其中新增飞机超过3000架,价值2800亿美元,年均需求约150架。而在这新增加的3000架飞机中,支线飞机不到300架。也就是说波音B737与A320以上级别飞机的增加数量将超过2700架,价值超过2600亿美元,市场空间非常大,经济价值也非常高。
二、应考虑和注意的问题
我国过去几十年大型飞机的发展道路表明,大型飞机的研制非常复杂、艰难,涉及到方方面面的利益因素。事实上关于大型飞机发展的争论和其中的波折都是相关各方利益搏弈的体现。有鉴于此,笔者认为我国将要起动的大型飞机发展应该特别关注以下问题。
1. 国家支持的必要性
航空工业是事关国家安全和国民经济命脉的战略性产业,大型飞机作为国家的重大专项工程理所当然是国家行为。因此从国家利益的角度出发,应该制定以大型飞机为主的国家航空产业发展战略目标和规划。主要包括长期稳定的航空工业发展战略规划和相关法律法规,对民族航空工业和产业在基础技术研究、财政补贴、税收、金融投资和信贷等方面的国家支持政策,调整和优化航空工业产业、布局和资产结构等,从根本上保证大型飞机的研制和产业化的实现进程。
2. 国家利益和需要
对于大型飞机的研制应该有一个明确的发展思路,笔者认为贯彻"一次立项、两个机型,军民并行、系列发展"的大型飞机研发思路符合现阶段我们国家利益的需要。
在采购方面,大型民用飞机与军用运输机的不同之处是:只要愿意我们就可以买到欧美最先进的民用飞机,而且在采购上更多的表现为国家行为,是国家对外平衡政治、经济利益的重要筹码之一。
发展大型军用飞机要解决的是与国家的主权、安全密切相关的军事装备有无的问题,更多的是出于政治和军事方面的考虑;而发展大型民用飞机则是要解决国民经济发展中民用航空运输工具是买入还是自产的问题,经济利益和发展方面的考虑更多一些。因此,同时发展大型军用飞机和大型民用飞机,既可以满足国防建设的急需,又能促进、带动国民经济获得巨大发展,更符合我国现阶段主权、安全和发展这一国家利益的需要。 3. 注重军民用技术的融合
尽管大型军用飞机和大型民用飞机在使用要求、环境和方式等方面有较大的不同,但是两型飞机毕竟同属运输类飞机,相当大的一部分技术和基础设施资源是相互共享的。事实上现代大型军用飞机和民用飞机除专用技术外,从设计理念到设计标准规范、从通用零件的配套到大部件的共线装配、从备件支持到外场保障都在相互融合,相互渗透。
过去民用飞机特别是民用客机更加强调安全性、舒适性、经济性和环保性。而现在这些特性同样是现代军用飞机的设计和使用要求,甚至军用飞机在某些方面的要求还会更高一些。现代战争是高技术对抗下的军事行动,涉及的范围大、地域广,战争投入大、消耗快,从单纯的武装力量之间的对抗,正在演变为综合国力的对抗。这就要求武器装备要具有低的全寿命费用,不但要能用、管用,要买得起,更要用得起,也就是说要有良好的经济性。随着社会公众对环境保护问题的日益关注和认识的提高,军用飞机设计对污染排放、噪声等影响环境的因素也在给予更多的关注。
美国波音公司正在发展的P-8A反潜巡逻机、空客军用公司正在发展的A400M战术/战略运输机以及俄罗斯正在发展的图-330战术运输机就是典型的军民用技术和设施共享的代表,军民用技术的融合是现代大型飞机非常重要的特征之一。
4. 军用运输机的关键在于实现技术突破
大型军用飞机特别是军用运输机由于使用要求、环境和方式等方面的特殊性形成了一些专用技术,这些专用技术主要是:
为满足装备、物资和伞兵的空投、空降,军用运输机要具有良好的低空低速操稳特性,飞机总体气动布局考虑的因素要比民用飞机考虑的因素多而且复杂;
军用运输机的机动性要比民用飞机强,飞行包线范围也比民用飞机大;
军用运输机的推重比和发动机功率储备要比民用飞机大;
为满足空运、空投大型装备的装载要求,大型军用运输机的机身粗壮,后机身上翘并设有后开式大门,能够承受较大的集中载荷,形成了特有的气动减阻技术、机体大开口结构技术和结构气密技术;
为方便自行车辆的出入,大型军用飞机采用上单翼布局来降低货舱地板的高度,减少货桥的坡度;
军用运输机会经常在野战机场起降,受跑道长度和道面质量的限制,军用运输机一般都具有短距起降能力,而且多采用漂浮特性很好的多轮多支柱主起落架;
受外场保障能力的限制,军用飞机的自主能力较强;
军用运输机的使用环境要比民用飞机恶劣,注重对盐雾、沙尘、霉菌等特殊环境因素的防护;
大型军用飞机特别是电子战特种飞机的电磁环境要比民用飞机恶劣,形成了特有的电磁兼容设计与控制技术;
注重飞机生存力的设计,自卫与对抗技术比民用飞机复杂;
为实现远距离机动,现代军用运输机大都具备空中受油能力;
现代军用运输机具有多种运输功能,如伤病人员救护甚至是改作空中加油机等,不同任务角色之间转换迅速,再出动时间短暂等等。
以上技术都是大型民用飞机不会涉足的复杂技术,而且这些技术必须是要独立自主突破的技术。如果这些技术不能取得根本上的突破,研制出来的大型军用飞机就很难满足未来的使用要求。上述技术的突破和自主掌握是大型军用飞机研制的关键。
5. 民用运输机的关键在于解决好市场问题
相对大型军用飞机而言,大型民用飞机发展要面临的问题更多。大型民用飞机的发展不但要面临着适航性、技术先进性、经济性等技术问题,更多要关注和面对的还有准入、进入和产品的售后服务支援等市场问题。(1) 市场准入问题
当今大型民用客运飞机无论是国内还是国外市场都是波音和空客双巨头一统天下的局面。为了保持其垄断地位和利益的持久最大化,防止第三者进入这一领域,波音、空客在美国政府和欧盟的支持下,已经将大型民用飞机产品的竞争由硬竞争转变为软竞争,通过标准、规范的制定和推广将产品的直接市场竞争演变为市场准入限制。美国联邦航空管理局(FAA)的FAR适航规范、欧洲联合适航局(JAA)的JAR适航规范以及欧洲航空安全局(EASA)的CS适航规范名义上是最低安全标准,但事实上是美国和欧盟为限制第三者进入大型民用客运飞机的生产、销售、运营国际市场而刻意设立的技术"门槛"。只要美国和欧盟的民用飞机技术达到什么水平,其适航规范的"门槛"就会提高到什么水平。
按照目前国际航空市场的游戏规则,FAA、JAA和EASA的适航证(包括TC和PC)是一架飞机研制、生产、销售、运营的前提条件,没有适航证,任何新的先进民用飞机都将寸步难行。世界各国包括我国在内的适航规范以与国际接轨的名义与FAA、JAA保持着惊人的一致性,这在客观上起到了帮助美国和欧盟限制他人发展大型民用飞机的作用。欧盟和空中客车正是认识到了这一点,才在2002年抛开了与FAA的FAR规范相通的JAR适航规范,另起炉灶建立了更适合欧洲和空中客车公司发展需要的EASA适航机构和CS适航规范。
适航规范的限制是套在包括我国大型民用飞机在内的任何新的大型民用飞机项目发展"脖子"上的无形绳索。我国大型民用飞机的发展要取得实质性的进展,就必须抛开这条索套。我国应该以发展大型飞机为契机,建立一套适合我国大型民用飞机成长和发展的适航规范体系,保护大型民用飞机产业的成长,支持民用飞机进入国内市场,限制国外产品的进入。随着我国民用飞机产业的壮大和产品市场影响力的扩大,最终与美国、欧盟形成三足鼎立的适航规范体系。
(2) 要有一个明确清晰的产品目标定位
目前大型民用飞机特别是客运飞机,从150座级的单通道客机到450的座级的多通道双层大型客运飞机都在市场上运营,而且550座级的A380超大型多通道双层客运飞机也将进入市场,运力跨度非常大。我们发展大型民用飞机要有所为,有所不为:我们要选准目标,选择我国未来市场上最需要、需求量最大的产品,集中力量重点突破,然后以点带面,再向其他运力级别的产品拓展;大型民用飞机研制取得突破后在国家政策的支持下,先进入国内市场,通过国内市场的培育和检验再向国际市场推广。
(3) 要具备超过或与现在营运飞机相当的技术性能、效率、经济性、环保性和运营支援保障服务体系
当前国内大中型民机机队已经形成了由波音、空客两大系列飞机掌控的局面,并且形成了一整套适应这两大系列飞机的技术、管理、营运和维修体系。随着我国民航运输业的迅速发展,在我国大型客运飞机还未进入市场之前,还将不断地继续购进波音和空客飞机。国内航空公司使用的大中型民机将越来越多地依赖波音、空客这两家飞机制造商的产品。中国自己研制的大型民机要进入本国的民航市场,即便有国家政策的支持,也必须具有超过或与现在营运飞机相当的技术性能、效率、经济性、环保性和运营支援保障服务体系,使航空运营商有利可图,最大程度减少因机队多元化导致的软、硬件的差异带来的运营成本的增加。
(4) 要注意防止世界垄断巨头的封杀
大型民用飞机市场竞争激烈,技术水平起点高,短期内突破难度大,而且大型民用飞机一进入市场面临的就是具有国际一流技术水平产品的竞争。虽然我们研制过运10,合作总装过MD-82、MD-90,现在又正在发展大型支线客机ARJ21,但是我们并不掌握现代大型民用客运飞机的核心技术,因此必要的技术引入和对外合作是一条比较好的路子。
以前我们在大飞机项目上的对外合作走得都是市场换技术的路子。20世纪80年代起与原麦道公司合作生产的MD-82、MD-90项目和90年代与空客合作的AE-100项目都是如此。人们对这两个项目发展的背景、合作的初衷目标、项目进展的艰难、项目最后的结局特别是AE-100项目无果而终的结果记忆犹新。
世界垄断巨头扼杀大型飞机项目的情况在国外也不乏先例。21世纪初,排名世界第三的民用飞机制造商--加拿大的庞巴迪航宇集团决定发展C系列客运飞机,并以此进入空间巨大的150座级客机市场。C系列包括110座级的C110和130座级的C130两个型别,在运力上正好覆盖了空客A318/319和波音737-500/600的运力范围。面对庞巴迪的蚕食,空客和波音两大巨头联手阻击:谁敢给庞巴迪的C系列客机提供发动机,就别想在空客和波音的新型号上找到位置。迫于空客和波音的影响和压力,三大发动机制造商通用、罗罗和普惠公司谁也不为C系列客机提供动力系统,庞巴迪只有去找同在加拿大而又与空客和波音关系不大的加普惠合作。由于加普惠在10吨级及以上推力的涡扇发动机上与三大发动机制造商存在着较大的技术差距,如此以来,庞巴迪事先设定的C系列客机技术和运营目标都将无法实现,最终只能在今年年初以市场原因搁置C系列客机的发展计划。
经验告诉我们,我们在发展大型飞机的过程中自然无法逃避世界垄断巨头的干扰、遏制和封杀,对此必须保持清醒的头脑。三、我国大型飞机的能力定位
1. 大型军用飞机的能力定位
根据现阶段和未来一段时期内我国国情现状、地缘政治环境、军事战略发展和承担国际责任义务的要求,我国大型军用运输机承担的主要使命包括:遂行武装力量人员、装备和物资的中远距离的空运;搭载快速反应军力,实现人员、装备和物资的快速机动和空投、空降;作战飞机类应急机动部队协转;中远距离野战机动;承担国际维和部队人员、物资和装备的运输;承担人道主义救援运输任务,包括救灾与抢险,海外战争大事变、灾难发生时人员、物资的抢运、疏散等。
我国大型军用运输机的能力定位应该结合其任务使命的需要,并符合现代军用运输机的发展趋势。根据我国国情及军事战略要求,大型军用运输机应具备的基本功能包括:空运功能、空投功能、空降功能。我国大型军用运输机的能力定位,主要应考虑的要素和要求包括:较大的能覆盖国土面积的航程能力;强大的装载能力;快速反应能力,较快的巡航速度,较短的地面停留时间(包括地面补给、装卸货、航前检查等);空中受油能力,以实现远距离机动;较强的自主能力,减少对机场设备的依赖;快速的任务角色转换能力,我国大型军用运输机应是一机多用的运输机,不同功能之间的任务角色转换要快;良好的机场适应能力,具备短距和松软跑道起降能力和较好的高温高原性能,以适应在野战机场、我国南部的高温机场和西部的高原机场使用;良好的低空低速特性;良好的可靠性、维修性、可测试性和可派遣性;较低的全寿命费用,能买得起,用得起;预留发展潜力和改进改型空间,考虑改装大型特种使命飞机的可能性,如大型反潜巡逻机、空中加油机和战略预警机等。
具有上述功能和能力的大型军用运输机应该能够满足我国未来30~50年的军事运输需求。
2. 大型民用客运飞机的能力定位
大型民用客运飞机的能力定位完全取决于现在和未来市场的需要。
根据市场的现状和对未来市场需求的预测,150座级上下的单通道客运飞机是需求量最大的畅销机型。截止到2006年10月底,在全球范围内,此级别波音737的订购数量为6659架,累计交付5217架,波音737的生产线将至少维持到2015年;而同一级别的空客A320订购数4732架,累计交付2907架,生产线将至少维持到2016年。未来20年,在全球范围内该级别飞机的需求量将超过15000架,价值在10000亿美元左右。
在中国市场,截止到2006年8月底,150座级上下的单通道客运飞机共575架,其中波音737为380架,A320为195架。未来20年,我国该级别飞机的需求量将超过1800架,价值在1200亿美元左右,也是大型飞机各运力级别中需求量最大的。
因此,从市场需要考虑,我国大型民用客运飞机的切入点应该选在150座这一级别上,并通过基本型的发展衍生出运力覆盖130~180座的不同型别。这种150座级的大型民用客运飞机所应具备的特点包括:飞机的最大外形尺寸与波音737、A320基本相当;座舱宽度不小于A320;在运力上具备两级布局搭载150名乘客的能力;最大载重航程不小于5000km;运营效率和经济性能超过或与波音737、A320的相当;良好的环保特性,低污染排放,噪声满足伦敦希思罗机场QC2级噪声标准;产品运营支援保障体系与波音737、A320的支援体系兼容。
四、研制大型飞机的途径
根据近年来国内航空武器装备重点型号研制的经验来看,我国大型飞机研制采取以我为主、联合研制,最终通过自主创新形成拥有自主知识产权的产品并走上可持续发展的产业化道路将是一条捷径。
在大型飞机研制"以我为主"方面,"我"不是狭隘的某一个集团、某一个企业或某一个地区的称谓,而是国内航空基础科研、设计、试验、制造等资源与其他相关的机械、电子、材料、能源、化工、信息等产业优势资源的总和。任何把大型飞机研制这一巨大的系统工程局限在某一个团体或地区的企图和做法,任何将国内现有基础和优势资源弃之不用的思想和行为都是不合理的,也是不负责任的。
我们应该将国内中国航空工业第一集团公司和第二集团公司的优势资源联合起来,以这些资源为基础,进行必要的补充和调整,发挥各自的优势和长处,来共同参与研制我国的大型飞机。欧洲不同的国家为了共同的市场利益,都能跨国合作,使空中客车公司成为航空制造业界的一面大旗;为了国家的利益和航空工业振兴的大局,国内的业界和资源还能有什么原因和理由不能携起手来走向合作呢?
大型飞机的研制事关航空工业的振兴和发展,事关国家的主权、安全和发展的战略利益,因此大型飞机的研制一定要以我为主,大型飞机的核心技术及知识产权必须为我国所拥有。只有这样我们才能不受制于人,我们才能通过系列化的发展走上产业化的道路。然而,大型飞机的一些关键技术我们目前掌握得还不透彻。采取拿来主义,通过必要的合作和技术引进,联合研制,可以化解研制风险,实现技术上的跨越,用较短的时间和较小的投入研制出国民经济发展和国防建设所急需的产品。
在联合研制方面主要是开展国际合作,突破我们还不掌握或短期内难以攻克的关键技术领域,同时促进自主研制能力的进步与提高。
在国内某型运输机的研制中,某公司通过与国外企业的合作,使型号工程取得了重大进展,掌握了与合作相关的核心技术,培养了一批专业技术骨干队伍,取得了丰硕的合作成果。
在民用飞机的研制中,同样存在对外合作的问题。美国的波音公司、欧洲的空中客车公司是世界大型客运飞机发展的引领者和制造业界的两大霸主,领先的大型民用飞机基础技术和研制技术主要掌握他们手中。世界上在役使用的大型客运飞机几乎全是波音和空客的产品,而且现在市场新增加的大型客运飞机也几乎是被波音和空客对半瓜分。
加拿大的庞巴迪航宇集团(Bombardier Aerospace)和南美洲的巴西航空工业公司(安博威,Embraer)是世界位列第三、第四的客运飞机制造商,自身具备发展150座级大型客运飞机的能力。庞巴迪和安博威的客运飞机业务主要是支线飞机的制造和营销,CRJ100/200、DASH8-300以及ERJ-135/140/145分别是他们早期的产品。在20、21世纪的交替之际庞巴迪推出了70座级的CRJ700和DASH8-400支线客机,目前正在发展90座级的CRJ900大型支线客机,并试图发展C系列客运飞机以进入110~130座级的单通道准大型客运飞机市场;安博威则在世纪的交替之际推出了ERJ170/175、ERJ190/195四个不同型别的支线飞机,在运力上覆盖了70~110座的范围。
俄罗斯的图波列夫、雅克夫列夫航空科学技术联合体和伊留申航空联合体以及乌克兰的安东诺夫航空科学技术联合体在技术上具备一定的研制大型客运飞机的能力。图波列夫研制过200座级的图-204/214/224系列客运飞机;伊留申则研制过伊尔-18、伊尔-86(两级布局234座)、伊尔-96(三级布局312座)等型别的大型客运飞机;雅克夫列夫研制过雅克-42(100座)等型别的大型客运飞机;安东诺夫近年则研制过安-148等大型支线客机。目前雅克夫列夫航空科学技术联合体和伊留申航空联合体正在合作研制单通道的120~180座级的MS-21客运飞机,该机将是直接与空客A320和波音737NG进行竞争的机型。
研制大型民用飞机如果能与波音、空客真正合作那当然很好,但是如果不行,我们何不将目光转向其他方向看一看呢?庞巴迪正在为C系列客运飞机难以推动而发愁,事实上也就此项目与中国相关方面的合作进行过多次磋商,如果中加联手合作发展大型客运飞机,技术和市场都将得到较好的解决。想必三大发动机制造商谁也不会又迁就波音、空客的要求而放弃巨大的中国市场。安博威已经在我国合资总装ERJ-145了,双方在既有合作的基础上进一步合作发展大型客运飞机不是没有可能。在对俄罗斯的合作中也有一定的可行性,图波列夫的图-204/214/224系列客运飞机是比较好的合作项目基础,也是俄罗斯向我国力推的客运飞机。
在对外合作中,我们要重点突破总体气动一体化设计、短距起降、超低空重装空投、先进动力装置、电传操纵、多轮多支柱起落架、长寿命优化结构、复合材料主承载结构等关键设计和试验技术,还要掌握大型结构部件的加工、成形、热表处理、装配和检测等工艺技术,以及关于大型飞机销售、客户服务等方面的先进理念。在合作方式上可以采取技术咨询、根据特定的课题邀请相关专家不定期来华访问工作、建立联合研发中心甚至是合资生产线等灵活多样的合作方式。
五、陕飞集团在其中的地位和作用
始建于1969年的陕西飞机工业(集团)有限公司是中国航空工业第二集团公司所属的大型军工企业,是我国最早确定的定点生产大中型军用运输机的骨干企业,现有总资产30亿元,占地面积300多万平方米,拥有职工9500余人。
陕飞集团公司的航空主产品是运8系列飞机。运8飞机自1975年首飞上天以来,作为我国国产的唯一中型中程运输机,经过陕飞集团公司的不断创新和发展,逐步实现了由单一军事运输用途向多种用途的转变,由主要装备空军向装备陆、海、空三军的转变,由军用运输机向民用运输机的转变,由满足国内需求向出口创汇的转变,由运输机向特种飞机的转变。30多年来,陕飞集团公司坚持航空为本,使运8飞机形成了两大系列、三种平台、近三十个品种的专业机群,累计生产交付飞机100余架,用户遍及国内外军、民用航空领域,形成了国内最大的国产运输机群和特种飞机机群,为国防建设和国民经济的发展做出了重要贡献。
经过30多年的建设和发展,陕飞集团公司初步建成了集设计、试验、生产制造、试飞、售后服务于一体的大中型飞机研制、生产和运营保障体系,设计专业配套完整,试验测试手段先进,加工成型能力强大,装配试飞设施完备,组织管理体系健全,是目前国内能力最强的中型运输机和特种飞机研制基地,具备研制我国大型飞机的基本能力和条件。
在陕飞集团公司的发展中,通过重点型号研制的锤炼和积累,陕飞集团公司在大型多发飞机的总体气动一体化设计技术、动力匹配技术、重装空投设计技术、大型整体壁板结构油箱设计制造技术、机体大开口结构优化设计技术、玻璃驾驶舱设计技术、多发飞机变频电源与电气控制设计技术、大型飞机航空电子设备系统综合设计技术、电磁兼容设计与控制技术、大型系统试验技术、边界和风险科目试飞技术等方面形成了比较明显的优势。
作为国内目前唯一的大中型运输机研制发展商,陕飞集团公司应该是我国大型飞机研制工作的重要承担者和一支不能忽视的生力军。