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C919断供风波启示:别把希望寄托在市场保护上
点击:  作者:宓弘毅    来源:观察者网  发布时间:2020-03-05 09:51:47

 

在美国可能禁运通用电气LEAP发动机的风波里,商飞再次被推到风口浪尖。

 

发动机固然是可能被掐脖子的关键,可能有危险的还有飞控、辅助动力(APU)、起落架、座舱仪表等现在依然依靠引进的关键系统。中国在这些方面都有铺垫,正在认真地研发国产系统,引进本来就是要与国产互相竞争、互相促进的,从未打算永远依靠引进。

 

这些关键系统很重要,突破了就能形成民航客机产业链,但商飞还有更重要的挑战:在总体发展思路上理清如何赶超,而不只是模仿和跟踪发展。在这里空客的成功经验很有启示:空客从来不是单纯靠政府补贴和市场保护发展起来的,而是靠有意义的创新。

 

空客正式成立是在19701218日,尽管1969529日法德签约、启动A300的研发,这一天被看作事实上的空客诞生日。在这50年里,空客交付了约12000架各式飞机,累计订单已经高达约20000架。50年的风风雨雨打造了世界民航工业的半壁江山,使欧洲能与美国再次并肩。

 

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空客A300作为第一种双引擎宽体客机,从一开始就不走寻常路

 

战后欧洲航空工业在技术上依然发达,但散漫,低效,形不成规模,眼看着要被美国大三(波音、麦道、洛克希德)碾压得尸骨无存。“协和”式超音速客机在技术上是巨大的成就,但在商业上是巨大的失败。欧洲联合是把资源和市场统一起来的唯一道路,但英国政府1969410日宣布退出,法德决定继续推动A300的设计。问题是,没有了英国的参加,罗尔斯-罗伊斯的RB207高涵道比涡扇和霍克-西德利的超临界机翼就没了着落。

 

原设计为300座,太大了,市场反应冷淡,加上罗尔斯-罗伊斯漫天要价,新设计缩小到250座。不仅技术风险降低,发动机的问题也解决了,改用现成的通用电气CF6。在机翼方面,德国政府同意继续出资,霍克-西德利(后并入英宇航)也不愿浪费投资和好机会,以私企身份继续留在空客,问题也解决了。英宇航到现在依然是空客的机翼研发和制造中心。

 

但即使得到政府支持,空客的路依然远非一帆风顺。法航在一开始就抵制空客,德国汉莎总裁赫尔伯特·库尔曼甚至说到:“如果有谁强迫我买空客,我拿起帽子,明天就走。”在1974A300通过适航认证准备投产时,空客只凑起30架订单,已经确认制造的52架中其实有22架还没有着落。

 

1977年,空客找到经营不善而焦头烂额的美国东方航空公司,乞求接收4A300,免费试用半年,最终获得23架飞机的订单。这是打入关键的美国市场的第一炮。尽管如此,波音把美航、达美、大陆锁定在排他性协议中,在好多年里,空客在美国民航市场基本上不得其门而入。

 

在艰难的起步之后,空客迈上了成功之路。这离不开成员国政府的有力支持,得益于富有远见又强有力的领军人物,但更重要的是成功的产品定位和一系列影响整个民航世界的创新。

 

A300是世界上第一架双发双通道宽体客机,19721028日首飞;198243日首飞的A310A300的深度改进。然后空客从双通道宽体转向单通道窄体, 1987222日首飞的A320开创了一代传奇,2014925日首飞的A320NEO(主要变化为发动机,其他变化很小,NEO意为新发动机选项)延续了这一传奇,短短几年已经累计了超过6500架的订单,并彻底打乱了对手波音。美航在与波音的20年排他性协议没有到期前就买了一批A320NEO,波音威胁要告,美航回了一句:你也造一架波音737NEO,我就买。波音在压力下匆忙推出了波音737MAX,不同的起点带来不同的结果,东施效颦使得波音737MAX成为波音历史上最大的噩梦。

 

但接下来的历史里,空客的成功和失败参半。A330A340共享机体和机翼,基本上只是双发和四发的差别,前者主打中程大陆航线,后者主打远程越洋航线。这是技术上的巨大成就,但在商业上功败各半。A330取得了巨大的成功,在ETOPS大潮里也成功占领了越大西洋航线,如今以A330NEO的形式继续生产。但空客对四发远程客机的未来看走了眼,A340惨败于双发的波音777。在超大型客机方面,一心要把波音747打下王座的空客再次看走了眼,这是比A340更加昂贵的错误。痛定思痛,空客在走了一段弯路后推出A350,总算能有与波音787777竞争的产品了。

 

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A-340研制中,空客对远程客机的理解出现了偏差

 

但另一方面,A320NEO的加长型A321LRLR意为远程)的航程加大到7400公里,成功地锲入中远程“瘦”航线,使得大量点到点但中低流量的越洋航线成为可能。航程进一步加大到8700公里的A321XLRXLR意为超远程)更是使得尼斯-波士顿、曼彻斯特-迈阿密、大阪-悉尼、休斯顿-雷克雅未克、奥克兰-檀香山这样的航线成为可能。如果不介意经停加油的话,西安-安科雷奇-亚特兰大、广州-迪拜-赫尔辛基这样的航线也成为可能。这是波音的缺门。用更大、航程更远的A350或者波音787当然也可以,连经停都不需要了,但上座率和盈利就难以保证了。

 

在另一头,空客笑纳了庞巴迪双手奉上的C系列,改名A220,在另一个方向挤压波音737MAX的空间。A220较小,容易满座,经济性好,不仅适用于非干线航班,也改变了干线航班的运作模式。达美的达拉斯-纽约航线从A320换用A220后,航班数增加,既便利早出晚归的商务旅客,也便于想睡个懒觉或者早早回家的休闲旅客,更是便于转机旅客衔接航班。A220同样挤压A320NEO,但在A320NEO整个家族向加长、增程的A321/LR/XLR方向转移后,问题并不大。波音737MAX就没处转移了。

 

在形成完整的产品谱系后的今天,空客并不急于推出新机型,重点转向生产效率和成本控制,同时密切关注波音在下一代中型客机(简称NMA)和小型客机(简称NSA)方面的动作,准备后发制人,错位竞争。

 

空客的成功关键在于不简单地复制成功的现有产品。这不是标新立异,而是在成熟市场里杀出重围的必须。欧洲幅员不大,人口密集,60-70年代的欧洲市场需要容量较大但航程不太长的宽体客机。洛克希德L-1011“三星”和麦道DC-10都是三发的,定位于中远程航线,短途使用经济性不好,四发的波音747用于短途航线的经济性更糟。空客以双发宽体中短程入手,推出A300,精准定位于欧洲内部和美国国内航线。机舱截面足够安排2+4+2的座位,宽大舒适。与波音7672+3+2相比,营收空间占比更高;与3+4+3的波音747相比,任何旅客最多只需要跨过一个邻座就可以走上走廊,便利性和舒适性提高。地板下的空间正好并排容纳两个标准的LD3航空集装箱,既避免旅客行李散装的麻烦,也便于在有余力的时候捎带一点货物,赚点外快。

 

A300的机体截面高度成功,自然沿用到深度改进的A310,并继续沿用到A330/340。共用的机体截面意味着不同飞机之间共享机体的基本设计和制造工艺,大大降低设计、制造和适航性认证的成本。但从真理向前多迈一步,就要成为谬误。空客试图在A350继续沿用同一机体截面时,遭到民航业界的强烈反对,最后只好推倒重来,加宽机体到与波音787一样的3+3+3A350的全称是A350XWBXWB意为“加宽机体”。

 

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空客和波音在很多风格上都存在差别,包括座舱设计风格

 

从宽体、双通道的A300/310转向窄体、单通道的A320在技术上是相对容易的下坡路,但这是大宗市场,不仅定位更要精准,在理念上也要有创新。在这里,空客推出数字式电传飞控。在80年代,电传飞控正在战斗机上普及,但空客在A320上用电传飞控不是为了静不稳定性,而是无忧虑操作,取消大量的线缆、滑轮、液压伺服机构等还节约了约150公斤的重量。更重要的是,数字飞控可以在不同飞机之间提供一致的操控感觉,使得不同机型的飞行员交叉上岗成为可能,这是接下来推出的A330/340获得高度成功的主要原因之一。

 

A330/340A320要大得多,但因为仪表面板、操控感与A320很相似,A320A330/340的飞行员的交叉执飞只需要很简单的培训,反之亦然。在A320家族(包括A318A319A320A 321)内部的任一型号上合格的飞行员更是可以直接飞其他型号,A330A340之间也一样,现在计划把交叉执飞扩大到A220。这对航司具有极大的吸引力,不仅节约飞行员培训时间和投资,也大大便利了飞行员的调度,甚至便于到其他航司挖墙脚。反之,没有数字飞控而用叠加在传统的机电飞控上的数字增稳达到相似的目的,弄不好就会弄巧成拙,波音737MAXMCAS灾难就是这样开始的。

 

A310开始,空客还引入了双人制机组。在这之前,窄体客机已经有双人制了,但宽体客机无一例外都有一个飞行工程师,形成三人制机组。飞行工程师的任务是监管发动机和其他机上系统,但现代电子系统使得保留飞行工程师不再必要。对航司来说,减少一个飞行工程师对节约工薪和福利开支有很大好处。在A310之后,不论大小,所有空客飞机都是双人制,波音也跟进了。

 

空客还是在大型客机上率先大量使用复材的,以降低重量,延长寿命。A310是最先采用碳纤维垂尾结构的大型客机,比常规金属结构节约了20%的重量。A320是第一架使用复材平尾和垂尾的量产型客机,机翼按重量算也有13%为复材。A380率先采用复材中央翼盒,采用包括玻璃纤维增强铝合金层板(也称GLARE)等各种复材,复材占A380结构重量的25%A350的复材用量更是达到53%,比波音78750%还多。

 

空客也是在散漫、小而全的欧洲各国航空工业上集成而成的,从一开始,就强调各成员扬长避短,坚决避免小而全。因此空客打造了的跨国生产体系,各种部件不仅水运、车运,还用机舱特大的“超级泡泡鱼”运输机在几个厂区之间运输机体和大件,把远在各国的生产体系连接在一起。“超级泡泡鱼”是由螺旋桨的波音C-97改装的,后来由从A300改装的“大白鲸”替换,2020年起将由从A330改装的“大白鲸XL”替换。对空客来说,这在一开始是确保各国工作份额的需要,但现在的重点是发挥各厂区的技术、场地和成本优势,因为总装厂的技术要求最高,但生产规模一大,未必有场地制造机身分段、机翼等大件,这也是把新厂区结合进现有生产体系的最好方法。现在波音也仿效这个做法,用从波音747改装的“梦幻运输机”把在其他地方制造的机体和大件运到西雅图的总装厂。

 

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为了将分布在各国的工厂有机联系在一起,空客专门开发了大型飞机部件运输机

 

在更具体的技术层面上,空客在A380上首先采用5000/平方英尺(约34.5兆帕)压力的高压液压系统,高于常规的3000/平方英寸(约20.7兆帕)和“协和”式的4000/平方英寸(约27.6兆帕),降低重量达1200公斤。一般的电传飞控只是信号电传,作动还是液压的。A380飞控还采用电液混合飞控,两套电动,两套液压,只要有任何一套还在工作,飞机就继续可控。与全液压相比,重量也减轻了。A350采用了同样的电液混合飞控。

 

A380还率先采用跑道防冲出系统(简称ROP)和及时减速系统(简称BTV)。在下滑接近时,ROP根据数据库里的目的地跑道信息,与当前速度、高度、距离、飞机重量等数据相对照,在有可能冲出跑道的情况下,自动提醒飞行员。如果飞行员继续着陆,系统会自动施加反推力和刹车,确保在最短距离里停下来。BTV则是用于正常着陆的。飞行员根据塔台通知,在着陆前预先指定离开跑道、转入滑行道的出口。在接地后,BTV自动施加最小刹车,确保在减速到指定出口时速度刚好降低到规定要求,以节约刹车和轮胎的磨耗。这也在A350上使用了。

 

空客还在创新的路上继续前进。

 

大疆一样的多旋翼电动无人机现在很普及了,但更进一步发展成为送货无人机或者无人驾驶飞行的士依然只是理想,这现在统称为eVTOL,意为电动垂直起落。空客是世界上首先热衷于eVTOL的重量级飞机公司,现在波音也跟进了。空客的电动四旋翼的CityAirbus已经在201951日首飞,两天后串列倾转翼的Vahana完成了垂直起落状态到平飞状态的转换,速度达到90节(约167公里/小时),这也是电动的。eVTOL与民航客机相距甚远,但对未来城市空中交通和生活方式可能产生重大影响,以所有形式空中飞行为己任的空客希望这成为新的增长重点。

 

空客还积极推动涡电混动。这不是纯电,而是混动。用涡扇驱动发电机然后驱动电动风扇可以有效降低转速和提高推进效率。发动机推力需要考虑起飞中单发故障的情况,所以大于正常起飞要求。用电池助力可以显著降低发动机的最大推力要求,巡航段反正要不了多少推力,正好充电,以备着陆失败时再次拉起之用。更进一步的话,可以用电动实现分布式推进,沿翼展布置一连串小型电动风扇取代单一大型风扇,与机翼气流控制,甚至与机体附面层抽吸相结合,可以达到更大的省油减排降噪效果。空客与罗尔斯-罗伊斯和西门子合作的E-Fan X项目已经技术冻结,以四发的BAe146为基础,采用世界上功率最大的2500千瓦、3000伏机载交流发电系统。四台霍尼韦尔LF507中的一台置换为电动,风扇来自罗尔斯-罗伊斯AE3007,试飞计划在2020年开始。计划将有关技术最终用于50-100座支线客机,希望在2030-35年间投入使用。这将是喷气时代之后航空动力最大的变化。这不单涉及发动机技术,更要求发动机-气动综合优化。

 

空客还在研究层流控制技术,如果实用化,这将是超临界翼后的最大突破。层流是相对于湍流而言的。机翼表面气流保持层流的话,摩擦阻力可以降低高达50%,二氧化碳排放降低5%。空客的混合层流控制技术(简称HFLC)在机翼前缘布满小孔,将机翼表面的附面层吸入,推迟湍流的产生。同时进行的欧洲突破性层流验证机(简称BLADE)采用自然层流技术,用先进翼型和绝对光洁的表面确保层流,BLADE的重点是研究如何在实际环境下依然保持自然层流,比如虫子、污物吸附在机翼表面的情况。HLFCBLADE都已经试飞了。

 

当然,在数字时代,空客也在积极研究大数据、云计算一类的问题,用于预防性和视情维修、设计优化等,但这些已经不是航空工业特有的问题了。空客还在研究用增强现实帮助飞行员在恶劣天气里着陆的技术,这也与IT的关系更大。

 

空客50年来的历程表明,创新至少与政府支持一样重要。离开政府支持,空客根本起不了步;但离开创新,空客也只能是过眼浮云。空客确实追着东方航空乞求免费试用A300,但最后还是因为A300展现了出色的经济性,比同级飞机省油差不多30%,甚至超过预计,这才说动东方航空下了23架订单,帮空客打入了关键的美国市场。

 

空客直到上世纪80年代末才达到100架的年产量,到90年代末才达到匹敌波音的世界市场份额。这时空客成立已经30年了。在这一过程中,当年帮着波音“欺压”欧洲的麦道已经灰飞烟灭,洛克希德也永远退出了民机领域,美国大三变成大一。

 

 

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商飞需要向空客学的东西,远不止是政府支持和国内市场政策

 

如今空客依然有各种问题,不仅法英当局在调查空客高层的腐败和贿赂问题,法国派和德国派之间的内耗也居高不下。最要命的还是利润率,在这方面空客显著落后于波音。据估计,在销售方面,空客营销的一半和利润的1/3来自A320家族,A321/LR/XLR尤其劲爆,这是好事。A350的产量预期在持续下滑,这对依靠A350上打波音777X下拼波音787的空客不是好消息。A330NEO的销售持平,不好不坏。A380下马了,A400M则是个无底洞。

 

还好波音方面现在也深陷重围,减轻了空客的压力。波音737MAX本来是作为压舱石的,现在成为风暴的中心,停飞一年后,复飞依然遥遥无期,复产是更大的问号。已经几次要启动但临阵撤火的NMA现在再次搁置,NSA更是遥遥无期。波音777X悄悄地推出,但销路不看好。只有波音787还继续热销。在另一头,相对于“免费”的A220,波音花42亿美元买入巴西航空的80%股份,而后者的E2系列碾压庞巴迪CRJ有余,但挑战A220就是鸟枪对炮了。在军机方面,KC-46的问题还是如影随形,好在还有P-8反潜机热销。

 

空客是欧洲工业和科技整合最成功的例子。“空客奠基三剑客”之一的菲利克斯·克拉希特是这样描述空客的:“在图卢兹,来自英国的螺栓正在被来自法国的扳手拧入来自德国的螺帽中。”这件事情的发生本身就是欧洲历史上的奇迹。商飞要成为中国历史上的奇迹,但商飞不能把奇迹寄托在政府支持和市场保护上,必须大胆创新,勇于开拓。这不仅指技术上,也包括生产组织,如何把全国的航空工业都融合进来,是商飞必须考虑的大问题。如果万里长征的老红军只想着保本,那就没有开辟敌后抗日根据地、挺进东北、三大战役和打过长江了。延安必须保卫,但我们的目标是星辰大海。

 

内容来源:观察者网

责任编辑:红星
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