海阔凭鱼跃 沈海军的航空与纳米 ...分享 http://blog.sciencenet.cn/u/沈海军 同济大学 教授Email:SHJ@tongji.edu.cn /SHJ@nuaa.edu.cn 版权所有

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“卡脖子”困境下,国产大飞机如何打破欧美垄断有何技术优势

已有 1021 次阅读 2022-8-6 12:10 |系统分类:生活其它

2022-08-03,接受南方都市报采访,就C919通过适航审定发表看法。全文如下:

乘坐国产大飞机在空中飞行的愿景越来越明晰生动。8月1日,中国商飞透露C919完成取证试飞。

国人什么时候可以乘坐国产大飞机?C919目前的国产化率是多少?与空客、波音同类机型相比有何技术优势和特点?南都记者专访了同济大学航空与力学学院教授、飞行器工程研究所所长,教育部教学指导委员会(航空专业)委员沈海军。

他表示,目前C919已完成了中国民航总局的适航试飞审查认证工作,不久将会获得局方颁发的航空器适航证。“现在是8月初,本年度还剩余有近5个月。在这5个月里,按照进度,C919有充足的时间交付首家国内用户,也就是说,我们的普通老百姓最快在年内便可乘坐上我们自己国产的大客飞机。”

沈海军强调,中国C919大客飞机的出现,给民航市场提供了一款物美价廉的全新机型,将打破空客和波音的垄断。同时,C919飞机的研制标志着中国航空产业和大飞机事业的起飞。国内方面,已经形成了由22个省市、200多家企业、近20万人参与的民用飞机产业链。

同济大学航空与力学学院教授、飞行器工程研究所所长,教育部教学指导委员会(航空专业)委员沈海军。受访者供图。

C919给民航市场提供了一款物美价廉的全新机型

将打破欧洲空客和美国波音的垄断

南都:大型民用飞机“出世”的时间是上个世纪50年代后期,到今天也才过去了60多年。请介绍一下大型民用飞机发展至今,达到了什么程度,在核心技术上有什么样的迭代升级?之后还有什么空间和方向是可以继续努力的?

沈海军:经过60多年的发展历程,大型民用飞机领域已从英、法、美、苏多强竞争发展为欧洲空客和美国波音两巨头全球垄断的局面。目前,关于民用大飞机的诸多核心技术牢牢地掌握在欧美等国家的手中,他们处于产业链的上游,把中国抛在了身后。

近年来,随着增材制造、新型复合材料与一体化制造、新一代钛合金与铝合金、绿色能源与氢/电等新能源等技术的不断进步,大飞机的核心技术不断迭代升级,民航客机向着更安全、更经济、更舒适、更环保的方向不断发展。

南都:与空客和波音这两家老牌航空巨头相比,C919如何成为有竞争力的商用大飞机?在技术上有什么优势?如何做到又便宜又好用?

沈海军:若从首飞时间来看,C919要比竞争对手A320飞机和B737飞机晚30-50年。借助后发优势,在政府的大力支持下,中国航空人艰苦奋斗,上下一心,历经十余载,终于打造出可以与空客和波音主流机型相媲美的C919大客飞机。

和同类的A320NEO和B737MAX相比较,C919客舱更加宽敞,加上先进的环控、照明设计,更大的观察窗,可提供旅客更好的舒适性;C919采用电液动作系统使其在动力资源上具备更大的灵活性,增加了冗余性,提高了安全性能;借鉴波音737和空客320飞机,对机身外形进行了优化设计,减少了气动阻力和油耗,增加了经济性;相比于A320NEO和B737MAX的6块玻璃,C919挡风玻璃只有4块,机头气动阻力更小,飞行员视野更加开阔。

大型民用飞机本身就是暴利行业,中国C919大客飞机的出现,给民航市场提供了一款物美价廉的全新机型,将打破空客和波音的垄断,同他们展开市场竞争,挤压后者的利润空间。

南都:东航披露的C919目录单价是0.99亿美元。您估计商飞的利润率有多少?国家是否有相关的补贴扶持政策?

沈海军:很久之前,曾有专家估计,“C919的单价约为6000万美元一架,约为同类A320NEO报价的一多半”。因此,以目前0.99亿美元的售价,我认为每架飞机的利润至少应为售价的一半。当然,目录价格属于厂家报价,就像我们在自由市场买衣服,讨价还价后的最终交易价格,肯定要低于报价。至于打几折,属于航司的商业秘密。

C919是我国首款自主成功研制的大客飞机,成果来之不易。在当前的中美博弈与国际经济下行的背景下,C919未来的商业化道路注定不会一帆风顺。不过相信在国家补贴等信贷政策的扶持下,在各大航司与中航工业的支持下,C919必定会披荆斩棘,杀出重围,最终在世界民航市场上创出一番天地。

在2020南昌飞行大会上,国产大飞机C919亮相南昌瑶湖机场并进行飞行表演,这也是C919首次在航展上进行飞行表演。新华社发

存在被“卡脖子”风险,须加快国产替代产品的研发

南都:C919目前的国产化率是多少?核心零部件方面,是否存在提高国产化率的需求?

沈海军:关于C919飞机的国产化率,官方的数据是60%。尽管如此,从零部件供应商来看,大部分核心部件均来自欧美国家,特别是目前C919使用的LEAP-X1C型涡扇发动机,由美国与法国联合研制。在当下中美贸易战、科技战如火如荼的背景下,中国的C919存在随时被“卡脖子”的风险,因此,必须加快国产替代产品的研发,提高国产率的步伐。

南都:大型民用飞机的发动机,研制难度体现在哪些方面?

沈海军:大型民用飞机一般采用大推力大涵道比的涡扇发动机。这种发动机类型的技术关键与难点主要在于压气风扇和核心机,特别是核心机中的动力涡轮,即涡轮盘和涡轮叶片。动力涡轮工作时,转速可达每分钟数万转甚至十几万转,工作的温度可达1300°C,甚至1400°C。高转速、高应力、高温的恶劣工作环境,直接挑战材料的性能极限,对原材料冶金技术、部件加工制造、工艺装配、发动机的设计等要求极为严苛,差一丝一毫都会直接影响到发动机的寿命、性能与可靠性。

C919国产大型客机试飞。 新华社发

技术层面上的障碍已经完全清除

最快可在年内乘坐C919

南都:中国商飞副总经理、总会计师吴永良今年初透露,C919项目预计将于2022年完成交付。结合目前的进度,您觉得C919年内完成交付可能性大吗?如期交付的话,意味着我们年内就可以乘坐C919了吗?

沈海军:目前C919大客飞机已完成了中国民航总局的适航试飞审查认证工作,不久将会获得局方颁发的航空器适航证。现在是8月初,本年度还剩余有近5个月。在这5个月里,按照进度,C919有充足的时间交付首家国内用户,也就是说,我们的普通老百姓最快在年内便可乘坐上我们自己国产的大客飞机。

南都:完成取证试飞,到C919实现商业化还有多远?还需要完成什么样的程序?

沈海军:C919完成取证试飞,意味着技术层面上的障碍已经完全清除。前期中国商飞已取得了800余架C919的客户订单,C919要投入商业化运营,目前只需按部就班,完成如下的流程和手续即可:

首先是中国商飞整理C919试飞数据和文档,总结材料,上报中国民航总局,接受局方适航领域专家评审,评审通过后获得适航证。然后中国商飞公司按照前期订单协议交付给首家启动用户(即航空公司)。最后,启动用户接收飞机,将飞机编入机队序列,并安排相应的航班。

南都:怎么理解大型民用飞机的适航审定?为什么如此重要?

沈海军:民用飞机要取得商业上的成功,必须要做到安全、经济、舒适。尤其是安全性,事关人民群众的生命财产安全,容不得半点马虎。因此,任何民用飞机投入市场前,都必须按照适航条例接受民航主管部门严苛的适航审查审定,以确保“适合航行”。总之,适航是用于表征航空器及其相关产品安全性的重要品质。适航审定是政府相关部门在民用航空产品投入市场前对其安全性进行评估的若干监督检查工作的总称。适航是安全的体现,没有适航,就意味着安全没有保障,民航业也就无法正常运行。

2022年5月14日6时52分,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。新华社发

商飞探索自主创新发展新路径

上海航空产业集群辐射周边地区乃至全国

南都:C919可以如何反哺航空航天产学研?

沈海军:C919飞机的研制,不只是研制一架飞机、研制一个型号那么简单,而是标志着中国航空产业和大飞机事业的起飞。中国商飞在C919项目启动之初,就建立了较为完善的“主制造商—供应商”模式,最大限度聚集国内外资源打造中国民机品牌,并带动形成了以中国商飞为主体、市场为导向、产学研结合的民机研发体系。国内方面,已经形成了由22个省市、200多家企业、近20万人参与的民用飞机产业链。在C919的研制过程中,有近40家高校的数百位师生参加,承担了大客飞机中诸多攻关课题,解决了诸如3D增材制造、轻量化发动机风扇叶片等一系列技术难题。

C919飞机对我国经济结构调整、转型升级、自主创新能力提升具有重要意义,推动了我国高端制造业的整体发展。通过C919的研发,中国商飞不但探索出一条自主创新的航空产业发展新路径,还以此为契机,全力打造出了一个日渐成熟的航空产业发展集群,为未来我国航空产业迈入国际先进水平奠定了坚实的基础。

南都:C919的生产商中国商飞就在上海,东航也将成为首家运营C919的航司,并打算以浦东机场为主要基地。总的来说,C919身上的上海味道比较浓重。那么为什么和上海关系如此密切?上海在航空航天方面有什么产业集群的优势吗?

沈海军:上海与我国民用飞机的发展具有悠久的历史渊源。早在上世纪70年代,上海就被国家列为民用飞机的研发中心。上世纪70-80年代研发的首款国产大飞机运-10,与美国麦道公司合作生产的MD-82、MD-90等皆出自中国商飞公司的前身——上海飞机制造厂。本世纪初,国家制定了首批16个中长期重大发展计划,大客飞机名列其中。凭借雄厚的资金,优越的地理位置,加上历史上有民用大飞机研发的经验,中国商飞当仁不让,成为C919大客飞机的主研单位。

目前,中国商飞总装制造中心浦东基地已经建成,其下属的负责当地C919试飞的商用飞机试飞中心也位于浦东。2020年10月,上海市航空航天产业特色园区授牌暨“大飞机园”项目启动仪式在中国商飞浦东总装基地举行。当天授牌的还有北斗西虹桥基地、华东无人机基地等上海本地的航空企事业单位。

至于中国东方航空公司,它的总部的注册地为上海浦东国际机场机场大道66号,前身可追溯到1957年原民航上海管理处第一飞行中队。目前东方航空公司已经成立了子公司——“一二三航空公司”,主营ARJ21、C919等国产飞机,并有望成为首家运营C919的航司。

中国商飞、中国航发、浦东机场、东航公司……依靠这些航空业主体,上海的航空产业集群已经蔚然形成,正辐射周边地区乃至全国。




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