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帖子主题:张仲麟:商飞被制裁的当下,我们的航空制造业还有哪些课要补?

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张仲麟:商飞被制裁的当下,我们的航空制造业还有哪些课要补?

1月15日,在距离本届美国政府执政时间不足一周的时候,美国政府又宣布了新一批对中国企业的制裁,而原因是“与军方有关联”。在这一批新的制裁名单中就有小米、中国商飞以及飞机数量只有三架的大新华航空,让人颇为哭笑不得。 根据美国政府的新禁令,要求美国投资者不得投资这些企业,现有投资者要在2021年11月11日之前完全脱出名单上所列企业的股份。更可笑的是,中国商飞没有任何美国投资者。如果只是禁止美国资本进行投资或持有中国商飞股份(商飞甚至不是个上市公司),那对商飞的影响基本为零。

而真正能对商飞造成打压的则是作为“MEU”(军方最终用户)时,一切与商飞有关的出口、再出口和国内转移,都需要美国商务部批准。

早在去年12月,路透社就得到内部爆料,称美国政府要扩大禁令名单,将58家中国企业列入黑名单之中,其中就包括商飞。而现在颁布的禁令则是“第二个靴子终于落地了”。暂且不说这一“制裁”落地要十个月以后,这种给下一任美国政府“挖坑”味道十足的政策在拜登政府上台后能持续多久也是个问题。然而在中美关系日益紧张的当下,我们不得不以底线思维来考虑如果该禁令持续甚至进一步加强,对正在茁壮成长的中国航空业会有多大的影响。

目前中国航空业进行中的民航机项目主要是商飞的C919、ARJ21以及中航工业西飞的新舟700支线客机。ARJ21已经开始交付客户并且投入了商业运行,新舟700目前尚未首飞,而关注度最高的莫过于对标波音B737和空客A320的C919客机了。作为采用国际主流客机研发方式的C919,其机上很多子系统采用国际成熟产品并由商飞进行集成。而美国作为航空业强国,在C919上也有着大量的美国系统与部件。

张仲麟:商飞被制裁的当下,我们的航空制造业还有哪些课要补?
C919各系统供应商示意图 来源:金融时报
C919所采用的大量国外部件或子系统,一部分是国外供应商有着成熟的通过适航认证的货架产品,可以大量减少研发中所遭遇的问题并且性能相较国内同类产品有着一定的性能优势。而另一部分是一些顶端技术。国内的这些技术依然是空白或与国外产品有着相当的差距。最为典型的莫过于发动机。

目前世界民航机主流使用的发动机均为欧美公司所生产,如:CFM国际、通用电气、普惠等。C919使用的也是CFM国际的leap1c发动机,与波音737MAX和空客A320NEO属于同一系列。使用leap1C发动机的原因有很多:成熟可靠、性能强大。其优越的节油性能使得C919的经济性数据理论上可以和另两家的竞品一较高下。

中航发在研制中的长江1000发动机也是给C919进行配套的,但长江1000的进度一直是个谜。自从2018年5月中航发官方宣布长江1000点火成功后,它下一次出现在公众视野是2021年1月2日的新闻联播宣布发动机叶片将装机测试。从发动机的研发规律来看,即将进行叶片装机测试的长江1000距离成熟还有很长一段路要走,对2025年投入使用这一目标,笔者表示谨慎乐观。

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长江1000的发动机叶片将进行装机测试
当然,2021年的中国并不是1981年的中国,而C919也不是运十。除了长江1000这个“期货备胎”之外,C919的发动机还有“备胎的备胎”。涡扇20发动机作为未来我军空中大型平台的主要动力,已经在运-20平台上四发装机进行测试飞行。虽说涡扇20发动机并非计划给C919所使用,且主要装机对象是军用大型空中平台,但若长江1000发动机进度迟于预期的话,那么在最坏的情况下涡扇20也是可选项之一。

从目前获得的消息来看,涡扇20发动机性能指标接近CFM56-7系列发动机,也即目前波音737NG(第三代波音737)主要使用的发动机。其推力推测与目前运-20所使用的D30KP2接近,也即在118KN左右(与CFM546-7B26的117KN相当),但涵道比的增加使得燃油效率较D30KP2有一定的提升。而C919所使用的的LEAP1C发动机推力则是125KN左右,较涡扇20推测的推力稍大。但需要注意的是,涡扇20有着推力提升的空间,而CFM56系列也有着大推力的型号,如CFM56-5B1的推力就达到了130KN,所以有充分的理由认为涡扇20在进一步的改进后能达到这一推力指标,满足C919对发动机推力的需求。

必须承认的是,涡扇20虽然理论上能满足C919的需求,但涡扇20的可靠性、维护性以及经济性与leap1c发动机必然会存在着一定的差距。不过,在极端情况下这些问题显然是次要的——如果要饿死了,那么有窝窝头吃就不错了,别想着汉堡。或者换个说法,对C919来说涡扇20是最后选择,是面对极端情况时的“兜底”。

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装着四台涡扇20进行飞行测试的运-20
如果说通用电气/CFM的发动机还有着长江1000作为国产替代,那么在综合航电集成这一块我们与美国的差距并不比发动机小——甚至可能更大。以新舟700和商飞C919的航电集成承包商罗克韦尔·柯林斯为例,其担当的角色是航电系统的总承包,提供飞机航电系统的整体设计方案和解决方案。光是柯林斯一家就能给出全套解决方案,包括航姿、近地警告、导航计算机等等一系列全套综合航电系统。而国内缺乏柯林斯这样一个提供全套解决方案的角色,是由主机所牵头进行集成,各个院所提供产品——如航姿、近地等。

暂且不说国内各个院所的航电产品性能如何,光是对不同院所、不同供应商的产品进行集成的工作量就很可怕。以运-20的研发为例,其综合航电系统是由603所牵头,协调多家院所供应商进行集成的。若要搞别的项目,则是由别的单位牵头重新来进行集成。缺乏一个类似柯林斯的专业航电集成的企业进行整合,就会处于一个各自为战的局面,一个项目的经验很难继承并应用到另一个项目上。如果要摆脱综合航电解决方案上的不利局面,需要类似此前整合国内发动机院所成立中航发那样,将国内搞航电的院所整合成一个“中航电”是解决这一问题的有效方案。

而除了缺少“中航电”之外,航电领域的架构与基础研究上也与美国有着相当的差距。柯林斯通过大量的实践应用与实验获得了成熟可靠的航电架构,并且在成本与性能上达到了最佳的平衡点。以失速警告为例,飞机上要装三个警告器,每个可靠性达到十万分之一(举例)可以确保整套系统的可靠性达到适航要求。那为什么是十万分之一,而不是百万分之一,一亿分之一?更高的可靠性自然也能满足要求,但随之而来的则是成本的指数级上升,而对总体安全性的提升则面临极大的边际效用。

确定一个指标需要从源头理论、设计分析、实验验证一整套来支撑,而放大到飞机的整套航电系统,并将其整合起来的话工作量会是个天文数字——尤其考虑到商业应用,需要压线达到适航标准以最大程度降低成本——换言之,不仅仅要知其然还要知其所以然,达到某个指标不难,搞明白为什么是这个指标则要下更大的功夫了,不然就是“修改原始设计要慎之又慎”。而这些则是通过大量的实验与模拟才能获得的宝贵经验,是需要投入大量人力物力进行基础研究的。

张仲麟:商飞被制裁的当下,我们的航空制造业还有哪些课要补?
张仲麟:商飞被制裁的当下,我们的航空制造业还有哪些课要补?
柯林斯的物理拟真实验室
特朗普政府此次搞出的包括商飞在内的新制裁名单注定是一场政治闹剧,只是用来恶心下一任政府,而拜登政府上台后也非常可能会“肃清特朗普余毒”,把这些堪称胡闹的政策全面取消。同时,由于C919项目中与美国供应商高度的利益绑定使得如通用电气、CFM国际、柯林斯之类主要供应商也会就解除禁令进行游说,这一制裁清单的灰飞烟灭是可以预期的。

虽然如此,过去四年美国社会的整体右转以及对华越来越强的敌意(尤其对华为的打压),使得我们不能将未来的希望寄托在大洋彼岸的“善意”上。哪怕拜登政府上台后扭转此前对华政策、“释放善意”,我们依然不能忽视打压中国是美国朝野的共识。哪怕美国恢复供应了,在与美国打交道之余,建立起备用的非美供应链、国产替代供应链是必不可少的。而要建立起足够替代美国的供应链,我们还有很多课要补。

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      2021/1/18 11:37:59

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      好啊这可不是在搞什么"制 裁"分明是在为中国铁路再次获得飞越性大发展提供实实在在的机遇嘛。

      川建国彭培鳌真是坚守岗位战斗到最后一秒钟的好同志党和人民会记住你们的业绩啊!

      2021-0119 07:15记录 留存 发送

      2021/1/19 7:16:25

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