「德培论趋势」工业之花
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各位观众,这里是德培论趋势,上回说到中国C919首飞成功。但早在1980年,100座以上的国产运-10飞机就已经试飞成功。中国研制大飞机的38年之路上究竟有什么曲折的故事?
有网民提到,根据当年的报道,运-10飞机100%的自主,今天C919国产化率仅有50%,凭什么说完全自主?C919首飞成功对一个国家的产业意味着什么,对中国大飞机未来市场格局又意味着什么?
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50%国产化率,还算自主研制吗?
为何使用国外发动机?
全球几乎没有一架飞机是完全在一家工厂里生产出来的,飞机制造行业已经走上了全球化的道路。C919的自主表现在控制最为关键的核心部分,包括总体项目管理、气动与机体设计制造、系统集成等等最有决定性地位、最有技术与商业价值的环节。
补课时间
C919在自主创新方面有以下突破:
1、总体设计方案自主,没有任何外国企业涉足;
2、气动设计自己完成,并自行组织计算机模拟与风洞试验;
3、C919的机体从设计到计算,从试验到制造完全自主完成;
4、来自世界16个跨国企业的各种系统的集成,由中方自主实现;
5、打造了中国自己特色的综合管理体系与团队。
目前C919整体国产化率为50%,其中发动机是由美法合资公司CFM公司提供的。至于为什么发动机要由外资企业供应,一来,为了确保C919的市场,于是采用最先进的发动机,至少在技术配置层面让乘客放心,取得他们的信任;二来,为了适航证。若我们想成就航空领域ABC(Airbus、Boeing、COMAC)三巨头的格局,若想要在全球市场上投放国产大飞机,就需要得到欧洲航空安全局(EASA)和美国航空管理局 (FAA)的适航证。而为了拿到欧美的适航证,就要把各方利益掺合在一起。上一期提到波音737完工和交付中心在浙江舟山朱家尖航空产业园正式开工,其中的完工中心就是波音公司与中国商飞公司合资的。在这个过程中,你中有我、我中有你。
另一方面,我们为研制中国国产航空发动机,专门成立了中国航空发动机集团有限公司,争取在2020年大飞机发动机可实现国产化替代,这也要求届时国产发动机的经济性、安全性、寿命等指标达到国际先进水平。
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C929在路上
C919从设计研发、总装上线到实现首飞,中国商飞集团用了9年的时间。
与此同时,未来机型的研制已经提上日程。其中就包括C929、C939、C949乃至未来的超前研制。目前商飞公司正在和俄罗斯联合设计和制造下一代“远程宽体客机”,将由俄罗斯研发、在中国生产,在商飞内部则称之为“C929”。
按计划,C929将在7年后完成首飞。在这7年过程中,我国的航空发动机国产化技术也将不断发展。商飞强调会于2020年换装国产发动机。
商飞公司提到,假以时日自主的比重会越来越大;到了一定程度,自主的比重又会减小。意思是,商飞会紧紧抓住研发制造的关键核心,并利用全球供应链,把具体细节放在其它国家和地区生产,实现现代意义上的国产化。
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运-10的教训
1980年9月,运-10就已首飞上天,使中国一举成为继美、苏、英、法之后,第5个研制出100吨级大型客机的国家。当时国家先后从各地调集了300多名航空技术人员,前往上海研制运-10,涉及21个省、市、自治区的262个单位,其规模之大、范围之广、要求之高,实为罕见。但最后,运-10项目被搁浅。
事后分析下来,主要原因在于彼时刚刚改革开放,整个工业基础相当薄弱。
材料
加工
当时中国缺乏机体龙骨所用的5万吨级以上的巨型水压机,没有高强度的爆破焊接技术,复合材料的生产加 工不过关,也缺乏适用的导航和雷达系统。面对这些情况,只能采取因陋就简的办法解决。这样做的结果,不但使“运-10”空重大幅度超标,还使整个飞机的结构强度降低,隐患重重。
此外在其他航材方面也缺乏大型飞机适用的航材,只有选择当时现成的军用飞机航材代用。“运-10”飞机的自动控制系统和自动检测系统等设备到项目停止也没有能定型生产。
装配
工艺
此外,运-10零批次的第一架飞机用于静力破坏试验,为保证静力试验成功,数据准确,从1976年10 月起,对这架静力试验飞机的质量进行全面复查,共查出各种故障1650余条。其中有铆接质量问题,小钉代大钉、钉插上未铆以及漏铆等;重要受力部位强迫装配;部件之间不协调等。经采取补救措施,共排除各种故障1386条。
另外,当时中国的工业体系,也正处在现代化发展的前夜。中国的工业,是在上世纪80年代中期,开始从日本引进彩电生产线,然后又引进了德国大众汽车的生产线以后,才开始逐步理解现代工艺流程管理、全面质量管理的意义,走上规范发展的道路。而这一切在当时,都是不可想象的事情。
航空工业是一个国家工业体系发达程度的顶级体现。当时的中国还没有可复制、可推广、可连续的流水线生产,没有制造现代旅客运输飞机的能力。
在我看来,我们也不要对当年种种太过苛责。但是一定要从中吸取教训,其中一条即是不能中断研发、解散研究队伍。研制运-10的这支队伍到最后连工资都发不出来,甚至全厂大部分人为了生计不得不停下手中的研究项目,去生产煤球炉子和一些民用产品来维持基本的生活。在一段时间中,中国大飞机项目的研制进程也因此停滞。
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空客和波音的博弈
陨落的A380
任何商场上都离不开谋略,任何伟大的事业都有坎坷,A380就是一个很有意思的例子。
一般地,我们把商用飞机划分为100座以下的支线飞机和100座以上的干线飞机。干线飞机里面又分单通道、双通道,双通道大约在250座以上。再往上,现在有空客A380。
十几年前,世界上两家最大的飞机制造商波音和空客都对航空业的发展方向进行了预测,它们都认为随着人口数量和经济的增长,中产阶级会不断壮大,以及飞机制造效率的提升带来的成本下降,航空需求会持续增长,但是基于这些乐观的判断,它们却得出了完全不同的结论:
波音认为,客流将会从主要的航空枢纽分流到二三线机场。所以它开始建造一种体积更小、燃油经济性更高的远程客机,这就是后来的梦幻客机——波音787。
空客认为国际主要航空枢纽之间的客流量会上升。这导致的结果是,这些机场的跑道会更加拥挤,起降时刻更为有限,空客认为最好的解决方案是依靠A380这种超大飞机一次性将尽可能多的旅客运输至航空枢纽,然后通过中小型飞机进行分流。
总结来说,波音认为航空飞机升级版本应该是更舒适、更经济、更环保、更省油;而空客则认为客运飞机今后侧重容量大、速度快去适应国际主要航道的巨大客流量,也不能说空客完全判断错误。
英法当年联手生产了协和超音速客机。
协和
英法联手在上世纪六十年代研制的协和是一款两倍音速的客机,也是人类历史上首个真正突破音速限制的商用客机。1996年2月7日,协和式飞机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒,创下了客机飞行最快纪录。
协和在工程上是一个里程碑,是英法工程师高超能力的表现,如果现在中国拿来作为军用的战略轰炸机都显得先进。也可见欧洲人在飞机上历来有这样的冲劲。
现在披露了一个花絮:在一场鸡尾酒会上,有一个波音的高管以似醉非醉地冒了一句话,“最近我们正在积极地研发载客量翻一番的大型飞机”。据说正因为这个消息,空客加速了A380的研制。结果这么一来,波音和空客出现两条截然不同的战略路线。
空客为了研发A380投入大约250亿美元的血本。在我看来,A380相对目前所有民航机来讲,它的舒适度、豪华度真的是无与伦比。
当初,空客为A380设定的目标是20年内生产1200架飞机,但从空客的官网显示,目前空客仅交付了193架A380。我前几天乘坐的阿联酋航空算是世界上唯一一家全力拥护A380的航空公司,借助大飞机不断发展全球中转战略,积极拓展国际航线网络,将迪拜建造成国际上最重要的航空枢纽之一。阿联酋航空一共订购了142架A380,但不是所有的航空公司都有如此强大的自信和实力,把赌注都押在这款飞机上。阿联酋航空的商业模式难以复制。在中国,只有南航买了5架,而且直到去年机型才实现盈利。
如此看来,空客A380远远没有实现当初预期的规模效应。一般来说,飞机制造商需要卖出400架新飞机才能实现项目盈亏平衡,目前空客已经交付了193架A380,还有126架没有交付,但离400架还有距离。之前的巨额投资很可能付之东流。250多亿美元的投资不可能收回来了。
而反观美国的波音777,美国的波音787,现在都没有像A380这样追求四、五百人的载客量,基本上往经济性、科学性的那一条道路走。
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未来的飞机
概念、材料、外型
最近我看到许多大大小小飞机的概念,比如空客从飞机制造走向汽车,在今年的日内瓦车展上,发布了会飞的车Pop.Up。
以特斯拉为代表的公司基本上是汽车制造往飞机领域上走。从目前来看,我认为像空客等公司研制的将飞机与汽车功能混合的、迷你型的交通工具或是未来的一种趋势。
材料使用方面,飞机制造也出现大量采用碳纤维、铝锂合金等新材料的趋势。例如,以第三代铝锂合金、复合材料为代表的先进材料首次在国产民机大规模应用,总占比达到飞机结构重量的26.2%。今后在使用材料会越来越先进,我们现在飞机座位前面看屏幕,今后使用全息技术,整个天花板、四周或可能都是屏幕。
最关键的,未来飞机的结构可能会大有不同。比如说空客最近提出了一项创意:一个定制化的客舱模块 Transpose。这是一个拱形的单元,可以根据需要装载在飞机上,作为餐厅、咖啡店,甚至是水疗中心使用,还可以被改造成健身房或儿童游戏区。机舱改造通常需近十年时间,但据称这个系统可以让航司在几小时内就在机场改变他们的客舱配置。 这已经完全颠覆了传统飞机的形状与结构。
此外,未来的客舱将采用例如能量收集技术的能量解决方案。飞机舷窗上的百叶窗有太阳能接收功能,可以收集“多余”的能量,座椅和地板也可以在你休息和睡觉时收集你身体多余的热量,这些收集起来的能量可以为客舱的某些设施提供电力。
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中国发展大飞机的两个原则
再国家化、再市场化
中国在发展大飞机的过程中,还体现了另外两个原则:再国家化和再市场化。
再国家化
一些大型的央企、国企真正把精力集中在为国家战略意志、战略布局做担当。而不是像前几年,不少央企一哄而上,圈地搞房地产。
再市场化
即便是体现国家战略意志,国家有方方面面谋篇布局的特定产品中,也要体现出其吻合世界市场规律的一面。比如主要的飞机制造和供应商之间的联合,并不是说什么东西都由自己生产就是好的。美国的波音除最关键核心控制以外,60%以上的零部件也都转包给其他供应商。
再国家化、再商业化,还涉及到资本。在A股市场上已经有不少飞机制造、军工制造等企业,国家的政策也尽可能为这类公司上市、再融资等提供支持。保守估计,我国大飞机项目的前期直接投资超过2000亿人民币。但是航空领域的投入,特别是航空发动机的投入,仅仅国家投资还远远不够,仅仅上市也远远不够。
在我国金融资本化、资本基金化、基金股权化的背景下,需要通过产业引导基金等,更大范围内地接续资本。
商飞资本
中国商飞拟成立商飞资本投资公司,商飞资本将筹建超百亿规模的大飞机投资基金,用以扶持大飞机产业链发展。
通过这种高度资本的集中,来推动我们科技领域的突破,进一步带动我国整体工业制造的版本升级。
目前C919客机采用的发动机由美法合资公司提供,一旦有迹象显示中国将C919用于军用,这家公司就完全有理由按照“巴统”规定对华禁运发动机,届时将造成C919的大幅交付延迟,这对一款民用飞机而言将是致命的。
由此可见,如果我们大飞机不突破的话,这个代际不是一代,是两代甚至两代半。民用的飞机上天,对一个国家,无论是基础的老百姓旅游消费,还是我们基础的工业经济、高精尖的制造,甚至国防,其意义无论怎么说都不为过。我从中长期角度讲,真正的价值投资建立在一个国家的产业发展的版本升级基础之上。
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