晨枫：中国商飞启动C929，再接才能再厉
【文/ 观察者网专栏作者 晨枫】
C919在5月5日首飞刚刚成功，C929就箭在弦上，“嗖”地一声发出去了。5月22日，中国商飞与俄罗斯联合航空制造集团（简称UAC）在上海正式成立中俄国际商用飞机有限责任公司（简称CRAIC），正式启动新一代远程宽体飞机（简称LRWBCA）项目，在中国称为C929。
C919首飞，图片来源：中国商飞
CRAIC按照双方对等的原则运作，首任董事长为UAC副总裁、苏霍伊民用飞机公司总裁乌拉基斯拉夫·马萨诺夫；总经理为商飞总经理助理、宽体客机项目总经理郭博智。董事会8人中，4名中方人员为：商飞副总经理史坚忠，担任副董事长；公司发展规划部副部长章引平，担任董事；郭博智担任董事和总经理；公司发展规划部项目办公室副主任、商飞宽体项目部部长王荇卫担任董事。4名俄方人员中，已知来自UAC的马克西姆·利特维诺夫任副总经理。另还设有2名监事，一名来自中方，一名来自俄方。其中，中方监事李明还担任商飞职工监事。
在民航界，宽体是指双通道。与此相对，单通道的C919就是窄体飞机。尽管有例外，宽体通常用于中远程，窄体通常用于中近程。C929基本型的定位是280座、12000公里航空，与波音787十分接近。当然，与C919的航程为中国市场量身订造相似，C929的12000公里航程刚好是上海到纽约的飞行距离，也有很强的量身订造的意思。C919对准波音737的定位，C929对准波音787的定位，商飞的型号谱系简直是精确瞄准波音来制定的，这不是偶然的。波音对机型的定位是经过长期仔细研究而确定的，有大量的数据支持。最优的就是最优的，商飞得出同样的结论不奇怪。业界有错位竞争的做法，那是打擦边球，在产品定位上让开主流，避免与强硬对手直接竞争。但这是甘居第二梯队的做法，要打进第一梯队，只有正面竞争，没有捷径。
中俄合作宽体机项目发布会，图片来源：观察者网
新一代远程宽体飞机的合作研制协议在习近平与普京的见证下于2016年6月25日在北京签字。项目将在近期转入初步设计阶段，计划在2018年底之前完成详细设计，未来将根据市场需要，进一步研发230座的缩短型和320座的加长型。近期将开始对系统和设备供应商展开问询，总装将在上海完成，预计7年内首飞，2027年开始交付使用。这是比C919更快的速度。C919在2008年启动，用了11年达到首飞。如果按照商飞所说在2022-25年间交付使用的话，那就用了14-17年。C919的研发时间是比较长的，但这是成长的代价，C929如果能如期完成，证明学费交到地方了。
按照CRAIC总经理郭博智的说法，未来20年里，全球双通道客机的需求量大约在8279架，中国市场对250座以上的需求将在1020架左右，还有俄罗斯和其他国家的需求。C929不可能把这些需求统统吃下来。如果还是以500架为盈亏相抵的分界点，确保盈利还是做得到的。如果大飞机的盈亏点低于500架，那盈利就更有保证了。
中俄的有关合作早在2012年就开始了，商飞和UAC在2014年5月签订备忘录，合作研制宽体远程飞机进入了快车道。计划由UAC设计和制造复材机翼，商飞设计与制造复材与金属混合结构的机体与尾翼，并负责最后总装。机翼是核心技术，这是飞机产生升力的部分，高效、低阻、坚固、耐用的机翼是客机设计的关键技术。复材比铝合金更轻、更坚固，复材机翼是新一代客机的典型技术，波音787、空客A350、庞巴迪尔CS100/300、俄罗斯MC-21都采用了复材机翼。
UAC属下的伊尔库特飞机公司（主要包括伊尔库茨克飞机厂和雅克福列夫设计局）的MC-21比C919略大，由UAC属下的雅克福列夫设计局设计，是210座级的单通道客机，采用两台普拉特-惠特尼PW1400G齿轮驱动涡扇，未来可能改用俄罗斯航发PD-14涡扇（型号认证计划在2018年获得），最终可能采用PD-14的齿轮驱动改型PD-18R。MC-21的设计在2008年完成，预期在2016年投入使用，但计划几经推迟，现在推迟到2020年投入使用。2016年6月，1号机在伊尔库茨克下线，目前首飞尚未进行，但计划在2018年取得俄罗斯的型号认证，2019年取得欧盟EASA的型号认证。
俄罗斯MC-21客机
MC-21采用复材机翼（包括中央翼盒）和平尾、垂尾。UAC的复材技术比较特别。一般复材结构采用热压罐固化技术，需要预先将复材织物在树脂中浸渍，然后经过升温、加压、保温、降温和卸压过程达到构件固化，构件尺寸受到热压罐尺寸的限制，加工时间长，工艺要求严格，制造成本高，但技术成熟，质量有保证。MC-21采用的是树脂转移工艺，在闭合模具中放置的复材织物不需预先浸渍，树脂注射进入模腔时，真空系统把模腔内的空气抽吸出来，确保树脂流动流畅和彻底浸润，然后加热固化。树脂转移工艺不需要昂贵的热压罐设备，构件尺寸限制小，便于整体成型，而且表面光洁，制造工艺简单、时间短，成本较低。这样的复材工艺在轻型飞机上早有使用，但在大型飞机上还是首次使用。应该指出的是，波音787的机翼采用传统的热压罐工艺，庞巴迪尔CS100/300用的也是树脂转移工艺，但是加压法，而不是真空法。UAC的真空法也不是俄罗斯自己发明的，而是从奥地利FACC引进的技术，富有轻型运动飞机制造经验的奥地利钻石飞机公司也参与帮助UAC的复材机翼制造。
复材使得雅克福列夫得以设计大展弦比机翼。像滑翔机一样细长的大展弦比机翼的升阻比更高，这不是秘密，秘密在于如何在细长、轻巧的同时做到坚固、刚硬，这只有复材才能做到。有意思的是，FACC的东家是中航工业，C919在设计初期有意采用FACC工艺的复材机翼，本将先于MC-21，但商飞为了降低技术风险，选择了保守路线，还是采用金属机翼和中央翼盒，以后可能改用复材，以降低重量，进一步提高经济性。MC-21的复材机翼在2017年2月的第一次极限应力测试中失败，中央翼盒在复材蒙皮与钛质桁梁的结合处发生裂缝，需要重新设计补强，将增重25公斤，看来不是大问题。这倒不是前所未有的，空客A380在研发的时候也有过同样的问题。
据报道，商飞最初把C929定位于7400公里航程级，这是与空客A300相当的宽体中短程飞机，除了载客量比C919大大增加外，航程实际上没有增加多少，主要还是用于国内和地区航线。UAC则主张12000公里的远程飞机。C929最后采纳了UAC的主张。事实上，UAC力图主导合作项目，主张主要设计和关键制造都在俄罗斯进行，中国主要负责总装和销售，这还是因为中国是主要市场。
波音787使用的GEnx发动机，图片来源：GE官网
发动机的选择还没有确定。首飞和最初生产型的发动机还会来自西方，通用电气正在积极推销，商飞也瞩意长期合作伙伴通用电气，估计是波音787使用的GEnx。但UAC更加瞩意空客A330-900使用的罗尔斯-罗伊斯Trent 7000。据报道将在9月发布问询。长期来说，俄罗斯正在研发PD-35，计划在2030年可供使用；中航发动机正在研发的CJ-2000也有机会。与飞机相似，俄罗斯在发动机方面有更多的经验，俄罗斯也提议过联合研发，但不清楚进展情况。
但商飞紧紧抓住设计和制造主导权不放，新飞机是C929而不是图波列夫或者伊柳辛，市场主要在中国，出资也主要是中国。果然，抓住实权 的合资公司总经理郭博智来自商飞，他将领导C929的研发，而俄方的董事长只负“领导责任”。合资公司总部设在上海，原定设在莫斯科的工程设计总部现在也设在上海，当然，莫斯科还是有一个100人的工程中心，设计人员将在两地分工合作。
俄罗斯对这样的安排未必满意。总体设计必然要涉及各部分的具体设计和整合，俄罗斯或许会认为对商飞敞开复材机翼设计和其他技术吃亏了，如果发动机要联合研制，俄罗斯需要分享的技术更多。在制造方面，中国也过多受益，毕竟在制造上，俄罗斯的工作份额只有机翼（可能还有尾翼），而商飞不仅制造机身，还负责具有更高可见度的总装，商飞的工作份额显然更多。事实上，C929作为型号名称都是有争议的，C929本来就在商飞的产品系列内，合作是原计划的延续，飞机最终也将在商飞的生产线下线，用C929顺理成章。但这是商飞的型号，显得合资以商飞为主，或者UAC是为商飞打工的，UAC并不乐见，但现在还是暂定以C929作为型号名称。合资公司挂牌推迟了至少6个月，部分原因就是双方对于“对等”的分歧。
伊尔-96
UAC对于宽体远程飞机有具体的设想。UAC一直打算把90年代设计的伊尔-96现代化，以加长版货机伊尔-96-400T为基础，座位数从300座增加到390座，最快可以在2019年首飞。另外还打算研发双发版，采用PD-35涡扇，设计从2016年已经开始了。这对UAC是短平快的做法，可以最快速度、最低风险推出翻新的设计，适合俄罗斯的市场，维持俄罗斯的技术和制造主导。但这样的设计是不能符合商飞的需要的，而且是接近波音777而不是波音787的定位，完全不是C929的定位。伊尔-96的基本技术是30年前的，还是标准较低的苏联技术，远远达不到商飞的要求，如果UAC试图强推伊尔-96方案作为C929的基础，几乎可以肯定要导致合作将要破裂。UAC的MC-21研发经历也不足以使人们巩固信心。
商飞在与UAC合作之前已经对C929有很具体的设想了。C919的研发过程不仅使商飞熟悉现代民航客机的市场定位与具体的设计、测试、制造方法，也使商飞走过一遍在现代最新适航规范设计指导下研发、定型民航客机的过程。
商飞也未必认为俄罗斯过去的经验对现在有太了不起的指导意义，俄罗斯最近的大型客机设计都是在苏联时代后期，伊尔-96在1988年首飞，图-204在1989年首飞，材料技术、适航性标准、舒适性、气动设计都远远落后于时代。而且30年的空缺必然导致经验的流失，当年年富力强的骨干现在不是退休了，就是手生了。经验更多地存在于人才队伍，而不是技术文件。恶魔总是在细节之中，没有任何技术文件可能记录下所有的细节，最详细的技术文件依然要靠知情人才能有效解读。
关于俄罗斯的大飞机设计和项目管理水平，MC-21的机翼需要补强，进度落后于计划，安东诺夫帮助商飞设计的ARJ-21的传统的金属机翼在最初的极限应力测试中也失败了。安东诺夫是乌克兰的，但苏联解体后，安东诺夫活得比图波列夫和伊柳辛更滋润，实战经验更多，更贴近当前实际。另外，翼梢小翼在过去20年里新设计或者改型的民航客机上成为标配，但至今还没有任何俄罗斯客机采用，包括新近的苏霍伊SSJ-100和伊尔库特MC-21，而C919已经采用气动效率更高的新一代浅弧形翼尖小翼了。
装有浅弧形翼尖小翼的C919
UAC实际上包含了俄罗斯的整个航空工业，俄罗斯所有飞机设计局统统划入UAC名下，包括米格、苏霍伊、雅克福列夫、图波列夫、伊柳辛、米亚西斯切夫、别里耶夫，还有格罗莫夫飞行研究院，以及乌里扬诺夫、索科尔、喀山、沃罗涅兹、伊尔库茨克、共青团城飞机厂。与印度HAL和乌克兰安东诺夫合资的子公司也在UAC名下。近20年的俄罗斯军用飞机研发也在侧面说明了UAC的真实实力，苏霍伊T-50作为重中之重，设计水平和研发进度都没有了苏联时代的雄风。
中国在制定大客蓝图时，已经规划了单通道的C919和双通道的C929，投资不是问题，市场也不是问题。商飞在商业上不需要俄罗斯市场，在技术上也不是非UAC不可，离开合作，C929依然会进行下去；UAC也对伊尔-96改进型早有规划，UAC在技术上不需要商飞，在商业上也不是非中国市场不可，同样，离开合作，伊尔-96改型也会继续下去。合作是有利的，但双方也是要做出让步的。双方在技术路线、经济对等和利益得失上的分歧有可能在未来发酵，导致合作破裂。事实上，中俄合作的宽体远程飞机项目走到底的可能性或许只有70%。在某种意义上，商飞与UAC的对等合作是中俄两国的政治需要，而不是技术和商业上的必要。这正是问题之所在。
C919才首飞，现在谈成功还为时过早。但C919要是成功，最大的原因在于把商业项目当作商业项目来运作。在宽体远程飞机项目上，商飞希望自成体系，只需要针对性的技术合作，而不是捆绑手脚的对等合作。UAC更希望主导设计与制造，通过中国市场来造血。在苏联解体后，俄罗斯航空工业曾寄望于与西方的合作，但这证明是一厢情愿。当前俄罗斯经济发展依然乏力，借助中国资金是俄罗斯航空工业基础得到维持与发展的最好机会。商飞有市场份额和有保证的政府投资的优势，争取到了较大的工作份额，但作为对等合资，UAC的工作份额需要补足，如何做到，可能对项目的商业性造成影响。
UAC提出，机载系统应该以中国和俄罗斯的厂家为优先，合资公司其次，全引进再次。在中国配套体系尚且不齐全的现在，这实际上就是要多用俄罗斯的机载系统了，这也是俄罗斯补上工作份额最现实的途径。但商飞未必看得上俄罗斯系统，在近期更瞩意合资公司产品和全引进产品，中国或者俄罗斯系统更适合远期选用，毕竟商飞的原则是择优录用、不问出身。如果为了对等的工作份额而放弃这个原则，可能会对C929的竞争力造成不利影响。
合作肯定是最好的选择，但要是合作破裂，商飞就需要接过UAC负责的部分。按照分工，UAC负责机翼、襟翼、发动机吊架、主起落架，商飞负责机身、平尾、垂尾、机头、前起落架和翼根整流罩。按照要求，C929的复材使用应该超过50%，其中大头是复材机翼、平尾和垂尾，机身也是复材与金属混合结构。C929还要求大量采用电驱动技术，减少发动机引流。
波音787的各部件供应商图示
UAC的工作份额显著低于50%。UAC对超临界翼型有经验，MC-21的复材机翼经验当然更是有用的。发动机吊架对阻力有很大作用，乌克兰的安-72从翼上发动机改为翼下吊挂，就是因为吊架与发动机的气动整合不成功，导致阻力很大，最后成为项目失败的原因之一。主起落架是承力最大的部件之一，强度和可靠性要求非常高。但除了复材机翼，商飞在C919的研发过程中对相关技术都已经练过一遍手，更大的C929是工程放大的问题，而不是对基本技术的理解和运用能力问题。西飞也通过运-20获得了大型飞机的机翼设计经验，在必要的时候也可以对商飞提供援手。运-20是运输机，不是客机，但机翼技术其实是两者差别最小的地方。当然，运-20是金属机翼，但UAC的复材机翼的基本技术来自FACC，商飞无疑是可以从FACC的东家中航工业获得有关技术的。商飞并非对复材机翼毫无经验，本来就打算在C919上用复材机翼，最后改主意是为了控制技术风险，不在第一步里迈得太大，也为了避免当时还没有解决的若干细节问题影响总体进度，如雷击在复材结构中的导电途径、复材与金属结构的不同热胀冷缩率等。C929是第二步了，这是适当的迈出这一步的地方。
客机应用电驱动是波音787开始的新技术。传统上，发动机压气机有一股高压引流，小部分用于机翼和进气口前端除冰，大部分经过减压、降温、除湿后，用于机舱加压，还用于气动舱门开关的助力，机舱开门时“噗哧”一声就是气动助力在工作，否则单靠人力打开沉重而且密闭的舱门太费劲。机上抽水马桶的真空抽吸也是气动抽真空的系统。但引流这部分空气流通过压气机加压升温后再减压降温，这是浪费。不同高度需要不同程度的机舱加压，但引流只能按照高空加压需求决定，在较低高度上只有向环境空气泄放，增加了浪费。除冰气流在机翼表面小孔泄放时，扰乱机翼表面的气流，降低机翼升力，带来阻力。压气机难免泄漏微量滑油，混入引流中还可能污染空调空气，给舱内旅客造成不适。
这一切问题都可以用电动来解决。在波音787上，空调、除冰、气动助力等都由电动代替，不再需要大量高压管路、阀门、换热/除湿装置等，提高了发动机效率，降低了系统重量，空调和增压可以按需运转。电动也避免了机舱空气污染问题。压气机在升压的同时，空气温度也增高，可以高达250度。高温高压引流来自发动机，换热、除湿装置在翼根，为了确保万一漏气不至于造成结构损坏，引流所到之处，周围结构都要加强，电动系统把这部分的重量也节约下来了。另外，襟翼、副翼、刹车的液压系统由电动泵驱动，不再需要从中央液压系统拉高压液压回路，或者用高压空气驱动液压泵。
波音声称，采用电动系统后，波音787可以达到3%的省油效果，对于已经高度优化的新一代民航客机来说，这很可观了。当然，发电机和后备电源需要加大功率。这部分本来就是商飞的责任。
商飞通过C919开了一个好头，现在是技术积累和人才队伍状态最好的时候，趁热打铁是技术进步最快、最有效的做法，再接才能再厉。战后美国、苏联航空工业的突飞猛进离不开众多型号的接力研发和投产。商飞能与UAC合作到底，那是双赢。如果不能，商飞的大客路线图还会继续走下去。
商飞的步子很大，很快，但也很谨慎。ARJ-21已经交付商业运作一年了，只有两架交付。这未必是商飞的产能问题，更不是对飞机的安全或者质量有疑虑，那是型号认证中已经解决的问题。商飞的谨慎是为了积累更多的商业运作经验，通过实际的商业运作，校验设计中对经济性、维修性、出动率的估算，完善维修规范和备件、技术服务体系，充分体现了商飞大步快跑又小心谨慎的作风，这是符合高风险工程技术领域的实际的。
西方对C929的态度是酸溜溜的。西方媒体坚持把C929与空客A330-900相比，从座位数和航程来说，这确实是最接近的。但A330的机舱是2+4+2座，而C929是3+3+3座，与波音787相同。机身宽度和每排座位数是客机设计最重要的基准数据，这决定了飞机的容量和起飞重量的范围。硬要把C929与A330-900相提并论，就像把奔驰S级轿车与加长的奔驰E级相提并论一样。西方媒体（包括专业航空媒体）不顾专业常识，坚持罔顾这一基本差别，只能使人联想到鸵鸟心态，因为波音787代表了最高水平，而A330-900是再包装的25年的老设计。把C929悄悄定位低一点，似乎就能否认C929的真正水平了。
与C919一样，C929寄托了沉重的期望。前景是乐观的，回报是丰厚的，研发道路不会是一帆风顺的，但困难和挫折也是从来不会阻挡商飞人的脚步的。再喊一嗓子：波音空客听好了，中国商飞来了。
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