欧阳桃花、曾德麟：国产飞机的这场严苛“大考”，只有技术自信才能争夺话语权

【文/ 欧阳桃花、曾德麟】

新飞机只有获得适航证才能进入商业运营，这是一场极严苛的考试。而相关标准掌握在美国和欧洲手中，作为比赛场上的新人，中国商飞ARJ21飞机的适航取证经历了怎样的煎熬和挑战？

适航取证是一场极严苛的考试

后发国家商用客机技术追赶成功的标志是其开发的型号飞机顺利进入市场，并在市场竞争中占有一席之地。产品只有进入市场，才能获得技术迭代的机会，相关企业也才能有财务资源进行持续技术研发，因此适航取证成为商用客机技术追赶的重要目标之一。

对于面向大众消费市场的一般产品（如手机、家电等）而言，企业研制出新产品，只要符合国家标准，就能直接参与市场竞争，基于用户反馈进行技术迭代升级。但对于商用客机而言，新产品研制之后，必须通过严苛的试飞环节，以获得当地民航局的适航证，才能获准进入市场运营。适航取证的技术标准属于商用航空的底层技术，被美国民航管理机构（FAA）与欧洲民航管理机构欧洲航空安全局（EASA）所掌控。

新型号飞机要取得商业成功，获得适航证是当时最大的挑战。ARJ21在交付客户之前，必须通过一系列严苛的试验与试飞的验证，经过中国民航局的适航审定，从而获得适航证，以证明飞机符合相关适航标准，这个过程就是适航取证。如果把适航取证看成一场考试，那么携产品ARJ21的中国商飞是考生，中国民航局是考官，考卷是适航标准，成绩单就是适航证。

民航客机的安全标准，业内公认的安全性密码是10–9。假设某人一周往返北京与上海一次，民航客机适航的最低标准10–9代表2000年发生一次事故，目前国际民机设计实际能做到6000年才发生一次事故。

可见，商用客机的适航证是一种要求极高的技术标准。此外，通过了中国民航局的考试仅仅意味着ARJ21能够投入国内市场，要想打开国际航空市场的大门，还需要取得FAA的认可。为此，在“考试”期间，FAA作为外请考官，不仅对原有“考卷”进行了多次升级，还提出了一系列更先进也更加严苛的适航标准。同时中国民航局的审定能力及部分试验试飞科目都要接受FAA的“影子审查”。

ARJ-21资料图

FAA的“影子审查”瞄准的是代表国际一流水平的适航标准以及与之相匹配的卓越审定能力。“ARJ21想要飞向世界就必须获得FAA的适航证，这是我们工业方的选择；而以ARJ21作为FAA‘影子审查’的载体，拓展中美适航双边，这是中国民航局的选择。”ARJ21项目总指挥回忆说，“这意味着，无论是ARJ21还是中国民航局的适航审定能力都将在这个过程中接受挑战，我们都知道这必定是一个充满艰辛和痛苦的过程。”

适航证背后是不同的国家集团利益

虽然各国的适航条款是公开的资料，然而对于没有参与适航标准制定的后发者而言，进行适航取证是宛如猜谜一般的艰难技术探索过程，因为要先弄明白标准制定者是如何构思与规定整套标准的技术与逻辑结构的。

同时，适航证还兼具壁垒属性，可能成为先发企业制约后发企业进入市场的“武器”。正如波音与空客是世界民航业的两大寡头企业，目前国际主流的适航证也由美国民航管理机构FAA与欧洲民航管理机构EASA所颁发。

后发国家企业的商用客机如要进入欧美市场，就要获得相应机构颁发的适航证。然而适航取证条款背后的技术原理对于欧美而言属于核心机密，是不会轻易“授之以人”的。不可否认适航证背后关系着不同的国家集团利益，其本身就是技术壁垒的重要组成部分。正是壁垒属性的存在，决定了中国商用客机要获取国际适航证不会一帆风顺，因为中国的商用客机项目必将触动波音与空客的既有利益，绝不要低估欧美政商合谋扼杀中国民航工业的决心与手段。

FAA已有近百年的发展历史，其适航标准即FAR-25部已经成为世界的通用标准，波音、空客的商用客机设计、适航取证都依据这一标准。它们好比久经世界大赛的运动健儿，深谙其中之道。而彼时的中国商飞从未经历过适航取证，ARJ21也是全新的型号飞机，它们就像初出茅庐的学童，还没在国内赛场上热身，也不熟悉比赛规则，就要与世界级选手在对方所熟悉的标准下同台竞技。

更有甚者，还要承担起为当时全世界的飞机制造商探索最新的适航取证的经验，如时任上海飞机设计研究院适航部部长所说，“ARJ21必须按照全世界最新的适航条款进行验证”。为达到如此重要的标准，究竟要如何设计飞机、如何验证飞机的失效状态，才能真正找到经济性与安全性的平衡，在ARJ21获得适航证之前，我国是不得而知的。

显然，这一关乎飞机制造商核心竞争力与自主知识产权的“密码”，也是“要不来、买不来、讨不来”的。因此，从ARJ21设计研制、总装下线到交付国内市场，所有人都在做一件事——解开商用客机的安全性密码10–9。

后发国家企业必须认识到，适航取证必然涉及技术、市场、企业与国家竞争博弈的复杂过程。

波音、空客作为标准制定的参与者和航空技术的先发者，不仅知道如何研制出兼顾先进性、经济性与安全性的飞机以达到既定标准，也更了解怎样的验证流程可以合理地得到审定当局的认可。反观中国，虽然1985年中国民航局颁布了中国的相应适航规章CCAR-25且多次修订，但如2012年中国民航局适航审定部门人员所说：“我国在制定适航标准的话语权方面，更多的是采用‘跟随’战略，只能借鉴国外先进适航标准来帮助制定和修订我国的适航标准，在技术上无法掌握话语权。”

不仅如此，在ARJ21研制期间，随着FAA与中国民航局陆续出台一系列新的适航条款和修正案以保证安全性，中国商飞需要花更长的时间、更多的成本来应对更多的挑战。因为在这个过程中，如何验证新的条款，或许波音和空客公司拥有技术储备，但是国内没有现成的验证方法可以借鉴，这就是商用航空领域所谓的技术门槛与壁垒，也是我国工业化水平与先发国家的差距。

这一过程也是对中国民航局适航审定能力的挑战，时任中国商飞董事长金壮龙做了一个非常形象的比喻：“ARJ21项目就相当于是一辆发出了的列车，以疾驰的速度在向前飞奔，但其实沿途的各个车站还没有建立，甚至连铁轨还没有铺好。虽然组建了审定团队和制造公司，但是相关的体系都还没有建立起来。”

突如其来的问题

颤振于飞机而言，好比地震之于房屋，是飞机结构最危险的振动形式。飞机一旦发生颤振，会在极短的时间内造成机毁人亡。因此它代表着飞机的右边界速度，是一切试飞科目的基石。也正因为其高风险性，所以颤振试飞成为中国商飞与中国民航局并行的试飞科目，这也是FAA开展“影子审查”的第一个试飞科目。

ARJ-21资料图

事实上，试飞大纲于2011年4月12日就获得了中国民航局的批准。但是就在要进行地面试验的当天，中国商飞突然收到中国民航局转发的FAA提出的数十个问题，其中不仅包括颤振试飞的试验点选取、测试设备校准、飞机构型状态、飞控航电模式控制等问题，还包括试飞程序管理以及中国民航局审查的情况。

时任上海飞机设计研究院强度部部长对当时的情况记得非常清楚：“如果我们对问题的答复不能得到中国民航局和FAA的认可，那么中国民航局将不同意颤振试飞的进行，并将推迟FAA‘影子审查’的时间表，所以当时的形势很紧张，也为原本顺利开始颤振试飞蒙上了一层阴影……”

虽然针对颤振试飞的方法问题提得非常尖锐，但对于从未与FAA进行过直接交流的申请方（中国商飞），更大的困难在于：他们不知道FAA想了解什么，需要从哪个角度回答才能给出令FAA满意的答案。特别是其中有很多问题是具有争议性的，申请方并不认为完全接受FAA的建议就是最好的解决方案。如试飞院ARJ21项目颤振试飞技术负责人所说：“要知道，工程的魅力就在于用最有效的方法解决最棘手的问题。”

或许是出于谨慎的态度，或许是出于对顺利通过FAA“影子审查”评估的考虑，中国民航局当时希望申请方能够接受FAA的建议修改试飞大纲。然而，如果此时申请方缺少信心，中国民航局略显保守，而FAA又表现得很强势，那么这个科目的审定很有可能僵持不下。

“尝试沟通”下的妥协与坚持

为此申请方用了很长时间去说服中国民航局同意他们直接与FAA召开电话会议进行技术沟通。但很多时候，沟通比解决一个具体的技术问题更要消耗精力。

为此当时很多技术人员不禁追问：FAA提出这些问题究竟是要验证什么？最后，FAA的审查代表表示：提出这些问题只是与申请人进行技术层面的讨论而已。由此可见，在某些新的或高难度高风险的适航条款以及修正案上，FAA也需要积累试验数据和审定经验。

但是对于ARJ21这样的新飞机来说，任何一项试验与试飞的增加都是成本的付出与风险的叠加。因此，即使是在最新的适航标准面前，我国也要秉持着专业技术上的自信，积极争取话语权，而不能一味地妥协与让步。

通过该型号飞机适航取证的探索过程，大家逐渐认识到获取国际适航证是提升中国民航安全运营能力的手段之一，而非最终目的。考虑到欧美适航证背后大国博弈的不确定性，以及新技术只有进入市场才有机会获得持续研制所需要的财务资源，才能获得宝贵的迭代创新机会，中国民航局对该型号飞机进行系列严格的试飞验证之后，颁发了国内适航证，让其先在国内市场运营，不断积累经验与能力。

国之重器资料图

《国之重器：如何突破关键技术》是北京航空航天大学欧阳桃花教授和北京交通大学曾德麟副教授基于多年在企业的调研和访谈写成的新作，这本书源于作者所做的“国之重器”系列案例研究。他们在书中讲述了盾构机、长航时无人机、支线客机、大飞机（干线客机）、载人航天工程五个国之重器波澜壮阔的技术追赶故事，展现五个领域实现技术突破的关键细节。

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