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國內通用航空通行難 飛機制造者需從頭學習
發布時間 2013-02-25 瀏覽次數 2024
  
[摘要] 到2011年,在中國注冊的私人飛機只有3架,通用飛機僅1154架,而全球通用飛機早在2008年就超過了35萬架。即便如行業翹楚——中航通用飛機有限責任公司(下稱中航工業通飛)購買了美國埃佩克(Epic)飛機公司的知識產權,據此設計出的一款“領航150”通用機,目前也在等待適航許可證的焦灼中。
 

  到2011年,在中國注冊的私人飛機只有3架,通用飛機僅1154架,而全球通用飛機早在2008年就超過了35萬架。

   通用飛機是除從事定期客運、貨運等公共航空運輸之外的其他民用航空活動的所有飛機總稱,包括農林作業、應急援救、海洋勘探與維權、私人飛行等。小至僅供兩人乘坐的輕型小飛機,大至可進行洲際飛行的公務機,常用機型約600種,但從中國民用航空局取得適航許可證的固定翼通用飛機,到2010年底僅有31種。

  通用航空的市場潛力顯然已被關注,從2008年國務院交通管制委員會推動低空空域管理改革試點開始,種種利好政策使通航產業蓄勢待發。

   目前,全國有28個省、直轄市把航空產業作為產業升級后的新支柱,國務院也提出2020年“實現規模化發展,飛行總量達200萬小時,年均增長19%”的目標。

   短短七年,通用飛機從何而來?2013年1月14日,國務院向各級政府及相關部門印發《促進民航業發展重點工作分工方案》(下稱《分工方案》),將2012年頒布的《國務院關于促進民航發展的若干意見》中提出的總體要求包干到戶,繼機場建設與航線規劃之后,通用航空在《分工方案》中位列第三,成為要“大力發展”的產業。

   《財經》記者調查發現,從設計理念到適航審定,國內通用飛機的研發和制造者都需要從頭學習。“這個行業有太多先烈,因為夢想總被現實擊破。” 珠海航太科技有限公司(下稱航太科技)董事長張雷說。

適航審定路途艱辛

  航太科技脫胎于一家玻璃鋼企業的研究飛行器部門,總經理余地愛好飛行器,招聘了幾名南昌航空大學的畢業生作研發。隨著研究的拓展,愛好變為事業,航太科技與南昌航空大學飛行工程學院合作,設計出一款名為“紅嘴鷗”的機型,計劃在2014年適航取證。

  然而,張雷心里很沒譜,因為拿到適航許可證,比單純設計一架飛機還難。任何在實驗和制造上的失誤,都可能導致問題,適航審批因此尤為審慎。審批是一套從設計初始到制造都需要報批、貫徹的制度。

  針對涵蓋申請飛機類型的適航標準,申請人與中國民用航空局審查組需要商討確定審定基礎,并設計符合驗證計劃,通過計算、分析、試驗對飛機的適航符合性進行論證。所有民用飛機都必須依此取得型號合格證、生產許可證和單機適航證。

  這意味著,從飛機設計之初就要符合適航標準,且整個航材采購和制造工藝均要一以貫之。

  即便如行業翹楚——中航通用飛機有限責任公司(下稱中航工業通飛)購買了美國埃佩克(Epic)飛機公司的知識產權,據此設計出的一款“領航150”通用機,目前也在等待適航許可證的焦灼中。

  雖然比航空客運機小很多,但是通用飛機對安全性、穩定性的要求并不低于前者,大型客機遇到的所有問題,它都不能避免,只是復雜程度不一樣。中國對通航飛機的適航審核體系,根據不同飛機的起飛重量、起落架收放、艙體增壓等技術指標,分為三大類:適用較大飛機的CCAR-23部、超輕型和甚輕型。

  想要飛上天,首先需滿足空氣動力性能,即起飛所需要的升力。小飛機相對較易實現這個性能。

  令人頭疼的是,飛行力學和穩定性。萊特兄弟幾分鐘的飛行傳奇被世人所記,可他們并不是普通的航空愛好者,在飛行之前,他們以及同時代的人做了大量的風洞試驗,才把飛行時的穩定性摸清。如今,通過計算就可以解決這些問題,然而要求布局達到穩定性,依然非常困難。

  穩定性的鑒定有一個穩定區域,如果穩定區域過大,出現各種情況,如遇陣風、操作失誤等出了穩定區,就意味著災難。

  即便是身型較小的飛機也會遇到一個問題,就是嚴苛的強度要求。小至航模飛機也要在強度上做精密的計算,否則在飛行中翅膀脫落的事也有可能發生。飛機的安全系數要求為1.5-2。

  一旦獲得適航許可證,就意味著飛機有資格進行銷售,其后就較易吸引現金流——通航制造是一個資本密集型行業,僅在設計階段,各種設計試驗和論證試驗都在燒錢。

  面對適航審定這樣的“攔路虎”,珠海雁洲輕型飛行制造有限公司(下稱珠海雁洲)試圖一勞永逸,曾直接從法國買回三架飛機的全部零件,于2008年生產。“我們后來發現,當時引進的飛機由于在法國尚未進行適航取證,是一個實驗性飛機,因此沒有辦法在國內獲得適航許可證。”珠海雁洲總經理蔣蓁蓁對《財經》記者說。

  現在珠海雁洲又用22個集裝箱把一條美國生產線搬到中國。然而,考慮到國內適航許可證獲得的難度和對資本的消耗,業內預測,其或許只能走上在中國生產組裝,返銷國外的商業模式。

軍機技術民用差異

  與國外先發展民用機再發展軍機的技術路徑不同,中國是先發展軍機,然后發展民用機。而軍機制造沒有適航體制,只要符合軍標體系即可,因此,無論是政府部門還是制造者,實際都缺乏適航審定的經驗。

  通用飛機與軍機設計迥異之處,常令軍機設計出身的設計員們嘆為觀止。兩者的主要差距在于,軍機追求性能和技術的卓越,相比之下可靠性指標并不高,并且,其平均維修時間是兩個小時,而平均修復時間,是重要的通航設計指標。通用飛機的使用者不會供養專業的維修團隊,因此設計方面非常強調可靠性和可維修性。

  相比國產飛機動輒需要使用專業工具進行復雜拆卸,進口通用小飛機需要更換的部件往往僅用手伸進外殼扣動兩個扳扣即可取下。

  軍用和民用在可靠性、安全性、控制方面的指標差異很大,中間雖有部分重合,但是所需要做的實驗卻是失之毫厘,謬以千里。這對那些即便有軍機設計制造經驗的研發機構也是百上加斤,因為他們要提供滿足適航規定的可驗證實驗方案,這涉及所有的設計和材料采購。 

  這時,航空工業技術沉淀的重要性清晰顯現出來。以疲勞壽命的檢驗為例,由于疲勞壽命具有分散性,考慮到安全,國內檢測往往采用的是4倍壽命。一些發達國家因有良好的技術積累,一方面具有較高的驗證水平,有能力證明檢查、制造和驗證分散度小于特定程度;另一方面,其檢查控制方式極佳。因此,檢測僅需做2倍壽命即可。

  同時,發達國家的斷裂力學研發很深入,能夠保證在損傷零件的裂紋不可控制之前就被發現,且這一概率可達到千萬分之幾的水平。這些都使發達國家對疲勞壽命的檢驗更有效率,也直接為研發機構和企業節省了大量的精力和成本。

  對此,一位航空制造企業的監事會監事對《財經》記者分析稱,“設計制造和適航檢查是一個系統性問題。實際上,適航是技術發展和安全性提高兩者交互進行的產物。50年前,美國的適航標準很低,隨著技術進步,通航在國外已經成為一個成熟的產業,中國現在才發展,也就沒有以前那種寬松的環境了。”

  這意味著,在通用飛機的研發上,國內失去了試錯、摸索的時間和機會,現在剛一起步就要達到國際標準。

流水線上缺材料

  小型通用飛機是靠單機售價來實現經濟性:先針對市場需求進行機型定價。在整個設計過程中,經濟性是剛性指標,超過價格的設計和材料就不能被選用,同時,還要在這個基礎上滿足一定的性能要求。

  這也是為什么在通航領域,不存在波音、空客那樣的巨無霸,而要根據產品的多樣性,產生一批在特定飛行器細分領域中的領軍企業,通過設計和組織方式實現經濟性。 

  由于國內剛剛發展通航產業,產業鏈上符合適航審定標準的上游供貨端嚴重缺少,這讓設計理念中的經濟性很難得到貫徹。

  以材料為例,國內材料的數據難以達到要求,除靜性能中的抗拉強度之外,還要求材料本身和加工過程中的疲勞性,以及使用環境中的疲勞性。一種材料如果用于飛機,沒有1億元到2億元的實驗經費無法做出來。近幾年,雖然國內有不少做碳纖維的企業都想往通航領域發展,但是看到苛刻而昂貴的實驗,往往放棄。

  不少業內人士向《財經》記者透露,在航電領域,由于以前未曾做過民用飛機的航電系統,現在花幾億元做實驗,至少要有幾十億元的市場才能獲利。目前看國內市場并不穩定,廠商望而卻步,因此,幾乎所有上游的航材、航電都需從國外采購,更不用說發動機這個航空產業中固有的短板。

  國務院表示要大力發展通航產業,但一方面存在上述技術、材料等先天不足,另一方面由于目前的政策,如低空空域試點、通航運營專項補貼等項目,都主要偏重于通航產業的下游——運營端,這使業界人士對通用飛機制造領域的發展并不樂觀。

  珠海雁洲與美國X-AIR飛機2010年達成合作,將整條生產線甚至連生產需要的五軸機,都從美國搬到中國,但研發團隊依然留在美國。之前,X-AIR與捷克合作,想利用捷克在前蘇聯時期培養起來的高素質航空產業工人的成本優勢。但隨著捷克當地不斷增資,美方的股權被稀釋,逐漸失去了對公司的控制,這為中國企業的兼并收購提供了機會。

  “不管產品最后的生產地是在美國、歐洲還是在中國,研發都是多點協同,采用同一個設計、研發、制造規范,形成全球化的研發體系。在這個過程中,我們得到共同的提升。”中航工業通飛董事長孟祥凱對《財經》記者說。

  2011年,中航工業通飛對擁有覆蓋全球的產品營銷網絡和服務體系的美國西銳公司進行收購,利用西銳在金融危機后陷入財務危機的機遇,借助西銳品牌迅速切入國際鏈條,希望成為全球供應鏈的整合者。

  對于有雄心的國內企業來說,引進國外流水線并不僅僅為滿足生產產能、擠占市場、獲得品牌的愿望,更重要的是對通用飛機設計上秉持經濟性和適航標準的商業理念的養成,進而在全產業鏈上產生溢出效應。

  國外通用飛機企業,從整機設計到航電設計,從工藝、組裝到調試都是同一撥人,并不像國內,在生產制造單位之外,再設立一個設計院。中國的飛機設計人員對國外企業“一竿子到底”的理念相對陌生。

  中航工業通飛的一位設計人員表示,在接觸埃佩克以及西銳的設計人員之后,對他們沖擊最大的就是設計理念的不同,包括對經濟性的執行、適航標準的貫徹,以及可拆卸等。

  《財經》記者近日獲悉,中國民航局、發改委、工信部等部門正在對民用飛機發展條例進行論證,希望通過技術專項和稅收的方式,提升國內企業的研發能力。到2020年,或許中國通航會有小步邁進。

 

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