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【中國智造面對面】C919規模化發展漸入佳境 中國智造乘“機”遠航
來源:證券時報·e公司 作者:李曼寧 2023-09-21 12:39
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編者按:從“中國制造”邁向“中國智造”,科技創新為實體經濟高質量發展提供了有力支撐。本報今起推出大型系列報道“中國智造面對面”,全景展示我國科技制造硬實力,展現“中國智造”新風采。首期“中國智造面對面”聚焦航空航天,探尋“中國智造”如何摘取民用大飛機這顆現代工業“皇冠上的明珠”。

國產大飛機商業運營已逾百天,一百天,是華彩,是序曲。從5月28日國產大飛機商業首飛,到8月4日中國東航“上新”第二架C919,開啟雙機同飛模式,再到9月加密C919班次,國產大飛機的商業運營穩步走向規模化。

在C919推出之前,全球干線客機市場一直被空客、波音兩大巨頭壟斷,其他競爭對手只能在中小型客機領域耕耘。如今天空迎來新成員,全球民用大飛機市場或書寫ABC(空客、波音、中國商飛)新格局。

“大飛機飛向藍天,匯集多少代中國人的夢想,進行這樣一個大工程,既解決了我們飛機的大問題,同時對國家整體戰略的帶動非常大,使得中國制造水平大大提升。”中國工程院院士、粉末冶金專家黃伯云接受證券時報記者專訪時表示。國產大飛機高飛遠航,正是“中國制造”砥礪邁向“中國智造”的生動寫照。

(中國工程院院士、粉末冶金專家黃伯云)

為大飛機每一克減重努力

在浩瀚歷史長河中,航空工業是僅誕生百余年的新興產業,但卻被公認為工業制造的“皇冠”,代表一個國家制造業的整體高度。其中,民用大飛機有一個更響亮的名頭——“皇冠上的明珠”。

然而,要摘取這顆“明珠”,從設計到制造,困難重重。對于動輒100多噸重的飛機來說,減重,就是其中“難上加難”的環節。

飛機減重一般從兩個方向入手:材料減重和結構減重。黃伯云表示,減重對飛機來說是革命性的變化,要為每一克減重而努力。

“一架飛機要用的材料有數百種。美國有夢想飛機——波音787。為什么把它稱作夢想飛機?因為它大量地使用了復合材料,大大減輕了飛機的重量。減重,意味著飛機可以多裝人、多裝油,飛得更快,是革命性的變化。”黃伯云說。

黃伯云數十年致力于先進材料研究,為國家大飛機工程、航天飛行器等研制了多種高性能關鍵材料。上世紀80年代,黃伯云將研究方向瞄準了飛機制造中的一個“卡脖子”技術——“高性能碳/碳航空制動材料的制備技術”。

制動材料也就是剎車材料。飛機的起降和滑行都離不開安裝在機輪里的剎車片,特別是飛機要從每小時800多公里的飛行速度,最后靜止下來,就必須依靠剎車材料。

國際上通用的剎車片分為金屬盤和碳/碳盤,后者質量輕、耐高溫、壽命長,被稱為“黑色黃金”,但在黃伯云團隊研究碳/碳材料時,國內碳/碳盤全部依賴進口,且價格昂貴。

歷經17年的技術攻關,黃伯云團隊終于打破國外技術封鎖,將“高性能碳/碳航空制動材料的制備技術”研制成功,2005年,這一研究成果獲得了國家技術發明一等獎,彌補了該獎項6年的空缺。

“過去沒有材料的時候,我們使用金屬材料,鋼鐵粉末作為剎車材料,比重很大、密度很重,很笨重,它的比重是每立方厘米8克,我們用的新型碳/碳復合材料,比重只有1.8克,2克都不到。那就是減重了3/4。”黃伯云說。

據黃伯云介紹,大飛機要用到的金屬級的剎車材料重量是2.8噸。也就是說,這2.8噸是要跟著飛機一起的,如果換成碳/碳復合材料以后,重量還不到1噸,只有0.8噸。“一架飛機節省兩噸,那是多重要?我們的飛機,所有的飛行器,如果能夠減少1克,我們都要去減,我們都要去努力。”

“為大飛機每一克減重努力”,剎車材料減重是飛機制造能力提升的一個切面,也是“中國制造”攀升“中國智造”之路的縮影。

合力托舉大飛機制造業

2023年3月29號上午,國產大飛機取證4個月后,一架C919驗證飛機從上海浦東起飛,穩穩降落在江西瑤湖機場。這趟航班的乘客很特別,他們是來自C919的供應商代表。

博云新材總經理馮志榮就是這趟航班的“體驗官”之一。“我們(博云新材)是做機輪剎車系統產品的,我就坐在機輪剎車上方的位置,做發動機的就坐在發動機上方,大家比照著對應產品的位置坐。”馮志榮向記者回憶起這次飛行。

“不要以為這是趟‘輕松’的旅行,一上飛機就收到表格,要填寫對C919各產品的感受,還有哪些待改進的部分。”談到試飛感受,馮志榮打開了話匣,頻頻為產業鏈“伙伴”點贊:“客艙壓力控制非常精準,耳朵沒有感受到壓力帶來的不適感,座椅間距利用得非常好,中間比兩邊更舒服,機翼的噪音也不是很大……”

大飛機項目系統復雜,C919的研制發展離不開每一個產業環節的努力。正是一家家投身其中的企業,串起了一條完整的國產大飛機產業鏈。實際上,我國從20世紀70年代便開始嘗試研究國產大型噴氣式客機,也曾經歷“造不如買、買不如租”的階段。

直至21世紀初,“十一五”規劃再次要求開展國產大型飛機的研制工作,大飛機被確定為“未來15年力爭取得突破的16個重大科技專項”之一。我國商用飛機開始了真正的獨立自研。

2007年,國產大飛機C919正式立項。2022年, C919客機完成適航審定工作、年底中國東航接收首架C919。至2023年啟動商業化運營,國產大飛機項目走過了16年風雨。

作為我國首款按照國際通行適航標準自行研制、具有自主知識產權的大型噴氣式客機,C919的制造商群體有著怎樣的構成?C919的研制采用了“主制造商+供應商”模式,即各大系統及部件外包生產制造,中國商飛公司作為主制造商進行統籌裝配。從發展戰略看,中國商飛明確堅持“自主研制、國際合作、國際標準”的技術路線,以及“產業化、國際化、市場化”的發展方向。

“主制造商+供應商的模式是全球民機制造業普遍采用的經典模式,包括空客、波音、龐巴迪、巴航工業都是采用這種模式。因為整個民機制造非常的復雜,產業鏈很長,技術分工也很細,很難有一家公司能夠從頭到尾獨立完成大飛機的制造。”民航專家林智杰告訴證券時報記者。

在這種模式下,C919的供應商遍布全國乃至全球。中國商飛官網上,劃分有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類供應商,名單上基本為航空工業各細分領域的龍頭企業。商飛公司今年3月在上海召開的年度供應商大會,就云集了三大洲、九個國家的238家供應商代表、合作伙伴。

國內外供應商之間,主制造商與供應商之間,也會“牽手”拓展大飛機產業鏈。譬如,博云新材于2012年與霍尼韋爾中國共同出資設立合資公司,主要為C919大飛機配套研制機輪與剎車系統。航天環宇2019年與中國商飛旗下上飛公司成立合資公司——湖南飛宇公司,專注經營航空工藝裝備。

“飛宇公司今年已經運營到第4個年頭,收入處于穩步增長中,也逐漸形成了更強的競爭能力,大央企的背景,多型號任務的支撐,再加上公司隊伍的成長等等,未來希望公司不斷地發展,為國產大飛機的批產和研制承擔更多的任務。”航天環宇董事長李完小向證券時報記者介紹。

大飛機產業牽引效應彰顯

“當前,全國24個省市,1000余家企業,70余所高校,100余家科研院所,近30萬人共同參與國產大飛機研制。”這是今年8月中國商飛董事會秘書張軍文章中公布的一組數據。在張軍看來,我國航空產業發展新局面已初步形成,大飛機對我國科學技術水平和航空產業能級的提升作用開始顯現。

作為制造業的高地,大飛機產業鏈長,涉及公司眾多,并且輻射面寬。民用大飛機的產業牽引效應有多強?

信達證券去年發布的一份研報顯示,“產業化”是拉動國民經濟持續增長的重要法寶。航空工業的投資產出比高達1:80。向航空工業每投入1億美元,10年后,航空及相關產業能產出80億美元。大飛機是一個龐大的系統工程,產業化的發展勢必帶動新材料、現代制造、先進動力、電子信息、自動控制、計算機等等諸多領域的專業化協同發展。

大飛機的牽引作用還體現在,以C919為創新“策源點”,孵化、推動新的科技創新成果,并向更廣闊的民用行業延伸。

在長沙金霞經濟開發區,一道長達1000米的滑軌跑道徐徐鋪展開來,大飛機地面動力學試驗平臺正在火熱建設中。據悉,該平臺將打造為“產-學-研-用”一體化創新平臺,以需求為牽引,問題為導向,開展民機地面動力學研究攻關,逐步建成地面動力學科技創新基地。這也意味著,項目除了將填補我國大飛機地面動力學相關領域研究的空白,目標還向更多領域拓展。

“凡是在地面滑跑要運動的,都需要把運動和受力狀態這種關系研究清楚,包括一些民用機械、民用運載工具等等,也要用到實驗平臺做一些研究和驗證,應用前景還是非常廣闊的。”有業內人士向記者表示。

馮志榮也十分關注大飛機制造技術在其他領域的落地。“隨著(碳/碳復合材料)制造技術、制備技術不斷的進步,隨著成本不斷的下降,如今民用也越來越多了。現在有很多的高檔汽車內飾、自行車等也使用了全碳的復合材料。我們現在最為關注的一點,就是不斷地科研,不斷地去完善改善制造技術,讓這種高科技的材料,慢慢地、大批量地應用到我們的日常生活當中來。”

“好飛機是飛出來的”

“他日臥龍終得雨,今朝放鶴且沖天。”今年5月28日,中國商飛發文,祝賀中國東航全球首架C919客機成功投入商業運營。從“產品”到“商品”,標志著C919的“研發、制造、取證、投運”全面貫通,也見證了中國民航制造業的騰飛。

8月4日,中國東航成功接收第二架C919客機,首次開啟“雙機商業運營”。隨著C919穩步推向市場,國產大飛機事業也邁向產業化運營的新階段。接下來的一段時間,C919飛機也將接受市場的嚴苛檢驗。

目前,C919航班定期往返于“上海虹橋-成都天府”航線。據東航總經理李養民解釋,選擇這條航線主要是基于:一是航線航距合適,二是東西向飛行,飛機對環境的適應性會比較好,三是東航在這條線上資源保障能力強,且航線有不錯的客流。

迄今,已有上萬名旅客打卡了C919的“空中體驗”。航旅縱橫提供的數據顯示,截至9月18日,C919自商業運行以來,共執行航班量約270班,累計旅客量超3.2萬人次,總飛行時長超670小時。

其中,由C919執飛的MU9198航班近一個月實際執飛30次,準點起飛28次,取消0次。記者從航旅縱橫APP的航班點評中看到,較多旅客對C919留下了“餐食好”、“飛行平穩”、“空乘服務好”、“座椅舒適”等評價。

民航業內常說,好飛機是飛出來的。通過運營,飛機對市場的適應性會越來越好;通過優化改進,飛機的性能越來越好。

東航C919航班的運行,無疑將積累寶貴的飛行數據,以及運營經驗。僅根據航班管家掌握的7月份數據,當月C919航班簽派可靠度達98.4%,已接近成熟機型的可靠性水平。

“一款民用客機的成熟穩定,至少需要10萬個小時的運行積累,至少相當于30架飛機一年積累的運行經驗。所以C919才剛剛起步,還有不少的技術改進工作需要做。”民航專家林智杰向記者表示。

一家C919配套企業負責人也向記者介紹:“隨著C919的量產,我們一方面要做的就是保供。另一方面的重點工作就是發現產品使用過程當中所產生的問題,我們要收集歸納、原因分析,然后要拿出解決措施,最終把產品打磨成熟。”

林智杰認為,C919運行經驗的積累,技術的改進,能夠幫助這款機型越來越好,逐步地搶占全球的民機市場,對我國航空制造業有重要的拉動和牽引作用。

從民航客機市場需求來看,根據《中國商飛公司市場預測年報(2022-2041)》,未來二十年,中國航空運輸市場將接收噴氣客機9284架,其中支線客機958架,單通道客機6288架,雙通道客機2038架。到2041年,中國的機隊規模將達到10007架,占全球客機機隊21.1%。中國航空市場將成為全球最大的單一航空市場。

長路未盡,進擊不止。背靠中國這個最富潛力的航空運輸市場,期待未來,越來越多中國人自主研制的大飛機翱翔在世界藍天上,對工業、科技、經濟的巨大帶動作用全面顯現,譜寫出大飛機助力民航高質量發展的壯麗篇章。

責編:張騫爻

校對:王錦程

責任編輯: 張騫爻
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