在美国可能禁运通用电气LEAP发动机的风波里,商飞再次被推到风口浪尖。
发动机固然是可能被掐脖子的关键,可能有危险的还有飞控、赞助动力(APU)、起落架、座舱仪表等现在依然依赖引进的关键系统。中国在这些方面都有铺垫,正在负责地研发国产系统,引进本来便是要与国产相互竞争、相互促进的,从未打算永久依赖引进。
这些关键系统很主要,打破了就能形成民航客机家当链,但商飞还有更主要的寻衅:在总体发展思路上理清如何赶超,而不但是模拟和跟踪发展。在这里空客的成功履历很有启迪:空客从来不是纯挚靠政府补贴和市场保护发展起来的,而是靠故意义的创新。
空客正式成立是在1970年12月18日,只管1969年5月29日法德签约、启动A300的研发,这一天被看作事实上的空客出身日。在这50年里,空客交付了约12000架各式飞机,累计订单已经高达约20000架。50年的风风雨雨打造了天下民航工业的半壁江山,使欧洲能与美国再次并肩。
空客A300作为第一种双引擎宽体客机,从一开始就不走平凡路
战后欧洲航空工业在技能上依然发达,但散漫,低效,形不成规模,眼看着要被美国大三(波音、麦道、洛克希德)碾压得尸骨无存。“协和”式超音速客机在技能上是巨大的造诣,但在商业上是巨大的失落败。欧洲联合是把资源和市场统一起来的唯一道路,但英国政府1969年4月10日宣辞职出,法德决定连续推动A300的设计。问题是,没有了英国的参加,罗尔斯-罗伊斯的RB207高涵道比涡扇和霍克-西德利的超临界机翼就没了着落。
原设计为300座,太大了,市场反应冷淡,加上罗尔斯-罗伊斯漫天要价,新设计缩小到250座。不仅技能风险降落,发动机的问题也办理了,改用现成的通用电气CF6。在机翼方面,德国政府赞许连续出资,霍克-西德利(后并入英宇航)也不愿摧残浪费蹂躏投资和好机会,以私企身份连续留在空客,问题也办理了。英宇航到现在依然是空客的机翼研发和制造中央。
但纵然得到政府支持,空客的路依然远非一帆风顺。法航在一开始就抵制空客,德国汉莎总裁赫尔伯特·库尔曼乃至说到:“如果有谁强制我买空客,我拿起帽子,来日诰日就走。”在1974年A300通过适航认证准备投产时,空客只凑起30架订单,已经确认制造的52架中实在有22架还没有着落。
在1977年,空客找到经营不善而焦头烂额的美国东方航空公司,乞求吸收4架A300,免费试用半年,终极得到23架飞机的订单。这是打入关键的美国市场的第一炮。只管如此,波音把美航、达美、大陆锁定在排他性协议中,在好多年里,空客在美国民航市场基本上不得其门而入。
在困难的起步之后,空客迈上了成功之路。这离不开成员国政府的有力支持,得益于富有远见又强有力的领军人物,但更主要的是成功的产品定位和一系列影响全体民航天下的创新。
A300是天下上第一架双发双通道宽体客机,1972年10月28日首飞;1982年4月3日首飞的A310是A300的深度改进。然后空客从双通道宽体转向单通道窄体, 1987年2月22日首飞的A320首创了一代传奇,2014年9月25日首飞的A320NEO(紧张变革为发动机,其他变革很小,NEO意为新发动机选项)延续了这一传奇,短短几年已经累计了超过6500架的订单,并彻底打乱了对手波音。美航在与波音的20年排他性协议没有到期前就买了一批A320NEO,波音威胁要告,美航回了一句:你也造一架波音737NEO,我就买。波音在压力下匆忙推出了波音737MAX,不同的出发点带来不同的结果,东施效颦使得波音737MAX成为波音历史上最大的噩梦。
但接下来的历史里,空客的成功和失落败参半。A330与A340共享机体和机翼,基本上只是双发和四发的差别,前者主打中程大陆航线,后者主打远程越洋航线。这是技能上的巨大造诣,但在商业上功败各半。A330取得了巨大的成功,在ETOPS大潮里也成功盘踞了越大泰西航线,如今以A330NEO的形式连续生产。但空客对四发远程客机的未来看走了眼,A340惨败于双发的波音777。在超大型客机方面,齐心专心要把波音747打下王座的空客再次看走了眼,这是比A340更加昂贵的缺点。痛定思痛,空客在走了一段弯路后推出A350,总算能有与波音787和777竞争的产品了。
在A-340研制中,空客对远程客机的理解涌现了偏差
但另一方面,A320NEO的加长型A321LR(LR意为远程)的航程加大到7400公里,成功地锲入中远程“瘦”航线,使得大量点到点但中低流量的越洋航线成为可能。航程进一步加大到8700公里的A321XLR(XLR意为超远程)更是使得尼斯-波士顿、曼彻斯特-迈阿密、大阪-悉尼、休斯顿-雷克雅未克、奥克兰-檀喷鼻香山这样的航线成为可能。如果不介意经停加油的话,西安-安科雷奇-亚特兰大、广州-迪拜-赫尔辛基这样的航线也成为可能。这是波音的缺门。用更大、航程更远的A350或者波音787当然也可以,连经停都不须要了,但上座率和盈利就难以担保了。
在另一头,空客笑纳了庞巴迪双手奉上的C系列,改名A220,在另一个方向挤压波音737MAX的空间。A220较小,随意马虎满座,经济性好,不仅适用于非干线航班,也改变了干线航班的运作模式。达美的达拉斯-纽约航线从A320换用A220后,航班数增加,既便利早出晚归的商务乘客,也便于想睡个
在形成完全的产品谱系后的本日,空客并不急于推出新机型,重点转向生产效率和本钱掌握,同时密切关注波音不才一代中型客机(简称NMA)和小型客机(简称NSA)方面的动作,准备后发制人,错位竞争。
空客的成功关键在于不大略地复制成功的现有产品。这不是标新创新,而是在成熟市场里杀出重围的必须。欧洲幅员不大,人口密集,60-70年代的欧洲市场须要容量较大但航程不太长的宽体客机。洛克希德L-1011“三星”和麦道DC-10都是三发的,定位于中远程航线,短途利用经济性不好,四发的波音747用于短途航线的经济性更糟。空客以双发宽体中短程入手,推出A300,精准定位于欧洲内部和美国海内航线。机舱截面足够安排2+4+2的座位,宽大舒适。与波音767的2+3+2比较,营收空间占比更高;与3+4+3的波音747比较,任何乘客最多只须要跨过一个邻座就可以走上走廊,便利性和舒适性提高。地板下的空间恰好并排容纳两个标准的LD3航空集装箱,既避免乘客行李散装的麻烦,也便于在有余力的时候捎带一点货色,赚点外快。
A300的机体截面高度成功,自然沿用到深度改进的A310,并连续沿用到A330/340。共用的机体截面意味着不同飞机之间共享机体的基本设计和制造工艺,大大降落设计、制造和适航性认证的本钱。但从真理向前多迈一步,就要成为谬误。空客试图在A350连续沿用同一机体截面时,遭到民航业界的强烈反对,末了只好推倒重来,加宽机体到与波音787一样的3+3+3。A350的全称是A350XWB,XWB意为“加宽机体”。
空客和波音在很多风格上都存在差别,包括座舱设计风格
从宽体、双通道的A300/310转向窄体、单通道的A320在技能上是相对随意马虎的下坡路,但这是大宗市场,不仅定位更要精准,在理念上也要有创新。在这里,空客推出数字式电传飞控。在80年代,电传飞控正在战斗机上遍及,但空客在A320上用电传飞控不是为了静不稳定性,而是无忧虑操作,取消大量的线缆、滑轮、液压伺服机构等还节约了约150公斤的重量。更主要的是,数字飞控可以在不同飞机之间供应同等的操控觉得,使得不同机型的翱翔员交叉上岗成为可能,这是接下来推出的A330/340得到高度成功的紧张缘故原由之一。
A330/340比A320要大得多,但由于仪表面板、操控感与A320很相似,A320和A330/340的翱翔员的交叉执飞只须要很大略的培训,反之亦然。在A320家族(包括A318、A319、A320、A 321)内部的任一型号上合格的翱翔员更是可以直接飞其他型号,A330和A340之间也一样,现在操持把交叉执飞扩大到A220。这对航司具有极大的吸引力,不仅节约翱翔员培训韶光和投资,也大大便利了翱翔员的调度,乃至便于到其他航司挖墙脚。反之,没有数字飞控而用叠加在传统的机电飞控上的数字增稳达到相似的目的,弄不好就会弄巧成拙,波音737MAX的MCAS灾害便是这样开始的。
从A310开始,空客还引入了双人制机组。在这之前,窄体客机已经有双人制了,但宽体客机无一例外都有一个翱翔工程师,形成三人制机组。翱翔工程师的任务是监管发动机和其他机上系统,但当代电子系统使得保留翱翔工程师不再必要。对航司来说,减少一个翱翔工程师对节约工薪和福利开支有很大好处。在A310之后,不论大小,所有空客飞机都是双人制,波音也跟进了。
空客还是在大型客机上率先大量利用复材的,以降落重量,延长寿命。A310是最先采取碳纤维垂尾构造的大型客机,比常规金属构造节约了20%的重量。A320是第一架利用复材平尾和垂尾的量产型客机,机翼按重量算也有13%为复材。A380率先采取复材中心翼盒,采取包括玻璃纤维增强铝合金层板(也称GLARE)等各种复材,复材占A380构造重量的25%,A350的复材用量更是达到53%,比波音787的50%还多。
空客也是在散漫、小而全的欧洲各国航空工业上集成而成的,从一开始,就强调各成员扬长避短,武断避免小而全。因此空客打造了的跨国生产体系,各种部件不仅水运、车运,还用机舱特大的“超级泡泡鱼”运输机在几个厂区之间运输机体和大件,把远在各国的生产体系连接在一起。“超级泡泡鱼”是由螺旋桨的波音C-97改装的,后来由从A300改装的“大白鲸”更换,2020年起将由从A330改装的“大白鲸XL”更换。对空客来说,这在一开始是确保各国事情份额的须要,但现在的重点是发挥各厂区的技能、园地和本钱上风,由于总装厂的技能哀求最高,但生产规模一大,未必有园地制造机身分段、机翼等大件,这也是把新厂区结合进现有生产体系的最好方法。现在波音也仿效这个做法,用从波音747改装的“梦幻运输机”把在其他地方制造的机体和大件运到西雅图的总装厂。
为了将分布在各国的工厂有机联系在一起,空客专门开拓了大型飞机部件运输机
在更详细的技能层面上,空客在A380上首先采取5000磅/平方英尺(约34.5兆帕)压力的高压液压系统,高于常规的3000磅/平方英寸(约20.7兆帕)和“协和”式的4000磅/平方英寸(约27.6兆帕),降落重量达1200公斤。一样平常的电传飞控只是旗子暗记电传,作动还是液压的。A380飞控还采取电液稠浊飞控,两套电动,两套液压,只要有任何一套还在事情,飞机就连续可控。与全液压比较,重量也减轻了。A350采取了同样的电液稠浊飞控。
A380还率先采取跑道防冲出系统(简称ROP)和及时减速系统(简称BTV)。不才滑靠近时,ROP根据数据库里的目的地跑道信息,与当前速率、高度、间隔、飞机重量等数据相对照,在有可能冲出跑道的情形下,自动提醒翱翔员。如果翱翔员连续着陆,系统会自动施加反推力和刹车,确保在最短间隔里停下来。BTV则是用于正常着陆的。翱翔员根据塔台关照,在着陆前预先指定离开跑道、转入滑行道的出口。在接地后,BTV自动施加最小刹车,确保在减速到指定出口时速率刚好降落到规定哀求,以节约刹车和轮胎的磨耗。这也在A350上利用了。
空客还在创新的路上连续提高。
大疆一样的多旋翼电动无人机现在很遍及了,但更进一步发展成为送货无人机或者无人驾驶翱翔的士依然只是空想,这现在统称为eVTOL,意为电动垂直起落。空客是天下上首先热衷于eVTOL的重量级飞机公司,现在波音也跟进了。空客的电动四旋翼的CityAirbus已经在2019年5月1日首飞,两天后串列倾转翼的Vahana完成了垂直起落状态到平飞状态的转换,速率达到90节(约167公里/小时),这也是电动的。eVTOL与民航客机相距甚远,但对未来城市空中交通和生活办法可能产生重大影响,以所有形式空中翱翔为己任的空客希望这成为新的增长重点。
空客还积极推动涡电混动。这不是纯电,而是混动。用涡扇驱动发电机然后驱动电动风扇可以有效降落转速和提高推进效率。发动机推力须要考虑起飞中单发故障的情形,以是大于正常起飞哀求。用电池助力可以显著降落发动机的最大推力哀求,巡航段反正要不了多少推力,恰好充电,以备着陆失落败时再次拉起之用。更进一步的话,可以用电动实现分布式推进,沿翼展支配持续串小型电动风扇取代单一大型风扇,与机翼气流掌握,乃至与机体附面层抽吸相结合,可以达到更大的省油减排降噪效果。空客与罗尔斯-罗伊斯和西门子互助的E-Fan X项目已经技能冻结,以四发的BAe146为根本,采取天下上功率最大的2500千瓦、3000伏机载互换发电系统。四台霍尼韦尔LF507中的一台置换为电动,风扇来自罗尔斯-罗伊斯AE3007,试飞操持在2020年开始。操持将有关技能终极用于50-100座支线客机,希望在2030-35年间投入利用。这将是喷气时期之后航空动力最大的变革。这不单涉及发动机技能,更哀求发动机-气动综合优化。
空客还在研究层流掌握技能,如果实用化,这将是超临界翼后的最大打破。层流是相对付湍流而言的。机翼表面气流保持层流的话,摩擦阻力可以降落高达50%,二氧化碳排放降落5%。空客的稠浊层流掌握技能(简称HFLC)在机翼前缘布满小孔,将机翼表面的附面层吸入,推迟湍流的产生。同时进行的欧洲打破性层流验证机(简称BLADE)采取自然层流技能,用前辈翼型和绝对光洁的表面确保层流,BLADE的重点是研究如何在实际环境下依然保持自然层流,比如虫子、污物吸附在机翼表面的情形。HLFC和BLADE都已经试飞了。
当然,在数字时期,空客也在积极研究大数据、云打算一类的问题,用于预防性和视情维修、设计优化等,但这些已经不是航空工业特有的问题了。空客还在研究用增强现实帮助翱翔员在恶劣景象里着陆的技能,这也与IT的关系更大。
空客50年来的进程表明,创新至少与政府支持一样主要。离开政府支持,空客根本起不了步;但离开创新,空客也只能是过眼浮云。空客确实追着东方航空乞求免费试用A300,但末了还是由于A300展现了出色的经济性,比同级飞机省油差不多30%,乃至超过估量,这才说动东方航空下了23架订单,帮空客打入了关键的美国市场。
空客直到上世纪80年代末才达到100架的年产量,到90年代末才达到匹敌波音的天下市场份额。这时空客成立已经30年了。在这一过程中,当年帮着波音“欺凌”欧洲的麦道已经灰飞烟灭,洛克希德也永久退出了民机领域,美国大三变成大一。
商飞须要向空客学的东西,远不止是政府支持和海内市场政策
如今空客依然有各种问题,不仅法英当局在调查空客高层的腐败和贿赂问题,法国派和德国派之间的内耗也居高不下。最要命的还是利润率,在这方面空客显著掉队于波音。据估计,在发卖方面,空客营销的一半和利润的1/3来自A320家族,A321/LR/XLR尤其劲爆,这是好事。A350的产量预期在持续下滑,这对依赖A350上打波音777X下拼波音787的空客不是好。A330NEO的发卖持平,不好不坏。A380下马了,A400M则是个无底洞。
还好波音方面现在也深陷重围,减轻了空客的压力。波音737MAX本来是作为压舱石的,现在成为风暴的中央,停飞一年后,复飞依然遥遥无期,复产是更大的问号。已经几次要启动但临阵撤火的NMA现在再次搁置,NSA更是遥遥无期。波音777X悄悄地推出,但销路不看好。只有波音787还连续热销。在另一头,相对付“免费”的A220,波音花42亿美元买入巴西航空的80%股份,而后者的E2系列碾压庞巴迪CRJ有余,但寻衅A220便是鸟枪对炮了。在军机方面,KC-46的问题还是跬步不离,好在还有P-8反潜机热销。
空客是欧洲工业和科技整合最成功的例子。“空客奠基三剑客”之一的菲利克斯·克拉希特是这样描述空客的:“在图卢兹,来自英国的螺栓正在被来自法国的扳手拧入来自德国的螺帽中。”这件事情的发生本身便是欧洲历史上的奇迹。商飞要成为中国历史上的奇迹,但商飞不能把奇迹寄托在政府支持和市场保护上,必须大胆创新,勇于开拓。这不仅指技能上,也包括生产组织,如何把全国的航空工业都领悟进来,是商飞必须考虑的大问题。如果万里长征的老红军只想着保本,那就没有开辟敌后抗日根据地、挺进东北、三大战役和打过长江了。延安必须保卫,但我们的目标是星辰大海。
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