野心与梦想：国产大飞机浮沉五十年

江湖险恶567 · 发表于 2023-3-9 14:02:02

         1999年10月3日一大早，一架通体灰色，还没来得及喷漆的150座客机从上海宝山的大场机场缓缓升空，飞机上只有三名乘客，当过空军一号驾驶员的美国人别林斯，波音驻北京代表处的飞行顾问罗伯特·约翰逊，还有一位中国观察员。
         飞机升空后迅速爬升至1.1万米，沿着东海岸一路向北，飞到靠近山东半岛时又调头折返，原路返回大场机场。第二天，提前拟好的新闻通稿登上了各个地方日报的重要版面：中美合作MD-90飞机在沪首飞成功。
         1984年，上海汽车和德国大众的合资公司落地，技术换市场的桑塔纳模式登场，这启发了在运-10项目上进展缓慢的中国航空业。航空工业部与美国麦道公司合作，引进了当时麦道的MD-82飞机产线，希望在民航业复刻桑塔纳的路径。
         从80年代中期到90年代中期，中美合作一共组装了35架MD-82/83飞机。以此为基础，1992年，航空部又与麦道签定了合作生产40架MD-90的合同，口径也从“中国组装”变成了“联合研发”。
         MD-90是当时技术上相对先进的民航机型之一，中国航空工业的精锐力量悉数参与，上航、西飞、沈飞、成飞各自承担了不同的零件和装配任务。
         1999年10月，MD-90在上海总装完成后，首次试飞成功，原本的国产化率目标是70%，完工时达到了90%。2000年2月24日，第二架MD-90在现场的鲜花与掌声中圆满试飞。
         然而，伴随着MD-90的升空，中国国产大飞机的梦想却一头扎进谷底。
         1997年，波音兼并了财务状况不佳的麦道，麦道生产线随即被关闭。随后，民航总局提出：国内MD90飞机与波音同步停产。
         时值第一架MD90在上海进入总装关键时刻，中国方面已经按20架飞机的需求采购了设备和材料，正在总装的两架MD-90原本应是起航，结果成了绝唱。
         2000年，第二架MD-90试飞成功的同时，数千名工程师正在附近的上海飞机制造厂里，忙着销毁和MD-90有关的一切材料。按照波音的要求，四个飞机制造厂共近5万个图号的图纸，85吨的技术资料，700万字的功能试验文件，860万字的工艺标准必须清空。
         经历了运-10的跌宕，MD-82/83的蜜月，中国航空工业为之付出了无数人力物力的大飞机，顿时陷入了迷茫。
         MD-90客机
         在大飞机验证飞行之前，中国民航飞机制造的历史已经踽踽独行了接近半个世纪之久。外资工厂、院所教授、政府官员、海归精英、资本掮客等一大批人物逐一登上历史舞台。这段错综复杂的历史大致可以分成三个阶段：
         坚强萌芽（1970-1986年）：运十计划，以首长专机为目标的高成本制造，商业化意识几乎为零；
         混乱年代（1978-2000年）：外资企业麦道登场与中国联合研发组装，象征着技术换市场的彻底失败；
         全面对决（2008-如今）：C919大飞机登场，核心零件外采+自主组装模式出现，市场化路线成为阶段主导。
         如果说芯片是工业和科技的皇冠，那么大飞机就是皇冠上那颗最显眼的明珠，其重要性远远超过了对GDP贡献的那一行数字。
         历史的教训
         上世纪90年代，航空部制定了民航飞机制造三步走战略：第一步，国外提供技术和设备，中国负责装配；第二步，中外合作，研制100座级飞机；第三步是自行设计、制造180座级飞机。
         在这个宏伟蓝图之下，找到一家手握核心技术、设备，并同时渴求中国市场的合作方是最基础的一步。
         彼时，曾经睥睨军用机市场的麦道，转型民用机后，也在波音和空客的夹击下有些走投无路，有意通过中国市场挽回颓势。
         1984年起，双方一拍即合，快速上马了MD82/83飞机的组装合作。合作期间内，中国方面一共装配出了35架MD-82/83，双方合作一切顺利。
         在此基础上，航空部与麦道又在1992年签订了合作生产40架（后改为20架）更新型号的MD-90合同。
         1997年，MD-90项目全面展开。与前期中国只能进行简单组装的MD82/83项目不同的是，MD-90项目中，麦道只给图纸和原材料，零件制造到总装试飞全都由中国完成，中方需要经手的零件从2000多项猛增到40000项。
         中国企业作为飞机干线主制造商、零部件制造商的系统管理能力、总装能力、工艺文件、工艺装备等等能力，也在这期间得到了充分肯定。
         没想到的是，一切都按照最初计划完美实现之时，“老朋友”麦道，在这一年的元旦，给中国人送上了一份大礼。
         1997年年初，第三次石油危机的余波，加速了亏损二十多年的麦道被波音合并。而与波音原本产品系列有冲突的MD-90项目，也被波音要求不再继续投入资源。
         然而此时，中国方面已经按照5-10架的生产计划准备了对应的设备、人员和管理系统，无论是生产2架还是200架，这些成本都是固定的。而且，麦道提供的原材料和生产设备还在源源不断运抵上海。
         于是，一片错愕中，国产MD-90完成了两次完美试飞。然后就被长期停放在大场机场的试飞站，无人认领。
         与美国人的麦道项目流产，让航空部在1997年再次将希望寄托在了欧洲的空客身上。
         当时，100座级飞机是民航飞机中的一个真空地带，同样垂涎中国市场的空客抛出橄榄枝，愿意为中国市场打造一款108座的AE-100，由中国制造组装。
         随后，中航工业总公司和空客签署了AE-100项目的框架协议。作为“回礼”，中国从空客采购了30架A320系列飞机。
         正当中航宣布成立AE-100飞机项目西安现场指挥部，准备摩拳擦掌、大干一场时，空客却开始频频发难：
         先是以中方能力有限，控股困难为由，提出超过10亿美元的巨额技术转让费，后又开始在国际舆论上造势，称“100座级别的民用客机没有足够的市场，经济上不可行”。
         可笑的是，对外宣布与中方合作的AE-100项目终止后，仅仅四天，空客就高调宣布了其自行研制的107座的支线飞机A318，设计概念与AE-100完全相同，堪称“借尸还魂”。
         于是，这场与空客的合作，以一种飞机制造全落空，采购订单先送出去的诡异方式无疾而终。
         90年代提出的三步走，实际上只走出了第一步。
         组装的价值
         接连被美国人与欧洲人摆了一道之后，中国航空业确定了新的思路，一是不再寄望于海外的技术转移，二是先集中精力攻克更低技术难度的支线飞机，为自主研发大飞机探路。
         2002年9月，70座~90座的ARJ21支线飞机研制立项。时值“9·11”之后的全球航空业萧条，ARJ21在这个背景中上马，可谓踩中了航空工业最后的机遇，美国《航空周刊》当时评价说：
         如果40年后中国在全球航空业发展成为一个竞争力强的对手，那么我们应该说，他们是从ARJ21-700飞机开始的。
         2007年，首架ARJ21-700飞机在上海总装下线，一年后成功完成首飞。有了支线飞机的研制经验，国产干线飞机项目也很快提上了日程——也就是C919。
         不过，即便有ARJ21作为基础，C919从2008年立项到2015年总装下线，依然花费了近十年时间。2017年，C919在上海首飞成功，浓缩了中国民航工业近半个世纪的浮沉跌宕。
         2022年12月，拿到国内适航证件的C919正式交付了第一架飞机，这意味着100小时验证飞行阶段完成后，国内乘客就可以乘坐C919了。
         C919
         从2017年试飞到2022年交付，恰好是中美贸易摩擦不断，半导体产业薄弱环节充分暴露的时期。风光无限的C919，也被波及成了舆论里的靶子。毕竟号称国产大飞机，国产却只体现在轮胎、隔音棉、地板内饰，发动机和关键机载设备却是清一色的进口。
         尤其在发动机领域，迄今仍被美国通用、美国普惠、英国罗尔斯·罗伊斯（劳斯莱斯）和法国赛峰排列组合出的6家欧美合资公司所牢牢把控。
         比如C919现在使用的LEAP-1C发动机，就来自通用电气和法国赛峰的合资公司CFM。
         甚至出于商业竞争目的，CFM给C919定制了一个丐中丐版：重量和长度都比波音的B型发动机增加了40%以上，推重比太差，导致C919的航程只有4000-5500公里，而波音737MAX的航程有6000-7000公里，极大降低了国际航线的竞争力。
         争议也因此甚嚣尘上：核心零部件大多进口而来，到底能不能叫自主研发？
         实际上，飞机能组装成功，就已经是一种顶级制造能力。
         飞机制造本质上考验的是对几十万零部件进行选型、协调、管理的“系统集成能力”，以及整体设计规划和精密控制的水平。
         做消费电子，把CPU内存硬盘等零部件往主板上一插，就是台能用的电脑；但造飞机，把发动机买回来装进飞机壳里——这玩意它飞不起来。
         1994年6月6日，西北航空一架飞机在飞行过程中解体，原因就是减震交换平台后面的倾斜阻尼插头和航向阻尼插头错插了[1]。
         ARJ21研制过程中，燃油箱的放油切断阀与辅助动力系统（APU）供油切断阀一开始被相邻安装，间距不足8厘米，但两者连接器型号和规格都是相同的，就存在插错的风险[1]。而一个飞机中，这样细碎的零部件，足足有几十万个。
         与此同时，组装好之后，还要做到“完全”不出错。举例来说，商用飞机有一个10(-9)标准，可以简单理解为，假如每周往返北京上海一次，军用飞机的安全性设计标准是20年发生一次机毁人亡事故，商用飞机则是2000年发生一次，目前，商用飞机技术水平实际能够达到的标准，是6000年发生一次[1]。
         C919有几十万个集成模块，将这些零部件无缝对接，哪怕每个都是99.99999%的准确率，累积起来的正确程度可能也就只有90%。
         把发动机、航电、飞控、液压等系统集成起来，制造一架达到适航标准的大型客机，其难度绝不是CCTV科教频道里“大爷自购零部件徒手组装飞机”能够比拟。
         最重要的是，飞机组装也意味着零部件的自主采购权，带动的是整个产业链的进步。和消费电子不一样，“拼起来的飞机”本质上是一个供应链平台。
         ARJ21立项时，由于全球范围内新飞机项目很少，通用电气为了拿到发动机订单，在竞标时的报价非常低，并且主动推动国内的制造商合作生产。但到了C919研制阶段，一些发动机零部件就已经能在中国生产了。
         这其实也是决策者当时的预设。经历了MD-90折戟，无论是财政的投入力度，还是市场主体能够调动的资源，在当时从零开始研发大飞机无异于天方夜谭。在这种背景下，决策层制定了一个新的三步走策略：
         第一阶段，先主攻支线客机，取得FAA的适航证，力求具备市场竞争力。
         第二阶段，量产支线客机的同时，启动国产大飞机的研发，核心部件暂时从国际采购。
         第三阶段，同时自主研发发动机、机载系统，实现国产化，最终形成完整民航飞机产业链。
         这三个阶段中最难的恰恰是第二阶段。原因在于波音和空客的核心能力同样体现在于系统集成，波音787的国产化率只有35%，而空客的供应商分布在全球27个国家。用波音副总裁卡罗琳·科维的话来说：
         “如果买来零部件就能轻而易举地组装飞机，世界上就不止波音、空客两大飞机制造商了。”
         技术or商业
         当然也有人质疑，军用飞机我们都能做到核心零部件自研了，为什么在民用市场还要继续给外国人送钱？
         一个反直觉的事实是，做民航飞机的难度，实际上比军用战斗机的难度还要更高。
         比如在安全性指标中，交通运输部规定民用航发的空中停车率为0.002-0.005次/1000小时，而军品约为0.2次/1000小时，相差百倍。加之民航对发动机还有油耗、成本等综合考量，实际上发展难度更大。
         而长达几十年的探索期内，中国航空工业面对的挑战除了技术，还有商业层面的平衡难度。
         和高铁以及军用产品不同，民航是一个市场化程度极高的行业，就算各大航司有意使用国产，也需要先考虑自己兜里的预算究竟还有多少。
         与麦道合作MD-90时，原定生产150架飞机，全部由中方认购，但民航即使勒紧裤腰带，能购买的理论上限也只有25架。
         于是，1994年，中国方面和麦道重新协商，商定向麦道采购20架，合作生产20架，中国以学技术为主。由于亏损严重，当时每架飞机还需要财政补贴800万美元[11]。
         然而，由于中国还在技术爬坡，实际制造成本比预计的量产成本还要更高，民航只同意预订美国生产的20架和自己造的5架。以至于其余15架国产在规划中的MD-90迟迟没有找到原意预订的买家[11]。
         后来波音关停产线，预计生产20架的MD-90，实际拿到适航证的只剩2架，就这也没能找到买主，理由依然是成本太高，航司“不可能专门为这两架飞机配置技术维修队伍[12]”。
         而在具体的设计和制造环节，即使各项技术指标做到全优，民航客机的买主往往还要考量油耗和以及实际的航线规划等问题。
         民航工业史发展到今天，不乏技术上成功，但商业上失败的案例。2007年，空客推出了全面超越波音747的宽体客机A380，载客量迄今全球最高，航程也接近民航业最高水平，被奉为空客的“家族明星”，项目之初，业界一度预测A380能卖出1000架以上。
         然而，这样一架明星产品却在短短14年后停产，老款的波音747却翱翔了半个多世纪。
         A380失败的本质在于空客对航空市场的错误预期。超大客容量、超远程航线的飞机只适合在重要的国际枢纽间往返。在波音747流行的年代，二三线城市的旅客得去北京上海等一线城市的国际机场，才能飞到欧美国家大都市。
         在这个背景下，500以上座位的飞机，理论上市场想象力是很大的。
         但问题是，航空公司出于对上座率的担心，实际做法是增加中小航班班频次，通过中转承接二三线机场的乘客，而不是使用更大容积的飞机实现一站到底。
         相应的，对大承载量飞机的需求自然就减少了，全球各大航司接连取消A380订单，第一大客户阿联酋航空直接砍单30架。
         平均来说，一架飞机至少要卖出420架才能回本，A380最终的成绩是251架。
         这也就回答了“为什么不能把军用发动机放到民航”这个问题。和半导体产业有点类似——造一块纸面性能强劲的芯片并不难，但难的是有愿意适配的下游终端产品、围绕在硬件周围庞大的软件开发者，以及最终为研发成本买单的消费者。
         这里面，市场是关键词。
         与此同时，航空发动机是个典型的渐进式创新门类，尽管中国在军用航发领域的研发经验长达70年。但对民航发动机的研究，从某种意义上来说是从大飞机立项后才开始的，和欧美相差了半个世纪[5]。
         对国产大飞机而言，发动机是又窄又险的独木桥，交付数量是绕不开的里程碑，两者都是必答题。
         尾声
         波音747项目的总工程师乔·萨特写过一本《未了的传奇》，记录了波音747从立项、研制、试飞直至交付客户的整个过程中许多鲜为人知的故事。
         1980年，乔·萨特和一众波音高管来到中国，参观了模仿波音707设计生产的运-10飞机，乔·萨特在书中写道：
         “当时有超过50个中国的工程师和政府官员陪同我们一起参观。我观察飞机，他们则好奇地看着我的一切动作，围在我身边，我盯着飞机的机身、机翼和起落架看的时候，我看哪儿他们也看哪儿。
         当我告诉他们我觉得运-10看起来是一款好飞机的时候，他们如释重负。我感觉自己就像一个正在检阅部队的将军。”
         航空工业之所以重要，在于其强大的外溢效应。在波音分包项目里吃尽甜头的日本人，曾对500项技术扩散案例做了研究，发现60%的技术来源于航空工业。
         如果将民用船舶业对产业拉动以1元计算，那么家电为45元，汽车为80元，而大型客机为800元。

         而它的复杂性在于，每一点的进步都依赖精密的设计与大量审查和验证，以及在市场中换来的商业竞争力。
         波音的767分包订单几乎以一己之力带动了日本高端机床的成功，时至今日，787机体和机翼部分的几乎全部生产都在日本进行，但日本的MRJ支线客机项目在经历频繁的超支和超期后，依然胎死腹中。
         对中国而言，无论是大飞机的产业链，还是高端制造业的全球竞争力，依然是一门尚未结业的大考。
         参考资料
         [1] 一个国家的起飞：中国商用飞机的生死突围，刘济美
         [2] 中国航空工业何去何从，王小强
         [3] 中国民航现状及其问题
         [4] 逐梦蓝天：C919大型客机纪事，刘斌
         [5] 中国大飞机何时用上“中国心”？刘大响：国产发动机取得重大突破，新京报
         [6] 中国商飞往事，饭统戴老板
         [7] 未了的传奇——波音747的故事，乔萨特，杰伊斯宾塞
         [8] 中国大型飞机发展战略研究报告，路风
         [9] 亲历MD-90首飞，杨伟江
         [10] 中国为什么要花46年建造大飞机，汤小平
         [11] 中国民航工业的现状及问题—— MD90干线飞机项目的上马与下马，大公报
         [12] 上飞总装的两架麦道MD-90飞机被买主拒收，南方周末
         编辑：刘芮/杨婷婷
         视觉设计：疏睿
         责任编辑：李墨天

醉蝶翔舞 · 发表于 2023-3-9 14:14:32

加油中国！

roy899 · 发表于 2023-3-9 14:26:20

没有核心技术，被别人收拾得好惨！中国加油！！！

Summer_Rebecca · 发表于 2023-3-9 14:37:43

混乱年代1978-2000

塘沽火星人 · 发表于 2023-3-9 14:49:50

前路漫漫其修远兮？

亦心绿 · 发表于 2023-3-9 15:01:35

普通老百姓可能不知道其重大意义，伟大的梦想终将成为现实！

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野心与梦想：国产大飞机浮沉五十年

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