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中国大飞机是个组装机  

2011-12-23 10:59:44|  分类: 真实记录 |  标签: |举报 |字号 订阅

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导语:12月19日,中国商飞宣布国产大飞机将于2014年首飞,初期国产化率达到30%,并在未来继续提高国产化率。从飞机到高铁再到航天,“国产”是很多人心中挥之不去的情节。但在这个全球一体化的时代,根本不存在所谓的“国产飞机”。
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发动机来自美法合资公司,没有中国公司参加投标

飞机发动机被誉为工业革命的皇冠上,比军用发动机在可靠性及燃油经济上要求更高的民用航空发动机更是被誉为皇冠上那颗发光的宝石。作为整个飞机技术含量最高的一环,中国没有生产的能力。目前,国产大飞机选用的是美国通用电气和法国赛峰集团合资的CFM公司的产品。根据商飞与CFM国际公司签署的合同,CFM国际公司将是来自境外的唯一集成推进系统(发动机、短舱、反推装置)的供应商,CFM将提供LEAP-X1C发动机,以及短舱及反推装置,为商飞交付一整套集成推进系统解决方案。中国企业甚至没有连早期的招投标都没有参加。参加竞标的是普惠,罗罗和GE等清一色的欧美企业。

 
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发动机的研制难度甚至超过了研制飞机本身。

     

中国宣称2020年换装国产发动机,但研制全新发动机周期需10到15年

此前,面对国产大飞机使用外国发动机的尴尬,中国商飞强调会率先使用外国成熟发动机,2020年换装国产发动机。但国产发动机的前途,不管从研制周期还是从中国的技术水平来看都不乐观。根据国外经验,典型的发动机研制周期一般在10—15年,仅第一台发动机的试验取证就需要两三年。波音777的P W4084发动机,2008年开始取证工作,取证时间是两年;GE公司的CF34-10发动机,从2007年开始取证,一直到2011年7月,总共结历4年。俄罗斯和法国合作搞得SM-146发动机,2003年9月接受申请,到2010年,取证时间长达七年。在造出第一台发动机后,还要对发动机在地面台架上、高空模拟试车台和飞行试车台以及今后所装飞机上进行大量试验。

中国研制发动机面临设计,加工,材料三大难题,短期内无法提高

研制飞机发动机的难点第一首先是设计技术。一个新研制发展的发动机的成败,很大程度上取决于设计技术,一台发动机由成千上万个零件组成,主要零组件均要进行严格的气动、强度、振动设计与计算,有的还不能仅靠计算的结果,还要通过多种试验来验证。中国已拥有各种计算方法与程序和一些试验台,但还不够满足新型发动机的需要,更难的是中国还缺少研制大发动机的实践经验。

其次是加工技术。一个发动机生产工艺上的好坏决定了这台发动机的整体性能。加工技术包括精密铸锻工艺,数控机械加工,隔热涂层的喷涂技术,大型零件的摩擦焊技术,复杂冷却通道的涡轮工作叶片加工技术,单晶叶片成形技术、大型复杂结构的锻、铸、焊组合加工术、复合材料加工技术以及小孔加工技术等等。此类技术中国基础薄弱,短期内也没有大幅提高的可能。这也是目前大多数国家没有能力独自研制发动机的原因之一。

第三是材料问题。关键材料(例如涡轮工作叶片用的材料)的好坏在很大程度上会影响发动机的性能,如能将涡轮工作叶片材料的耐温能提高50°C,发动机的推力可增加8 %左右。除高温合金外,复合材料也开始应用于先进的发动机中了,复合材料不仅轻,而且抗疲劳的性能也好。如果没有高性能的先进材料,是很难研制出高性能发动机的,而新材料领域同样是中国技术十分薄弱的领域。

 
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短舱和起落架系统来自美国古德里奇公司,航电系统来自美国GE公司

飞机短舱和起落架均为重要系统集成部件,飞机短舱与发动机共同构成飞机的动力系统,起落架则是飞机制动和操作、吸收撞击能量的重要部件。根据招标信息,全球最大的航空系统和部件供应商,美国古德里奇公司将为C919生产民用飞机短舱和起落架。在航电系统方面,美国GE公司将为C919提供航电核心处理、显示、机载维护和飞行记录系统。航电核心处理、显示、机载维护和飞行记录系统是现代客机十分关键的系统,直接关系到飞机的先进性、安全性、可靠性和便捷的维修特性等。

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飞机的电传系统非常复杂,国内尚无能力生产

     

辅助动力系统,飞行控制系统等同样是美国制造

民航飞机的辅助动力系统(APU),在地面上担负着启动发动机,提供电力的任务。在空中更担负着在主发动机停转的情况下为发动机重启提供电力的重任。这部分系统技术含量极高,与中国供应商同样无关,由美国霍尼韦尔公司提供。此外,该公司还将提供国产大飞机的飞行控制系统、机轮刹车系统、大气数据与惯性导航系统四个子系统。

燃油系统由美国伊顿集团提供,空气管理系统来自德国

在大型客机各类零部件中,管路部分的零件占据了相当重要的位置。管路部分的零件是总装直属件,几乎在大型客机所有系统,如燃油、液压、环控、废水等均涉及到不同材料规格、不同类型和多种连接形式的导管,是飞机的“血管”。管路系统相应设计与制造能力水平直接影响飞机总装制造的水平和制造效率。C919的液压和燃油管路系统,包括所有部件的设计、研发、安装支持、试验、取证支持和运行支持,以及所有管路的安装设计由美国伊顿公司提供。作为管路部分的另一重要系统,C919的空气管理系统来自德国的利勃海尔公司。

天花板卫生间中国同样造不了,内饰系统由奥地利FACC公司生产

在一般人印象中技术含量较低的内饰系统,中国公司同样造不了。 内饰系统是大型客机的重要系统之一,包括天花板、行李舱、舷窗内衬、厨房及卫生间等设施,对飞机的舒适性、先进性和竞争能力有重要影响,事实上技术含量并不低。C919的内饰系统将由来自奥地利的FACC公司生产。

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座椅,天花板这样的内饰系统科技含量并不低。图为波音787客机内部。

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国产化部分只因国内厂家造价低,空客波音也将此部分外包给中国厂商

中国商飞董事长曾称,国产大飞机的国产化率将力争达到30%。但事实上,国产大飞机的国产化率就算达到了30%也并不意味着中国的技术能力有多高。对一架飞机来说,发动机,电传系统,飞行控制系统和燃油系统等高技术部件占到了飞机造价的50%。这些关键系统国内企业不具备技术实力,也是明确要对外招标的项目。飞机制造商的总装,管理和运营费用占到了20%,剩下30%的造价是技术相对简单的雷达罩、机头、前机身、翼身整流罩等的机体部件。国产大飞机所谓的30%国产化率就是这么来的。

对于这30%的零部件来说,技术含量低,人工成本占造价的很大一部分,也是中国厂商有着比较优势的一部分。不仅中国商飞,空客和波音很早以前就将这部分订单交给中国厂商。空客早在2002年就将生产尾翼和货仓舱门的订单交给了天津工厂,与波音合作的中国厂商目前已超过6000家。

 
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机头这样的部件可以国产只因价格便宜。

     

全球化时代不存在“国产飞机”这个概念,追求国产化率十分可笑

中国商飞此前表示,今后的国产大飞机将进一步提高国产化率,并选用新一代的国产发动机。基于一种错误的传统理念和廉价的民族自豪感,国产大飞机一直在片面地追求所谓的国产化率。在这个全球经济一体化时代,尤其是在供应链高度分散的民航领域,“国产飞机”本身就是一个十分可笑的概念。

早期,欧美飞机制造商的运行模式和国人理解的一样,即所有零部件都几乎是在飞机制造商的下属企业或是企业内部不同部门进行生产。但随着飞机制造商企业边界的不断扩大,企业内部组织成本逐渐递增。同时,飞机制造商此时如果再试图为自己生产它在市场上可以采购得到的投入品,规模和范围经济就可能被牺牲掉。因此,欧美大飞机制造商出于降低成本的考虑,逐渐把零部件业务剥离出来实行全球采购,整机企业则集中力量进行飞机设计研发和最后组装等核心技术环节。

“9·11”事件之后,全球航空工业受到沉重打击,订单数量急剧下滑。为了缩减成本,波音再次调整了商业模式,将零部件设计和制造的任务交给几家大的供应商,比如让供应商来控制零部件的特征和设计。2005年,波音公司以9亿美元的价格将旗下仅有的两家制造厂出售。由此,波音的任务不再是组装零部件,而是进行模块组装。波音前CEO孔笛特称其为一种“不可思议的全球性协议合作”,最新的波音787因此种商业模式被称作“积木飞机”。 目前,波音的生产链遍及全球70多个国家,空中客车在全世界有2100多个供应商,分布于美国、日本以及中国等32个国家。两家的发动机全部采购于罗罗,GE和普惠公司,其他大型零部件来自Vought、Alenia等大型跨国转包生产商。因此,很难认定波音就是美国的“国产飞机”,空客是欧洲的“洲产飞机”。

 
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在这个全球化的时代,强调某一个产品的国家属性是十分可笑的,在供应链高度分散的民航领域更是如此。中国一直强调的“国产”概念不仅违背了航空业的基本规律,也超过了中国目前的技术能力,只是自欺欺人罢了。

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