中日国产客机竞赛:从中日本MRJ之死看中国国内ARJ21的成功了

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[正文/观察者网络专栏作家张仲林]

对COMAC来说,2020年是个好年头。

10月27日,COMAC向国航交付了第二架ARJ21-700。仅用两天时间,COMAC就向成都航空交付了第23架ARJ21-700,共交付37架飞机。少数人快乐,少数人悲伤。正当中国商飞ARJ21进入高速交付期,三菱的spacejet——,即MRJ——正式宣告死亡。

ARJ21和MRJ名字相近,定位相近,项目成立时间大致相同(ARJ21成立于2002年,MRJ成立于2003年),两者都有一个大致的发展过程。但是一个失败了,另一个开始进入快速分娩阶段,让人感觉不一样。飞机的命运不仅取决于自己的努力,还取决于它的历史旅程。

这背后无疑是意志的较量,力量的较量。

心比天高,命比纸薄

当加拿大庞巴迪的CRJ喷气式支线飞机横扫涡轮螺旋桨飞机主导的支线市场时,其强劲的势头让其他有航空基础的玩家跃跃欲试。对于飞机制造的新玩家来说,支线飞机确实是一个不错的切入点:技术难度低,市场巨大,货架产品成熟。

就三菱重工而言,虽然零战早已是上一个时代的荣耀,上一次冲击民航市场的YS11客机并不成功,但三菱重工对航空业还是有很大的野心和期待的。尽管在YS11客机之后的40多年里,日本和三菱重工都没有开发出新的客机,但日本作为波音的重要供应商和分包商,参与了波音客机子系统的制造,包括一些关键部件的制造。这些经历给了日本政府和三菱重工信心:这一次可以做到。

MRJ成立时,其参数是当时最先进的支线飞机:PW1000G齿轮传动发动机、翼装布局、复合材料机身和先进的航空电子系统。必须承认,2003年提出的规范确实超前了,有些技术甚至可以和两年后发布的波音787相比。所以日本对寄予厚望,甚至称之为“小787”。

MRJ(来源/新华网),日本高度期待

但是,俗话说得好,走得太远容易扯蛋。即使内幕像波音公司那么深,使用大量新技术新材料的波音787,一路上磕磕绊绊,甚至投产后遭遇全球停飞。对于40多年没有开发民用飞机的三菱重工来说,不可避免地会出现大量采用新技术的MRJ出现问题。

三菱重工在2003年启动MRJ项目时,三菱重工乐观估计,完成MRJ的研发只需要5年时间,成本只有1500亿日元(按2003年的汇率计算,约14亿美元),2013年就可以交付给第一个客户。俗话说,梦想很美好,现实却很骨感。

2013年,当最初计划开始向客户交付时,MRJ的第一个原型仍在组装中,直到2014年才完成,第一次飞行推迟到2015年11月11日。首飞后的试飞中发现飞机主翼强度不够,再次宣布延期。这是MRJ的第六次延期,客户的预计交付时间被推迟到2020年。

当然,MRJ对普惠公司PW1000G发动机的押注也是该项目难产的主要原因。毕竟PW1000G齿轮传动发动机由于可靠性差已经停止安装在A320NEO上,MRJ也会遇到同样的问题。

三菱生产线上的MRJ(来源/CNFRP。NET)

MRJ的研发困境反映了日本航空工业的困境。

虽然日本航空工业长期以来一直承担着波音分包商的角色,但它处于供应链的末端,R&D和民用飞机一体化产业链的顶端一直被波音牢牢占据。所以日本的航空工业看似发达,但基础领域却有很多缺课。最典型的例子是日本没有完整的风洞系统,这使得日本在空气动力学和机身设计方面的基础极其薄弱。

即使日本参与了很多波音飞机电子系统的分包,电子技术突出,但其核心技术始终掌握在产业链上游的波音手中,其作为制造商的角色对自身研发喷气客机并没有太大帮助。

虽然R&D客机的主流方向是全球供应商模式,使用成熟的货架产品进行飞机集成设计,“组装”飞机毕竟是一项技术活动,这项技术活动对于日本航空工业来说有些难度。为此,今年6月三菱收购加拿大庞巴迪时,还在想象庞巴迪丰富的支线飞机经验是否会对MRJ项目有所帮助,并在未来利用庞巴迪CRJ系列成熟网络推广MRJ。然而,仅仅四个月后,MRJ(更名为太空喷气机)项目被正式宣布死亡。

即使更名为spacejet,也依然无法改变MRJ的命运(来源/视频截图)

回顾MRJ项目的历史,除了日本航空工业基础薄弱之外,日本缺乏国家意志也是MRJ流产的一个主要因素。客机的R&D需要大量资金和长周期。如果仅仅依靠企业,是无法独立支撑如此庞大的研发支出的。即使是波音、空客这样的巨头,在研发新型客机时也需要政府补贴来减轻压力,分担风险。

在三菱的MRJ项目中,虽然日本政府承担了最初估计的R&D费用的三分之一(500亿日元),但政府500亿日元的财政支持对于不断出现的问题和因延误造成的成本膨胀来说似乎是杯水车薪。即使家庭像三菱那么大,也很难独善其身。

MRJ项目的市场定位也带来了致命的隐患。在MRJ的规划中,北美市场将占据80%,剩下的20%将是日本的国内市场。所以MRJ专门针对北美市场制定了MRJ90,而日本市场是MRJ70。

但FAA对支线飞机的航程进行了限制,使得MRJ90在座位数(FAA限制不超过76,而MRJ90为92)和最大起飞重量(FAA限制不超过86000磅,而MRJ90为87200磅)两方面都超过了FAA的限制。这就注定了MRJ在作为MRJ主要目标市场的美国市场会遇到很多困难。如果在主力市场面临限制,前景自然暗淡。

脚踏实地,砥砺前行

与MRJ同时成立的中国ARJ21项目,经历了坎坷的岁月,但与半途而废的MRJ相比,却取得了积极的成果。纵观ARJ21的发展历程,其粗糙程度堪比MRJ。除了MRJ是在项目成立五年后正式开工外,ARJ21和MRJ在项目正式开工后的进度相当类似,是一条极其崎岖的道路。

ARJ21和MRJ时间表

ARJ21之所以成功,慢慢走上正轨,和项目开始时没有高目标有很大关系。相对保守的配置,没有技术飞跃,采用成熟可靠的发动机和子系统,减少了ARJ21遇到的技术困难。

而且ARJ21和麦道的深厚关系,更容易熟悉MD80/90的飞行。毕竟,与从未研发过喷气客机的三菱相比,商飞/COMAC见过世面,经历过世面,知道自己有多少磅重。尽管上航/COMAC造客机的经验比起老牌民机厂商波音空客来说少得可怜,但比起零经验造客机的三菱来说还是有很大优势的。毕竟商飞/COMAC的“手艺”比日本的三菱要好很多,后者只有书本上的知识。

当然,除了脚踏实地的指标,国家的意志和一个完整的航空科技体系的支持也是极其重要的。与三菱在项目初期只获得政府补贴不同,ARJ21不仅有COMAC的支持,还有西飞、程菲、沈飞等兄弟单位的支持,AVIC的支持,更离不开中国政府的政策倾斜。

2005年ARJ21项目步入正轨,需要资金进行厂房和技术改造时,国家发改委和国防委员会主动承担了三分之二的资金。对于ARJ21项目所需的车间,按照“特殊事务和紧急事务”的原则,采用“绿色通道”进行快速审批。2006年,AVIC再次决定投资6亿元人民币,加快商飞工厂在ARJ21项目中所需的技术改造。

中国国产客机ARJ21在世界最高海拔民用机场完成了一次特殊试飞。照片来自中信。com,王继亮

除了资金和政策上的便利,建国以来中国一直在建设的航空产业也为ARJ21的研发提供了坚实可靠的基础。在ARJ21的开发过程中,遇到了很多技术问题,甚至有人认为ARJ21的技术方案不可行:超重、发动机进气畸变、高尾失速。当时组织了以沈飞、顾诵芬院士为首的专家组对方案进行评估,认为问题不大,可以解决。随后,通过大量的风洞试验和技术计算进行了验证。

在庞大的航空工业和基础研究的支撑下,是ARJ21成功不可或缺的因素。也正是这些资金、技术、政策的全力支持,使得ARJ21在成立五年后第一次下线,达到了中国的速度。另一方面,MRJ在项目建立11年和项目启动6年后推出了第一个原型。

生产线上的ARJ21(来源/每日新闻)

对于一架民用飞机来说,技术更先进,但如果没有市场,还是会面临困境。特别是一架全新的民用飞机,研发成本极高,需要大量订单才能盈利,盈利点一般是四五百架。对于MRJ来说,终止的一个主要原因是作为主要目标市场的美国由于监管机构的限制而不乐观,但对于ARJ21来说这个问题根本不存在。

ARJ21虽然尝试出口,但一直是以中国国内航空市场为基础,中国国内航空市场拥有世界第二大民航市场(目前第一)。截至2019年8月,ARJ21的订单数量已达到596个。如果按照400架国际通用飞机的盈亏点来算,ARJ21已经过了盈亏线,进入良性循环。这596飞机的订单大部分来自国内市场,西部地区巨大的区域航空需求为ARJ21项目创造了良好的土壤。

从左到右分别是东航ARJ21、国航、南航(来源/中国民航网)

那么完成一架21世纪的先进支线飞机(ARJ21)需要什么呢?它需要九个子公司、数百个相关专业、数千家配套制造商和来自中国、中共中央、国家发展和改革委员会、国防工作委员会和AVIC的14亿人的市场。

简而言之,完成它需要一个伟大的国家。