浅谈大飞机的竞争与发展

(1.上海航空工业(集团)有限公司 上海 200232；2.南京航空航天大学 江苏 南京 211106)

引言

世界上能制造出军用战斗机的国家有很多，除了美国和欧盟等发达国家，还有俄罗斯(米格29系列、苏35系列等)、中国(枭龙、歼十系列等)、瑞典(“鹰狮”)、日本(F2)、以色列(“幼狮”)等国均能自主研制。但是，在民用航空领域，波音和空客两大飞机制造商垄断着全球大飞机市场。今年9月17日，波音公司发布的2019版《中国民用航空市场展望》报告中预测到中国市场未来20年会有8090架新飞机的需求，其经济价值达1.3万亿美元，且2019年的预测值较2018年增长了7%[1]，这一增长趋势将使中国在未来十年中成为世界上最大的航空市场。随着我国国产大飞机C919的成功试飞，波音和空客在提高畅销机型产量的同时，也在加紧研制更安全、更经济、更舒适、更环保的民机以获得未来更多的市场。可见现代大型商用飞机的竞争是愈演愈烈，直接加快了航空业的发展脚步。

一、现代大型商用飞机的竞争与发展

大型商用飞机是一个相对的概念，一般指150座级以上的干线客机。它是现代高科技的产物，也是权衡一个国家科技水平的重要标志之一。大型飞机的复杂程度也是难以想象的，例如一支运载火箭的零部件数量是20多万个，而波音747-400机型就有600多万个零件和连接件，是火箭的30倍之多。目前全球商用飞机的研制现状如表1所示：

表1 客机研制现状

(一)超大型双通道客机的竞争

目前，超大型双通道客机的竞争主要发生在空客公司推出的555座超大型客机A380(1993-2005)和波音公司推出的467座级的超大型客机747-8(2005-2012)之间，但是，在对全球关键枢纽机场市场的竞争方面，双方对市场需求的预测分析和描述发生了观点的巨大分歧，形成两种发展理念。空客公司认为，未来的民航运输发展路线应该是航空枢纽到航空枢纽的飞行；而波音公司认为，未来的民航运输市场依然会以点对点的直飞理念为主，没有必要去枢纽机场进行中转[2]，因此，在空客全力研发A380之际，同时，波音也在积极研发点对点直飞的中型“梦幻客机”—波音787。

全球能制造超大型双通道客机的厂商只有两家，但在今年2月14日，欧洲飞机制造商空中客车宣布，由于A380订单量无法维持生产，将在2021年停止交付超大型客机。同样，波音公司目前也已开始放缓747-8的生产速度。随着A380宣告即将停产，目前竞争形势已基本形成定局。

(二)宽体客机的竞争

这里所说的宽体客机也就是表1中提到的双通道大型干线客机，目前全球在飞的宽体客机主要有空客公司的A340、A350、A380以及波音公司的777、787等机型。现代宽体客机的竞争焦点主要是复合材料在飞机上的应用，A340、A380和波音787的复合材料用量分别为15%、22%和50%，而A350XWB复合材料用量高达53%[3]，这里我们重点谈一下目前最先进的波音777X与A350 XWB的竞争。

A350XWB系列由三个版本(800，900和1000)组成，每个版本的飞行范围使其具有全球影响力，所有A350 XWB系列产品都可配置为高达440个座椅的高密度布局[2]。波音为改变被动局面，决定在777基础上改进为777X。波音777X系列包括777-8X和777-9X两款机型，其中，777-9X具有400座以抵挡A350-1000的挑战。波音777-8X和777-9X的出现，将使波音在323座级的787-10X到467座级的747-8之间的产品系列更加丰富[4]。

宽体客机的利润占总体利润的30%以上，是飞机制造商的主要利润来源，也是主要的竞争目标[4]。因此，日前我国和俄罗斯签订合作协议共同研制的宽体客机将具有重大意义。

(三)单通道窄体客机竞争

单通道窄体客机以波音公司的737系列客机和空客公司的A320系列客机为代表。这类飞机一般是指乘客数在150人左右，最远航程在5000千米上下的客机；正在研制的我国C919和俄罗斯的MS-21飞机也属此列；庞巴迪的CS300客机和巴西航空工业的E190/195也在向这方面发展。

总的来说，空客和波音两大公司凭借原有A320、B737的维修和培训等方面的优势，大大增强了市场竞争力，以及俄罗斯正在研制的MS-21和加拿大庞巴迪公司安装有先进的发动机的C系列飞机，对我国C919的研发都会带来巨大挑战。但，2018年10月29日发生的印尼狮航波音737MAX空难以及2019年3月10日发生的埃塞俄比亚航空波音737MAX空难直接导致了波音737MAX飞机的产量锐减。

二、未来大飞机的设想发展

近几年，波音和空客公司纷纷提出绿色飞机的理念，主要内涵包括：静音、轻质、节能、安全、舒适、长寿命等，也是我们研制下一代民航客机的目标。NASA正领导开展针对性的基础研究。NASA将亚声速固定翼民机的发展分为：N+1代-常规布局飞机，N+2代-常规和非常规布局的新构型飞机，N+3代-先进飞机[2]。

(一)新型超声速客机

美国国家航空航天局在2008年完成制订的有关民用运输机先进理念和技术的N+3代机绝密项目中。

1.新型超声速客机。乘客以马赫数1.7超声速飞行，其技术突破是超声速自然层流，虽然目前还没有原型机，但其空气动力性能已在NASA的飞机飞行试验中得到证实。

2.冲压式超声速喷气客机(Scramjet)X43。美国空军乘波者(WaveRider)X-51A是它的原型机，美国空军官员称X-51A在试飞非常成功，将来有可能载着一些乘客以5倍声速飞行。

3.超级空天飞机(Skylon)。英国正在研制一种高达五倍声速的空天飞机Skylon，设想可载300名乘客，能够在四小时内把乘客送到地球上任何地方；同时也能载15吨货物飞向外太空。飞机长82米，用新的反应式发动机，每架飞机售价11亿美元，它像普通飞机那样水平起降。

(二)亚声速超绿色飞机研究

亚音速客机项目的目标是在波音宽体777和窄体737客机的基础上，N+3代机的氮氧化物排放量降低75%，耗油率降低70%，2025年机场噪声下降71db以及跑道长度缩短一半。这是NASA未来20年的研究方向：亚声速超绿色飞机研究。

三、我国大飞机发展的挑战

(一)我国为什么要发展大飞机产业

1.军事约束。在军事方面，西方国家严格控制着飞机制造的核心技术，对我国在关键技术上实行封锁，波音、空客都是掌控整机设计和总装生产，零部件在全球合作制造，但设计和制造的核心技术不转移。另外，若军机采购受制于人，对国防来说是一件极其危险的事。

2.经济发展。近年来，在国内经济压力加大的情况下，民航业主要运输指标保持了平稳快速增长；法、德、英等国联合组建空客，研制大型客机，对欧洲经济发展和产业升级有着重大影响；航空工业产业链长、辐射面宽、联带效应强，带动了电子、动力、信息、制造、材料、装备、化工等各方面的发展；航空业对国民经济发展有着巨大带动作用，是国民经济新的增长点。

3.市场需求。世界旅游组织预测，2020年旅游产业收入将增至16万亿美元，相当于全球GDP的10%，面对如此广阔的市场前景，航空运输业和旅游业的结合必然成为一种趋势，航空客运量也会随着旅游业的蓬勃而激增。我国旅游业的迅速发展也使得各航空公司的航空器需求量逐渐增大，因此，发展大飞机产业是市场需求下的必然结果。

(二)我国大飞机发展所面临的挑战

目前，我国大飞机发展面临的挑战主要有以下三个方面：

1.技术层面。大飞机对技术的总体要求是：安全、舒适、节能、可靠。我国虽在民机上取得了一定的技术基础，但在很多方面还较为薄弱，例如，发动机、气动布局、气动声学、材料、工装工艺、机载电子等方面，和国外制造商有一定的差距。

2.适航取证。适航取证是民用飞机是否能投入市场运营的关键，欧洲航空安全局(EASA)和美国联邦航空管理局(FAA)是主要的适航认证机构。

适航取证是确保飞机满足按公众要求制定的可接受的最低安全标准(适航标准)的管理和技术实现过程，除了技术因素，也有一些其他因素的影响，比如国际形势，李克强总理在与德国总理会晤时就明确提出，希望德方为C919取得欧盟适航认证提供支持，可见适航取证是我国必须面对的一大挑战。

3.市场竞争。由于多年飞机设计及制造技术的经验积累，美国的波音、欧洲的空客公司、加拿大的庞巴迪公司以及巴西航空工业公司占有着绝大部分的民航市场份额，还有赛斯纳、法国航宇、英国航宇公司等等，如何在如此激烈的市场竞争中脱颖而出，是我国面临的又一项挑战。

只有一流的飞机才能进入市场，我国大飞机发展面临的挑战还有很多，如果能克服技术、适航以及市场方面的困难，相信我国的大飞机事业会迎来一番新天地。

四、总结

我国发展大飞机产业的建议如下：(1)应借鉴欧洲多国合作的经验；(2)认清我们与航空发达国家的差距，不断累积大飞机发展技术；(3)重视大型飞机技术研发，并通过国际合作开展基础、应用基础研究；(4)多思考波音与空客的格局，结合我国国情，借鉴成功经验，形成自己的完整体制；(5)思考下一代大飞机的研制，更加地节能降噪、安全可靠、豪华舒适以及更低污染。

波音和空客两大民机制造商都针对未来民机的目标制订了远景规划和相应的研究项目，摆开了剧烈竞争未来世界霸主地位的姿态。我们必须高度重视和加强创新研究以应对未来严酷的挑战。