彭靜宇
在人們的傳統觀念中,中國一直是俄羅斯航空產品的購買國,但近年來,隨著中國航空工業的快速發展,中俄兩國在航空領域的合作模式正在悄然發生轉變。
2014年普京總統訪華期間,中俄兩國就合作生產寬體客機簽署合作備忘錄。此后,經過多輪談判與磋商,作為中俄遠程寬體客機研制主體的中俄國際商用飛機有限責任公司于2017年掛牌成立,同時這款機型也被正式命名為CR929。
在2018年珠海航展上,CR929遠程寬體客機展示樣機首次公開亮相,向公眾展示了先進的駕駛艙理念設計、航電設備集成設計以及個性化客艙布局,這標志著項目研制取得了重要進展。
中俄兩國的“重磅合作”
在歐洲,空客的成功順應了歐洲聯合的需要,并得到了歐洲多國政府及財團的大力支持。與此類似,中俄寬體客機項目也順應了兩國加強區域經濟一體化、維護地區和平與發展的國家戰略。事實上,中俄兩國在航空領域的合作,是兩國近年來雙邊合作關系不斷強化的一個縮影。
目前,中俄雙方已經達成共識,將CR929的座級定在200座到350座之間。其中,標準型(CR929-600)的設計航程為12000公里,標準三艙為280座,并可根據客戶及市場需求進行系列化發展,衍生出加長型的CR929-700和CR929-500兩個機型。
在新技術的使用上,中俄雙方都表示希望通過新一代材料、先進制造工藝和集成模塊化產品的使用來幫助CR929實現減重、減阻、減排和減噪,力爭實現CR929的直接使用成本較現有機型降低10%的目標。
客觀來說,盡管俄羅斯商用航空產業曾一度陷入困境,技術發展幾乎停滯,但近年來在國家政策的大力扶持下,俄羅斯航空工業正在逐步復蘇。目前,俄羅斯擁有較為完備的科研試驗體系和航空工業生產體系,堅實的航空工業基礎和完善的航空產品譜系使其在氣動設計、結構強度、新材料等領域處于世界領先水平。
例如,俄羅斯聯合航空制造集團的子公司Aerocomposit一直致力于復合材料機翼先進技術的研究,其參與研制的MC-21飛機的復合材料機翼已經達到世界先進水平。隨著ARJ21新支線飛機和C919大型客機項目的發展,中國在材料、工藝等領域也有了較大的突破,并逐步健全了商用飛機的研制、生產、試驗、試飛體系,商用飛機產業鏈逐步完善。因此,中俄兩國聯手研制寬體客機,不僅能發揮出各自的技術優勢,而且能有效降低項目風險,最終達到“1+1>2”的效果。
事實上,在2018年珠海航展上展出的CR929展示樣機中,我們已經能看出不少新技術的應用。CR929的駕駛艙采用5塊15.4英寸的高分辨率液晶顯示器,其中,4塊是儀表板,1塊是中央操縱臺。中央操縱臺的液晶顯示器采用了最新的觸控輸入技術。駕駛艙設計上采用了主動側桿技術、觸控交互技術、北斗導航系統等諸多新技術,可以明顯提高飛行員的工作效率,降低工作強度。同時,CR929的駕駛艙設計還傳承了C919和MC-21飛機的一些設計特點,未來將有助于減少飛行機組轉機型培訓的時間,降低培訓成本。
在客艙設計方面,CR929在設計中尤其強調智能客艙技術的應用。其中,智能舷窗可自由改變舷窗的明暗程度,頭等艙的座椅為包廂式設計,在確保舒適性的同時,也具有很好的私密性。經濟艙的最大設計亮點是擁有寬敞的過道,在乘務員推動餐車提供服務時,仍可使一人側身通過,省去了乘客的等待時間。
在市場定位方面,雙方將亞太市場定位為未來CR929重要的目標市場。根據預測,未來20年,亞太地區寬體客機的需求量約為4000架。其中,中國市場就能消化近千架寬體客機。因此,中俄雙方也已達成共識,未來CR929的生產線將設在離客戶更近的中國。龐大的市場需求使CR929在走向競爭激烈的國際市場前能有較大的生存空間,這一點是目前其他任何商用飛機市場的新進者所不具備的。
在磨合中穩步推進
從2016年中俄雙方正式就寬體客機項目確認合作關系至今,已經過去了兩年多時間,在此期間,CR929項目也在一步一個腳印地扎實推進。
根據規劃,CR929的研制將分立項論證、可行性論證、產品定義開發、產品生產開發、產品服務與改進五個階段實施。目前,項目已完成可行性論證工作,轉入產品定義開發階段。
2018年3月,CR929項目聯合概念定義(JCDP)啟動大會在中國商飛設計研發中心召開,標志著CR929項目發動機及主要機載系統JCDP工作正式啟動。4月,中國商飛公司組織召開CR929飛機機身和尾翼工作包聯合概念定義階段啟動會。5月,中俄國際商用飛機有限責任公司收到國內外候選供應商對CR929項目推進系統的方案建議書,如期完成了推進系統方案征詢書(RFP)的全部回收工作。
6月,俄羅斯聯合航空制造集團和中國商飛公司簽署了有關CR929寬體客機主要幾何特性的協議,包括機身長度、機頭和機身尾部的尺寸、機翼的尺寸和形狀、尾翼的尺寸和形狀、發動機、起落架和艙門的位置,雙方總師正式簽署圖樣文件。
在確定了整體外形和尺寸等主要參數之后,中俄聯合工程團隊加快推進機身結構和機載系統聯合概念定義。目前,CR929項目G3階段的工作已經全面展開,相關設計研發、風洞試驗、供應商選擇等工作正在穩步推進。
值得一提的是,在積極推進CR929項目研制工作的同時,中俄兩國的航空發動機研制也取得了很大的進展。
目前,俄羅斯正在研制的PD-35發動機的推力達到35噸,是俄羅斯歷史上推力最大的商用航空發動機。根據計劃,PD-35發動機將在2023年左右完成驗證機的研制工作,2028年左右投入批生產。
中國方面,在2018年珠海航展上,中國航發展示了一款1:2縮比尺寸的AEF3500驗證機(長江2000)。這款發動機的推力約為35噸,涵道比將超過10:1,比GE公司的GEnx和羅羅公司的遄達1000發動機的涵道比更大。此外,長江2000的壓氣機總壓比也將高于45:1。
在這款發動機的研發中,中國航發以在研的長江1000發動機的核心機為基礎,采用國際通用的通過相似放大和局部優化發展出長江2000的核心機,再匹配低壓部件并嵌入經過驗證的新技術后形成長江2000發動機。
根據有關報道,中國航發計劃在長江2000發動機中采用一系列新材料,如渦輪襯套采用陶瓷基復合材料、風扇葉片和機匣采用碳纖維復合材料、風扇葉片前緣采用鈦材料等。目前,長江2000發動機已經完成了驗證機部件級測試,正在進行核心機臺架試驗。
需要指出的是,無論是中方還是俄方,在寬體客機發動機研制方面都將面臨巨大的挑戰。長江2000和長江1000發動機的高壓段將采用10級高壓壓氣機和2級高壓渦輪,但長江1000的低壓段采用3級低壓壓氣機和6級低壓渦輪,而長江2000的低壓段采用4級低壓壓氣機和7級低壓渦輪。在高壓段,長江2000的壓氣機級數與GEnx1B相同,而PD-35發動機只有9級高壓壓氣機。因此,即便不考慮難度和挑戰更大的發動機取證問題,中俄兩國要在寬體客機發動機市場占有一席之地,還有很長的路要走。
正視困難與挑戰
從成立之日起,空客在歐洲各國的支持下,經過數十年發展,才取得了今天的成就。如今,中俄兩國聯合進行寬體客機研發,在合作過程中難免會遇到各種問題。
首先是文化上的差異。中俄雙方人員在文化、語言和技術規范上存在一定的差異,對項目的理解和自我角色的認知也難免有所不同。因此,需要雙方在合作中不斷磨合。
其次是適航標準的問題。目前國際上通用的適航標準實質上是歐美標準。可以預見的是,與歐美飛機制造商的產品相比,CR929要獲得FAA和EASA的認證難度更大。雖然中俄兩國有足夠大的市場,但從長遠來看,只有通過國際主流適航標準認證,CR929才能真正走向國際市場。
最后,CR929作為中俄兩國企業間的重大戰略合作項目,盡管難度和挑戰不容小覷,但雙方都要有足夠的耐心,不可急于求成。從世界商用飛機產業發展的歷史中我們不難發現,最可靠的技術往往不是最先進的,也不是越先進的飛機就越能獲得商業成功。因此,在權衡先進性與可靠性時,一定要在確保安全性的基礎上再去追求先進性。