MC-21飛機進入取證倒計時

劉振敏

作為被俄羅斯寄予厚望的干線飛機項目，MC-21的研發進展一直頗受關注。由于受到歐美等國家對一些關鍵零部件和復合材料斷供的影響，MC-21項目也曾推遲取證交付時間。近日，俄羅斯方面表示，MC-21飛機將力爭在2021年年內取得型號合格證。但俄羅斯方面也表示，用于取證的飛機配備的并非國產PD-14發動機，同時機翼采用的也是進口復合材料。考慮到歐美斷供的影響，即便是順利完成取證工作之后，未來一段時間內，國產化替代能否順利實現或許才是MC-21項目能否持續健康發展的關鍵。

取證倒計時

在11月結束的迪拜航展上，俄羅斯國家技術公司（Rostec）攜MC-21飛機高調參展，充分展示了俄羅斯對于這款飛機的信心。與計劃取證的MC-21飛機采用的是普惠公司PW1400G發動機不同，參加迪拜航展的這架MC-21飛機裝配了國產PD-14發動機，并且這款飛機還在航展期間進行了大動作的飛行表演。

同時在航展期間，俄羅斯還向公眾介紹了目前MC-21項目的試驗進展。MC-21項目2007年正式啟動，作為俄羅斯時隔多年后啟動的一個全新干線飛機項目，俄羅斯對這款機型的定位是替代國內市場運營的老舊圖-154、圖-204以及737系列和A320系列飛機。2016年6月，首架MC-21-300飛機下線，2017年5月28日完成首飛。之后，MC-21開始全面進入取證試飛階段。

盡管在2018年，由于受到斷供的影響，MC-21項目的取證時間有所延遲，但俄羅斯國內依舊對這一機型充滿信心，并從政府層面通過各種手段幫助企業將斷供的影響降至最低，積極組織國內企業全面推動國產化替代計劃。

在政府和國內諸多企業的鼎力支持下，MC-21飛機的取證工作穩步推進，先后完成了最小起飛速度試飛、自然結冰試驗、濺水試驗、失速試飛等重要節點性試驗。尤為值得一提的是，歐洲航空安全局（EASA）也已參與到MC-21項目的取證工作中，這將為未來這一型號申請EASA的適航證打下基礎。

早在2019年，EASA就參與了MC-21項目首輪飛行測試。在那次試飛中，MC-21飛機在3000米～10000米高度持續飛行了2.5小時～4小時，評估了飛機在大迎角和失速狀態下的飛行性能，EASA的試飛員參加了此次測試。幾個月后，EASA的適航審查人員還對MC-21飛機在12000米高度的飛行性能進行了評估，如飛控系統、發動機故障模擬飛行、最小離地速度起飛等。此后，EASA一直持續跟蹤MC-21項目，并多次參與飛行測試認證。

此外，盡管MC-21飛機還未獲得適航證，但已經完成了多次國際飛行。2019年9月，帶有完整兩艙布局的第三架MC-21試驗機完成首次國際飛行。這架飛機在3.5小時內完成了從茹科夫斯基到伊斯坦布爾的飛行，飛機表現出了良好的性能。

目前，根據俄羅斯方面最新公布的信息，5架MC-21飛機已經完成了約700架次左右的取證試飛任務，距離取得型號合格證大約還要完成50個架次的取證試飛。同時，裝備國產復合材料機翼的MC-21預計在2021年12月底前首飛，力爭在2022年第一季度獲得型號設計更改認證。配備國產PD-14發動機的MC-21則計劃在2022年年底獲得型號合格證，2024年開始交付客戶。

未雨綢繆，啟動國產發動機

2021年6月，首架裝配國產PD-14發動機的MC-21-310原型機完成首飛，隨后這架飛機還在一個月后舉行的莫斯科航展上進行了靜態展示和飛行表演。聯想到2018年美國和日本在毫無征兆的情況下作出對俄羅斯復合材料斷供的決定，不得不感慨俄羅斯當年啟動PD-14發動機項目是一個未雨綢繆的決策。

在MC-21項目啟動一年后，俄羅斯決定啟動配套的國產發動機PD-14項目，這是繼PS-90A之后，第一款完全由俄羅斯自主研發的符合國際適航標準和規范的民用航空發動機項目。因此這一項目也被視為俄羅斯航空工業重振雄風的國家級項目。在PD-14項目中，俄羅斯一方面充分利用了本國航空工業在過去幾十年積累的豐富經驗，另一方面還利用體制優勢進行了大量的技術、工藝和材料等方面的創新。

PD-14項目由俄羅斯聯合發動機公司（UEC）主導，發動機設計由彼爾姆航空發動機公司負責，制造商為彼爾姆馬達公司。在生產方面，UEC下屬各單位充分發揮各自優勢積極參與其中，此外一些俄羅斯科研院所也積極響應。可以說，PD-14項目集合了俄羅斯發動機、冶金、材料等相關行業的優秀企業和高等院校參與，代表了俄羅斯當前民用渦扇發動機的最高水平。

在PD-14項目中，俄羅斯還不斷對試生產和批量生產進行技術改造，提升關鍵技術成熟度。在項目框架內應用發展了16種關鍵技術，例如風扇、壓氣機、渦輪燃燒室等主要部件設計都采用了三維氣動設計方法。而發動機短艙則是由彼爾姆航空發動機公司和VIAM聯合研發，這也是俄羅斯的發動機企業首次與材料企業合作設計發動機短艙。然而盡管是第一次合作，但PD-14的發動機短艙中碳纖維、玻璃纖維等新型復合材料占其總重量的65%，既保證了所需的彈性和強度，還減輕了發動機的重量，并且配備了電驅動柵格反推裝置。

同時更為可貴的是，在PD-14項目中，俄羅斯國內企業還積極研發與應用國產新材料。根據公司資料可知，PD-14發動機中采用的俄羅斯國產新材料包括轉子葉片的單晶錸釕合金、噴管調節片的金屬間化合物、高壓渦輪的鎳基高溫合金、第二代陶瓷熱障涂層、渦輪軸和吊架部件的高強度鋼、高壓壓氣機和渦輪盤的高溫鈦合金等。目前這些國產材料都已獲得了適航證。俄羅斯這種通過項目帶動國內相關上下游產業發展的路徑十分值得國內相關企業學習和借鑒，而這種產業帶動能力也恰恰是商用飛機、商用發動機等高端制造業的價值所在，尤其在經濟結構轉型的當下，更是如此。

斷供“倒逼”核心能力建設

從短期來看，復合材料和關鍵零部件的斷供對俄羅斯商用飛機產業的發展造成了一定的負面影響，但從長遠來看或許更有助于其航空產業的長遠發展。

在復合材料被禁售后不久，俄羅斯宣布由俄羅斯原子能公司下屬的UMATEX公司作為美國赫氏公司的替代供應商，為MC-21飛機提供復合材料和相應配件，同時俄羅斯工業和貿易部將為UMATEX公司提供27億盧布用于技術研發和生產工作。目前，俄羅斯國家技術集團表示，使用國產復合材料制造的原型機測試和前期試驗工作已完成，各項數據均達到了設計指標要求。同時，為了讓MC-21的復合材料機翼更加輕薄、更加牢固，俄羅斯還在復合材料機翼的制造中選用了非熱壓罐工藝（OOA），這在業內尚屬首例。目前，采用該工藝制造的機翼已經安裝在一架MC-21飛機上進行飛行試驗。

除了復合材料之外，俄羅斯還在加快推進其他關鍵技術的自主攻關。其中，奧博寧斯克公司正在研發一種新型玻璃，這種玻璃的強度和重量相比同類產品有顯著優勢，預計在今年完成試驗測試后批產。MC-21項目承包商伊爾庫特公司也將根據“進口替代計劃”，以10億盧布的價格購買100架MC-21系列飛機的國產飛行員座椅，位于莫斯科郊區的一家俄羅斯企業是該座椅的唯一供應商。紅寶石航空工業公司也是MC-21“進口替代計劃”中的供應商。該公司主要為MC-21提供能源和液壓系統柱塞泵以及發電機驅動器。在俄羅斯工業發展基金會的支持下，紅寶石公司已完成MC-21的多種機電產品研發工作。

除了具體的技術攻關之外，近兩年俄羅斯還從國家層面先后出臺了《2030年前航空工業發展戰略》和《2025年前航空工業民用產品出口發展戰略》，進一步為俄羅斯民用航空業夯實內部能力、拓展外部市場指明了方向。

在這兩個戰略規劃中，俄羅斯政府指出了未來商用飛機產業重點發展的幾個方向。首先要改變工業模式，提高行業競爭力。要求主制造商和一級供應商將主要精力集中在核心能力建設上，重點關注設計研發、總裝和售后服務工作，精簡冗余的生產能力，逐步將底層生產工序外包。二級以下供應商主要由中小企業組成，定位全球市場，通過多樣化經營加強競爭，保證批量生產和規模經濟。

其次，要盡快打破取證和技術準入壁壘。由于俄羅斯民用航空制造商長期以來定位在國內市場，民用飛機、直升機及配套產品只有很小一部分按照歐美適航標準進行生產，因此行業內大部分制造企業和設計局不適應國外訂貨商的適航審定要求。在《2025年前航空工業民用產品出口發展戰略》中，俄羅斯明確提出要發展航空工業標準和技術準入系統，保障俄羅斯制造商在國際市場上的競爭力。

第三，要加速國內產品融入全球航空產業鏈。為使國有配套制造商進入大型航空器制造商的全球供應鏈，俄羅斯政府采取的措施包括：通過財政措施支持航空發動機、部件和儀表行業的產品和服務等獲得外部采購及初次交付;在國有航空公司采購國外航空器時，針對國外航空制造商提出貿易補償要求，即產品生產本土化和增加科研與設計試驗階段在俄羅斯的工作量，并以此決定進口航空產品的交付量。

盡管這些規劃在短期內不會有立竿見影的成效，但是這些戰略規劃體現了俄羅斯政府對民用航空工業的重視程度。這些戰略規劃將促進俄羅斯航空工業“內外兼修”，對內提高自身綜合能力，對外積極開拓全球市場，通過改變工業模式、配套供應商融入國際供應鏈、吸引國內外私有資金等方式，為商用飛機產業未來的發展指明方向。鑒于中俄兩國特殊的歷史關系，俄羅斯商用飛機產業發展過程中的這些探索和努力，值得我們認真關注和學習借鑒。