最近几天,对于方兴未艾的中国民用大飞机工业与商用大涵道比涡扇发动机产业来讲仿佛坐了一场“过山车”:先是美国《华尔街日报》报道宣称:“特朗普政府准备禁止向C919提供配套的Leap-1C发动机”。甚至不仅包括发动机,凡是含有美国公司技术达到一定比例的机上分系统,诸如由霍尼韦尔和汉胜参与外包的飞控系统、由霍尼韦尔和利勃海尔参与外包的起落架系统、由伊顿公司外包的全机液压系统等等主要分系统均有可能在断供之列。
华尔街日报的报道
消息一出,不出意外地舆论大哗,就大伊万这几天耳闻目睹的情况,指责特朗普领衔的美国政府“毫无信誉”“不按常理出牌”者有之、悲观估计C919型民用客机“就此完蛋”“只能下马”者有之、乐观估计咱们的CJ-1000A型大涵道比涡扇发动机甚至FWS-20这种军用发动机“可以迅速顶上”“不影响C919交付时间表”者有之,情况好不热闹。
C919的Leap-1c发动机
但是这一切喧嚣到了今天,伴随着特朗普再度发推特宣称“不会断供发动机”、“美国的发动机好棒棒的,我们才不会人为设置贸易壁垒呢”再度偃旗息鼓,毕竟Leap-1C发动机没了断供之虞,问题似乎就这么完美解决了,但当大家都觉得问题已经解决的时候,大伊万反而觉得有必要说两句,那咱们就来说说。
为什么美国没有断供发动机
其实,如果从“事后复盘”或者“事后诸葛亮”的角度来看,此次因为美国的《华尔街日报》一篇报道、美国方面的几次语焉不详的表态而引发的“断供风波”更像是一场战略试探,所谓的“断供发动机”与近日美国方面同步祭出的一系列“组合拳”联系起来,“开始出牌”的意味更浓厚一些。按照特朗普往年的打牌风格,既然是要出牌就不可能先出王炸,先甩出几个可大可小的牌、先把对手恶心一番、搅合得咱们心烦意乱、然后才开始正儿八经地把核心诉求摆上台面属于常规性操作。
因此,不排除“断供”等象征性的政治动作要服务于美国的更高战略目标,接下来,按照常规剧本应该还会有更多的五花八门的幺蛾子出现,今年可能注定不会平静了。
断供发动机会让通用电气严重亏损
咱们如果单纯拿“断供Leap-1C”发动机来考察的话,其实美国方面到了最后“网开一面”也不算意外,毕竟民用航空工业和半导体、芯片产业还不太一样,起码到目前人美国还算是“有求于我”的:咱们先以这个Leap-1X系列发动机的主机厂商CFM国际公司(美国通用电气和法国Snecma各持股一半)来讲吧。
CFM国际公司
目前这一公司主打的产品线就是Leap-1X系列,三个子型服务于三个“下一代客机”项目,分别是Leap-1A给空客配套的A320neo、Leap-1B给波音配套的737-Max和Leap-1C配套的C919。起码从规模上来讲,C919也应该是CFM的第三大客户。
而在737-Max还处于停飞状态、前途未卜的当下,目前Leap-1X系列能够服务的也只有C919和A320neo。如果因为特朗普的一纸禁令再把Leap-1C给砍了,Leap-1X系列能装机的只剩下了A320neo,不仅出货量瞬间腰斩,连带着为Leap-1C扩产、生产线改造、前期研发所做的投资也得全部扔水里去,还可能面临着巨额的违约赔偿。
装备Leap发动机的空客A320
这不仅仅会给CFM公司的营收带来巨大的负面影响,还会影响到目前日子也不太好过、只能靠GENx(配套波音787系列)一个产品线过活的通用电气公司本体,搞不好就能把美国这么一个老牌动力公司的航发部分给玩死了。
通用电气公司的GENx发动机
波音公司害怕中国民航局设置障碍
再以美国目前的民航业巨头波音公司来讲,目前的波音公司也处于焦头烂额的状态。不仅作为窄体客机产品线唯一产品的波音737Max系列停到现在也没有复飞时间表、新一代的大型远程宽体客机777-x首飞后需要调整设计,在供应链、生产线方面也是问题多多还全都被爆出来了,以至于美国空军需要加急订购一批F-15EX救场。
至今仍在停飞的波音737Max
而波音737Max系列要成功复飞,作为当下最大的民航市场与坐拥1400余架波音737系列、拥有占世界1/5波音737Max机队的中国民航局肯定是绕不过去的。如果中国针锋相对地在波音737-Max的复飞问题上设置更多的障碍,怕是波音也得跪。有这两大航空业巨头再加上他们在华盛顿的游说团队加持,如果特朗普一意孤行地要断供Leap-1C,估计美国国内想一刀把他砍死的人绝对不止一个。
从这个角度来讲,正如那句话所言,“这无关乎私人恩怨,只是一笔好生意而已”。对于特朗普来讲,一笔既能赚大钱、又能带来就业岗位、还能彰显美国国力的好生意肯定不能错过。
发动机恢复供应,C919仍有危机
那么,现在Leap-1C发动机恢复了供应、其余各重点分系统也暂时没有断供之虞,看起来C919的计划又可以向前推进了?某种意义上的确是的,但此次“断供风波”体现出的隐忧、而且是暂时完全无法弥补的隐忧也的确值得我们注意:
首先是商用飞机整机制造业方面的大量分系统需要从国外、尤其是美国采购。正如根据公开新闻披露的那样,C919窄体客机的发动机由CFM国际公司提供、飞控系统来自于霍尼韦尔和汉胜、起落架系统来自于霍尼韦尔和利勃海尔、航电系统总体解决方案来自于GE和罗克韦尔柯林斯、液压系统来自于伊顿,等于是机上关键性的分系统全部交由国际分包商承制。
需要指出的是这种国际合作模式在民机制造业方面并无太大问题,成熟如美国的航空工业更是在F-35的制造计划上用上了国际合作与分包模式,以利于最大限度地控制成本以及发挥比较优势。但是如果鸡蛋放在篮子里放的太多、而且关键时刻找不着其它国家或我们自己的“替代方案”,无异于把整机的命运交到了美国人手里。今天他可能断供发动机,明天就可能断供飞控,后天就可能连机上的照明、供水、防冰之类的不算太大但却很重要的分系统给你断供或者搞点拖延交付之类的把戏,以民机在制造、交付、飞行、维护等方面所需要的时效性而言,再以未来一个时期咱们和美国的国与国之间的关系走向而言,要是美国真的今天出一张牌,明天出一张牌,时不时给咱们的民机制造业搞点大大小小的麻烦,这生意简直没法做了。
自主研发是否可行?
当然,到了这种时候,很多读者的第一反应,是要祭出“自主研发好”这一五字箴言。
自主研发可行,但是时间来不及
咱们还以Leap-1C“断供”这一事件来讲,在知悉美国方面可能断供后,大家的第一反应普遍是“咱们的CJ-1000A在哪里”、“咱们的FWS-20在哪里”,甚至还有人喊出“用D-30KP2也要把C919弄上天”这种话。关于这些言论大伊万不得不提一句,既然要做民机,基本的前提是要遵从商业逻辑,以目前民航业的发展现状来看,航发经济性、日常飞行的耗油率由于关乎成本控制,一向是各航司运行的关键性指标。
FWS-20(涡扇20)目前还不能装备C919
单从这一条因素来看,连FWS-20这种为军用运输机配套的大涵道比涡扇发动机都不可能用在民航机上。更不用说D-30KP2这种苏联70年代水平的中等涵道比涡扇发动机了,如果强行要上的话,那么该型窄体客机的运行成本会高的吓人,使用该客机飞航线的航司会亏得妈都不认识,而且飞得越多亏得越多,即使用财政去补也是个无底洞,其结局只能是所有的飞机像当年的图-154M一样全部停场落灰。因此,这两种航空发动机是绝不可能上作为民机运营的C919客机的,各位读者也不用期盼了。
D-30KP2技术太老更不行
再以未来配套给C919的CJ-1000A型发动机来讲,该型大涵道比涡扇发动机的确是中国航发自主研发的符合民机运行标准的发动机,2018年出技术验证机,2018年5月18日,技术验证机(CJ-1000AX)整机在上海点火成功,2019年上半年据说验证机在试验中达到了最高转速,试验一切顺利,且准备换装江苏某航企研发的碳纤维风扇叶片。但即使是根据研发计划,CJ-1000A这个项目也要到今年才能出原型机,最顺利最顺利也要到2023年前后才开始交付。更不用说以目前中国航发的技术水平,连FWS-20这种性能比俄罗斯90年代水平的ПC-90都有所不如、只能和CFM-56中早期型号性能相当的大涵道比航发目前都还有问号,甚至连对照苏联70年代水平D-30KP2的FWS-18都搞不明白,想一步登天在三年内把性能对标Leap-1系列、主要性能好于CFM-56-7B系列的CJ-1000A给设计定型,只要稍微想一想也知道这个难度有多大。
CJ-1000A的进度有点慢
因此,咱们也不是对中国航发没有信心,但起码从时间角度来讲,如果Leap-1C真的给断供了,起码想靠咱们的“自主研发”在较短的时间内顶上去、还能堪用好用是绝对没可能的。最需要的就是更多的时间去研发、调整、装机、批产,而对于已经处于后发位置的中国民航工业来讲,时间偏偏是最等不起的。
自主研发短期无助于打开国际市场
更不用说,作为一型需要投入民航业市场运行的商业客机,其整机与机上分系统的商业准入门槛也是极端重要的。说白了就是C919的整机与各分系统均要符合美国联邦航空局FAA、欧洲航空安全局EASA的认证,通过了认证的分系统才能装机、通过了认证的整机才能飞国际航线。
这也是为什么C919的部分分系统选择了国际分包商承制的主要因素,其实并不是咱们拿不出同类系统,而是咱们拿出来的东西没有经过FAA(美国联邦管理局)取证,装到机上以后不会被大多数国家的民航部门与航司承认。
没有FAA认证C919进不了国际市场
最多只能飞飞国内航线,而选择国际分包商可以有效规避这一问题,确保C919可以快速打入国际市场。在中国的大多数航企得不到FAA发证、咱们的民机制造业又处于相对弱势地位的前提下,很多隐忧其实还都没有解决方案。
中国民用客机制造业下一步该怎么办?
那么,既然目前的情况如此复杂,作为刚刚起步的中国大型民用客机制造业,下一步应该怎么办呢?这个,其实大伊万并不是民航工业的决策者,也无法给出过于详细的建议,只能给各位读者提出些建设性的意见大家自行讨论。
在大伊万看来,在民机设计上就要引入军机式的模块化设计理念,同时配套给出分系统白名单制度,将各主要国家能够提供相应分系统的商业公司列入名单,确保同一个分系统最好可以由不同国家、互为商业竞争对手的不同公司提供,且二者互为备份,即使一个公司由于政治性因素断供,另一个公司可以随时顶上,起码确保整机生产与交付可以不断线。
当然,对于航空发动机这种关键性的分系统来讲,目前似乎的确没有能够与CFM国际公司“不同国家、互为竞争对手”的公司存在。因此,咱们还得另外想想主意。在大伊万看来,对于航发、航电这类关键性分系统,事先储备非常重要,尤其是在本次“断供”风波之后,没有理由不相信咱们会加大预先采购Leap-1C发动机的力度,如果我们能够在2到3年的时间内采购50台、100台甚至200台发动机并储备之,其实就足够C919生产线运转到2026年左右了,即使在这一时段里,美国再度出手真的断供,咱们也不至于迅速掉进没有发动机可用的窘境里,其生产线还可以支撑一段时间,甚至可以一直运转下去,通过打这个时间差等其它发动机成熟。
C919生产线
至于很多读者心心念念想要的“一切自主研发”,当然是很重要的,但是客观的差距与战略上的劣势咱们也是必须承认的。也许在未来几年里,我国会在国家战略的高度推进民机制造业相关分系统与整机制造的国外技术认证,并进一步加大对诸如CJ-1000A型发动机的研发力度。这当然是好现象,但也不必过于心急,毕竟心急吃不了热豆腐,民航飞机作为一个讲究积淀、讲究准入和论资排辈的产业,人家现在不仅已经提前上车了,还把梯子给抽上去了,咱们除了在战略上抓紧,在战术上反而要学会“下闲棋”,关键性的分系统诸如航发要加快研发进度,能够取证的分系统也要全力推进取证,但是暂时取证不了东西,其实,咱们也没有必要过分心急。
CJ-1000A型发动机
毕竟,别忘了除了咱们,还有一个同样处于后发位置的俄罗斯也正在民机制造业领域发力,对于咱们取证不了的东西,似乎绕道俄罗斯、由与欧航局关系相对较好的俄罗斯“曲线救国”,也是一种较好的取证策略。更不用说,在航发领域,目前俄罗斯自己还有两个自主研发准备取证的航发项目正在推进,且进度均超过我国,一是对标CJ-1000A的和Leap-1X的ПД-14,二是对标CJ-2000和Trent1000系列的ПД-35,作为万一航发真的顶不上、且准入门槛被整个掐断的最坏情况的替代方案,似乎目前就开始向这两个俄罗斯航发项目注资和争取联合研发是个“打提前量”的手段,当然,这一切还要等到中国商飞乃至民航部门对当前形势进行评估后再决定。
俄罗斯的ПД-14发动机可当临时替代方案
总之,对于中国的民航“大飞机”工业来说,目前还处于艰苦创业的阶段,咱们也不用过于好高骛远,也不用过于妄自菲薄。条件就是这么个条件,情况就是这么个情况,相信随着中国民航人的努力,到2030年咱们的民机制造会有较大进步。
而到那个时候,所谓的断供不断供,对咱们还有什么了不得的影响呢?
九问中国大飞机,这么多年,投资千百亿,会被美国卡脖子吗?
上个星期堪称是大国摩擦中又一个让国人惊心动魄的一周。
继芯片之后,美国对华的高技术战再现高潮。
路透社、华盛顿邮报等多家媒体引用美国政府内部人士消息称,美政府除了考虑全面断供芯片,还把主意打到了民用航空发动机身上,有意阻止通用电气向中国商业大飞机C919项目提供发动机。
通用LEAP 1C涡扇发动机是中国自主研制的C919民航客机的唯一动力装置。这一机型预计明年投入使用,目前预订已经超过了1000架,是中国唯一有希望大规模进军商业大飞机市场的机型。
C919采用的通用电气LEAP-1C涡扇发动机
一旦美国真这么做,对中国商飞无疑是致命打击。
不过,在紧张了一个星期之后,峰回路转。20日美国有线电视新闻网报道,美国政府将批准通用向中国出售发动机。
这一个月,不少中国人可能都在想:中国不开工,世界会怎样?
说实话,由于中国在世界产业链的地位,中国在诸多领域相当重要,虽然被疫情困扰,但坊间还是充满了满满的自豪感。直到禁售发动机的消息传来,犹如三九天被人当头泼了一瓢凉水。震撼程度可能仅次于当初的芯片。
由于发动机比较专业,我们搜集了网上普通人最关心、最犯嘀咕的一些问题,来做个说明。
如果发动机断供,对中国打击大吗?
从国家的角度来说,一般般。但从大飞机商业项目来说,非常大。
大飞机是一种被斤斤计较的商品,航空公司在经济性方面的要求堪称吝啬。不能使用通用的发动机,C919基本就和民用航空市场无缘。
C919从2006年立项,截至2020年已经到了最后关头。如果换发动机,这意味着此前已经完成的很多工作都要从头再来,至少推迟7、8年,市场会被别人蚕食一大块。
仅仅经济损失就是以百亿计。
中国能造火箭、原子弹,发动机还不容易?
还真不能这么比。而且,造发动机真心不容易。
火箭、原子弹基本上都是一锤子买卖。火箭引擎的重复利用,也就是航天飞机、以及近些年马斯克搞的猎鹰火箭可回收实验才初步实现。
现在大飞机的寿命一般都在6-8万飞行小时,25年左右。飞机全寿命都能做到不换发动机。
火箭发动机一般全寿命也就运行几百秒,只要保证这几百秒不出故障就行;而飞机发动机则是要保证6万多小时稳定运行,不出问题。
更何况飞机发动机直接关系着人命,光保障“生命”这一项,工程设计上就增加了很多难度。
中国战斗机好多都用国产发动机,军用标准不是比民用的要求更高?
真不一定。
我们都知道美国F-22至今仍是世界最高水平的战斗机,但设计定型已是上个世纪的事情了,其机载计算机的计算能力也就是586的水平,带宽更是窄的可怜,肯定不如今天私人轿车。
美国F-22战斗机
而且,军用和民用对使用价值的要求不一样。
对中国这样的国家而言,军用首先解决的是有没有、能不能用的问题,是自己和自己的过去比。有的用就比没有强,类似发动机寿命低点、维修麻烦、费油费钱、不舒服……这样的毛病,军队嘛,都能克服。
但是一旦民用,那就是和世界各国在同一水平竞争,类似经济性、安全性差一点,或者价格太贵,真就没人要你的,除非白送。
很多时候,白送别人都不一定要。比如印度国产的北极星直升机,白送马尔代夫2架,但因为安全性太差,马尔代夫天天催着印度赶紧运回去。
2016年巴林航空展中,有媒体评:“印产北极星直升机4机编队飞行似慢动作回放”
可以不用美国的发动机吗?
勉强也可以,但是要等至少7、8年。眼下,唯有美国的可用。
C919是和波音737、空客320一个量级的飞机,单通道,载客160人左右,最大起飞重量70多吨。
C919机舱
全世界能够给商业大飞机配套生产成熟发动机的就只有6家公司。而这所谓的6家公司,其实全都出自美英法四巨头——通用、普惠、罗罗、赛峰。
而所谓的6家公司,都是这4巨头排列组合的产物。
更加糟糕的是,目前适合这个量级的客机,最先进也最成熟的发动机就是通用的LEAP,全部波音737MAX、一半的空客320neo都安装的是这款发动机,只是型号不同,波音是1B、空客是1A。
普惠倒是有一款现货,不过普惠也是美国公司。至于另外两家公司可以和通用竞争的型号,还在图纸上呢。
中国大运不是用了俄罗斯的发动机吗,C919为什么不能用俄罗斯的产品呢?
国产大运的确使用了俄罗斯的D-30-KP-2,这款发动机脱胎于1970年代定型的D-30,其实并不适合运输机。和欧美先进发动机相比,推力、油耗、重量、寿命……基本上是全方位落后。
运-20目前使用的仍是D-30-KP2涡扇发动机
俄罗斯还有一款真正按照民用航空标准设计制造的发动机PD-14,并且已经装在俄罗斯商业大飞机MC-21上,只是这种飞机目前只在前独联体国家中销售,没有其它国家订单。
中国运-20配套发动机是自行研制的涡扇-20,但由于这款发动机投产依然遥远,只能是暂时拿D-30-KP-2来用着,因为你也没其它更好的选择。因为发动机低配,导致运-20完全没有发挥出全部能力。
没有涡扇20的中国运20,现在只是比伊尔-76强,如果能装上涡扇20,那就基本上可以比肩美国的环球霸王C-17了。
美国C-17运输机
中国正在研发大飞机的发动机,可以稍等一下吗?
关键在于要等多久。
最常用的固定翼飞机的航空发动机有涡喷、涡扇、涡桨三种。涡扇兼顾速度、低噪音与经济性,所以最为民用航空所爱,尤其是大涵道涡扇发动机,就是风扇直径特别大的那种。
中国从未正式成功自主研发过一款大型民用涡扇发动机,算是刚刚解决了战斗机使用的小涵道涡扇发动机,就是歼-10、歼-20最新改型所用的被称为涡扇-10那一款。
国产涡扇-10发动机
中国当下最接近能用的一款就是涡扇-18。它正是仿制自俄罗斯的D-30-KP-2。虽然2014年就完成了各种测试定型,但由于质量差价格贵,成品率低,所以现在仍处于工艺改进过程中。中国还是只能进口俄罗斯原装的发动机。
罗罗倒是有意给C919配套新发动机,但即便以罗罗的能力,在过去的基础上新搞一款——这还不是从头研制——都需要至少7、8年时间。
中国自己来的话,即使按照涡扇-20现在的进度,这款发动机已经开发了整整15年了,还需要至少10年都达不到商业意义上的成熟可用。
至于中国为C919配套的国产发动机长江-1000A,这个对标的正是通用的LEAP发动机,估计20年都悬。
还是前面的话,如果只是中国自己用,当然可以等;但如果要推向国际市场,很抱歉,等不起。
以中国山寨之能,就不能仿制吗?
仿制,要看你要仿的是什么。最顶尖的航空发动机,这个真的不能。
航空发动机是制造业皇冠上的明珠,这个世界上能造导弹的国家不少,但是能完成设计、研发、制造发动机的一只手就能数出来。
中国现在拥有数百家波音737、空客320neo飞机,这些飞机都大多安装着LEAP发动机,如果能仿制,中国早就仿制了。
非不想,实不能也。航空发动机研发制造是技术高度密集的项目,最终会落在材料和制造工艺上,可能是人类目前能制造出来的最精密的产品了。
简单说,发动机技术的积累就是靠砸钱,只是浪费的多或者少的问题。以美国的技术优势,在发动机方面也同样是犯了无数的错,浪费了无数的钱,最终把错误的排除,才趟出了一条路。这都是不传之密。
过去50年,美国投入航空发动机预研的经费就超过1000亿美元。以中国人的聪明,就算只花美国人一半的时间、一半的钱好了,什么时候错犯得足够多了,就接近成功了。
为什么说禁运发动机,是伤敌一千自损一千?
坦率地说,发动机的确是中国大飞机的软肋,但同时也是美国军工的救命稻草。你见过拿自己救生圈杀人的吗?
LEAP发动机属于通用电气公司的子公司的产品,单价超过1450万美元,双发就接近3000万美元。按照C919的订单量,就是300亿美元。
LEAP是通用效益最好的产品之一,不料波音737MAX横生枝节,基本黄了,复飞有日子呢,一下影响了通用未来1500亿美元的产值。
更要命的是通用由于此前各种骚操作,遭遇各种麻烦,离生死仅有一线之遥。偏偏通用是美军不可或缺的存在。
美国主战装备的半壁江山都指望着通用呢,简单列几样F-15、F/A-18、E-3、KC-135、AH-64、伯克级导弹驱逐舰……对于美军来说,通用是不能倒的。
别看C919订单只有300亿美元,但300亿现在就是通用的救命稻草之一。
美国说可以销售,靠得住吗?
暂时还是靠得住的。
特朗普说,“我们不想让其它国家的人觉得与我们无法做生意。这只会意味着外国订单将流向其它国家。”——我希望中国购买我们的飞机发动机,美国国会考虑的与中国进行贸易的某些限制很可笑。
但我以前说过,美国极端鹰派正在掌控美国对华政策,这是一个只要伤害对手、不那么太在乎美国自身伤害的利益集团。
而且,在关键设备上,美国甚至是连盟友都坑的。日本的战斗机项目就不知道被美国坑过多少次了。
因此,抓紧补上中国民用发动机这一课,把核心技术掌握在手中才是当务之急。