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大飞机行业研究报告1.C919再获里程碑式突破,距商业化运营仅“一步之遥”1.1C919大飞机取证进入收官阶段,交付客户进入倒计时“大飞机”是大型客机的简称。
航空业界所说的“大飞机”,一般是指总重超过100吨的运输类飞机,也包括150座以上的干线客机,直接反映一个国家民用航空工业甚至整个工业体系的整体水平。
“大飞机”的典型代表有欧洲空客公司(AIRBUS)的空客A320系列、美国波音公司
(BOEING)的波音
737系列,以及中国商飞公司(COMAC)的C919。C919脱胎于中国“大飞机专项”,型号名称寓意深远,体现国家的意志、人民的期望。
C919大飞机脱胎于2007年国务院批准的“大型飞机研制重大科技专项”,是中国首款完全按照国际先进适航标准研制的单通道大型干线客机,具有中国完全的自主知识产权,最大航程超过5500公里,性能与国际新一代的主流单通道客机相当,2017年5月5日成功首飞。型号名称寓意深远。C919,全称COMAC919,COMAC是C919的主制造商中国商用飞机有限责任公司的英文名称简写,“C”既是“COMAC”的第一个字母,也是中国的英文名称“CHINA”的第一个字母,体现了大型客机是国家的意志、人民的期望;
同时,“C”也寓意打破A和B的垄断,营造ABC三足鼎立的竞争格局。C919自2019年起进入“六机四地”大强度试飞阶段。C919大飞机于2007年立项、2008年研制、2015年总装下线、2017年成功首飞,随后开启大强度试飞和适航取证工作。C919大型客机单机总装周期持续缩短。继2015年首架C919飞机总装下线后,2017年101架机投入试飞,2018年102、103架机投入试飞,2019年,104、105、106三架机相继投入试飞。
C919的101-106架原型机分别在上海浦东、西安阎良、山东东营、江西南昌等地开展试验试飞,四地并行协同,试飞效率不断提升,多地飞行组织保障能力经受住了考验。截至2022年7月19日,6架试飞机已经完成全部试飞任务。C919在正式交付前还需取得“适航三证”。“适航三证”是适航当局颁发的保证适航要求的证件,包括:1)型号合格证(TC):
用以证明飞机设计符合相应的适航规章,被业内称为飞机安全性的“保证书”、进入航空市场的“通行证”;2)生产许可证(PC):用以证明飞机和零部件的制造、试验、安装符合经批准的设计,是对每架飞机制造符合性的证明;3)单机适航证(AC):用以确认每架飞机都是按照批准的设计和质量体系制造的,好比飞机的“出生证”。
型号检查核准书(TIA)是获取型号合格证(TC)的“敲门砖”,获得TIA后才能进入合格审定阶段。按照中国民用航空器适航管理条例,民航局接受型号合格证申请后,应当按照规定进行型号合格审定,审定合格的,颁发型号合格证。获得TIA意味着飞机已经进入局方组织的合格审定阶段,全部科目合格后,才能颁发型号合格证(TC)。2020年11月,C919获得型号检查核准书(TIA),正式进入局方组织的合格审定试飞阶段,这意味着飞机已经相对成熟,距离取得TC“更进一步”。获得TIA的必要条件是飞机的设计构型基本冻结,不应出现重大设计更改,飞机状态已经达到相当的成熟度;并已完成充分的地面试验和飞行试验,预期可满足安全性、适航要求,可以支持审查方的飞行员开展验证试飞。2022年5月以来,C919大飞机取证交付工作“捷报频传”,商业化仅“一步之遥”。我们认为:C919现已开启首架机交付客户的准备工作,并正式进入取证工作的收官阶段,C919大飞机的商业化大幕正在徐徐拉开。
取证工作“捷报”:C919完成取证试飞,取证工作进入收官阶段。1)据中国商飞官网消息,2022年7月19日,C919大型客机试飞现场联合指挥部阎良战区在陕西渭南机场召开总结大会。会议强调,C919六架试飞机完成全部试飞任务,标志着C919取证工作正式进入收官阶段。2)8月1日,中国商飞官宣C919飞机完成取证试飞。交付工作“捷报”:首架用于交付客户的C919大飞机成功首飞。1)2022年5月14日,编号为B-001J的C919大飞机从浦东机场第4跑道起飞,于9时54分安全降落,标志着中国商飞公司即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满完成。2)与2017年C919首飞不同,这架飞机将用于交付客户投入航线,实现商业化运营。1.2商飞三剑客:ARJ21/C919/C929承前启后,继往开来,圆国产大飞机之梦中国商飞公司是C919大飞机的主制造商,也是实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体。中国商飞成立于2008年,主要从事民用飞机及相关产品的科研、生产、试验试飞、销售及服务、租赁和运营等相关业务。
民航客机一般具有两种分类方法:1)按照执飞航线的不同,可分为干线客机和支线客机,干线客机比支线客机航程远。2)按照通道数,可分为宽体客机(又称双通道客机)和窄体客机(又称单通道客机),宽体客机比窄体客机载客量大。
中国商飞公司同时承载两大光荣使命:一是统筹干线飞机和支线飞机发展,二是实现中国民用飞机产业化。公司目前同时研制、生产三款机型:ARJ21、C919和CR929。
商飞三剑客体现了大飞机发展的层次递进关系。ARJ21(窄体支线客机)、C919(窄体干线客机)、CR929(宽体干线客机)俗称“商飞三剑客”。我们认为:ARJ21是国产大飞机的“探路者”;C919是国产大飞机参与国际竞争的“主力军”,在三款机型中承前启后;CR929是国产大飞机的“后备军”。①回顾国产大飞机的成就:ARJ21飞机是国产大飞机的“探路者”ARJ21新支线飞机:1)中国首次按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的中短程新型涡扇支线客机,座级78-90座,航程2225-3700公里。2)ARJ21于2015年正式交付成都航空,于2016年投入航线运营,当前市场运营及销售情况良好。3)通过ARJ21的研制,国内初步建立了新时期中国商用飞机技术创新体系、产业体系和项目管理体系。国产大飞机技术创新体系“探路者”:通过研制ARJ21,国内首次系统完整地建立了民机适航设计和验证技术体系,解决了系统间互联安全性评估技术难题,攻克了双发动机失效、轮胎爆破、鸟撞、发动机转子爆破等特殊风险验证的技术难关,突破了结冰、污染跑道、大侧风、高温高寒等极端复杂气象条件下的分析和试验验证技术,掌握了包括高平尾飞机失速、最小离地速度、起落架摆振、飞控故障模拟和功能可靠性等多项验证试飞关键技术。国产大飞机产业体系“探路者”:通过研制ARJ21,国内初步探索了一条“自主研制、国际合作、国际标准”的国产商用飞机技术路线,初步建立了国产商用飞机产业体系。国产大飞机项目管理体系“探路者”:通过研制ARJ21,中国首次走完喷气支线客机设计、制造、试验、试飞、交付、批产全过程,积累了重大创新工程的项目管理经验。我们从交付数量、载客人数、航线飞行小时、国际化四个维度判断:ARJ21-700飞机目前已实现批产交付,正在从“市场成功”的基础上向“商业成功”迈进。
ARJ21已实现批产交付。1)据planespotters数据,截至2022年8月,中国商飞公司已向9家用户交付了75架ARJ21飞机。2)据人民网消息,截至2022年7月13日,ARJ21累计获得20家用户的670架客机订单、70架货机订单,并已累计下线100架,产能达到每年50架。ARJ21飞机已安全载客超500万人次。据人民网消息,2022年7月12日,由国产ARJ21新支线飞机执飞的一二三航空MU5264航班,平稳降落在上海浦东国际机场。至此,该机型已安全运送旅客超500万人次。
ARJ21飞机已基本搭建航线网络,航线飞行时间超15万小时。据人民网消息,截至2022年7月12日,ARJ21飞机已开通263条航线,通航110座城市,安全运行超过15万小时,初步形成覆盖华北、东北、华南、西南等地区的国内支线网络,并为国产大飞机C919的市场运营进行开拓性探索。
ARJ21飞机即将走出国门。2021年1月8日,光大集团旗下中飞租赁与中国商飞公司签署了60架ARJ21飞机买卖协议。双方将继续在飞机资产管理、航空后市场、产融结合等方面开展深入合作,助力国内航空产业发展,开拓东盟国际市场。②聚焦国产大飞机的当下,C919承前启后,有望成为打破A/B国际垄断的“主力军”
C919在中国商飞研制的三款机型中承前启后。C919在座级和航程上承前启后。中国商飞三款机型的发展历程体现了从小到大、从近及远的演进趋势。ARJ21是窄体支线客机,载客量为78-90人,航程为2225-3000公里;C919飞机是窄体干线客机,载客量为158-168人,航程为4075-5500公里;
CR929则是宽体干线客机,载客量为280人,航程达到12000公里。C919在商业定位上承前启后。1)一款飞机的航程与座级决定了其商业上的定位,中国商飞的三款机型在商业定位上有所区别,反映了由面向中小型航司到面向大型航司,从国内运营到国际运营的趋势。2)ARJ21主要用于执飞区域间航线,主要客户为中小型航空公司;C919则执飞国内重点城市间的航线,主要客户为大型航空公司;而CR929未来主要执飞全球主要城市之间的航线,主要面向执飞国际航线的特大型航司。C919在国产大飞机发展历程中承前启后。1)一款新机型从无到有,需要经历三座重要的里程碑,业内常称为“研制成功、市场成功和商业成功”。对于同一家飞机主制造商而言,前款机型的成功经验对后研制机型具有重要的借鉴意义。2)ARJ21飞机率先从市场成功向商业成功迈进,是国产大飞机的“探路者”;C919飞机正在由研制成功向市场成功迈进,在发展历程上承前启后,既借鉴ARJ21成功的设计、制造、运行经验,又为CR929铺路;而CR929飞机正在试制,正在向研制成功迈进。C919在座级上最受航空公司青睐,在性能上具有后发优势,在价格上更经济,有望在全球竞争中获得优势,打破A/B垄断。在座级上,C919对应的150-200座级飞机最受航空公司青睐:1)该类机型满足了航空市场对短程航线、低载客量的需求,是干线飞机制造的起点机型和基本机型。2)C919对标全球航司普遍采用的空客A320和波音
B737系列,旨在打破A/B垄断。在性能上,相比A320/B737,C919后发优势明显:C919在技术上实现了“减重、减阻、减排”,相比于竞争机型,C919更安全、更经济、更舒适、更环保。C919大规模使用先进材料,重量更轻,更节约燃油。1)C919先进复合材料使用量达12%,铝锂合金使用量达8.8%,再通过飞机内部结构细节设计全机减重约7%。飞机减重意味着油耗更小,成本更低。2)同时,由于大量使用复合材料,较国外同类型飞机80分贝的机舱噪音,C919机舱内噪音有望降到60分贝以下。C919在结构设计上更加先进。1)机舱宽度:C919的机舱宽度比A320和B737宽松,乘客体验感和座舱舒适性更佳;C919货仓体积更大,载货能力比波音和空客更好;2)气动布局:C919前挡风玻璃采用四面式风挡技术,不仅拓宽了驾驶舱视野,更可以减少阻力,气动布局较A320、B737更优;3)巡航气动效果:C919采用先进气动布局及新一代超临界机翼,比A320和B737的巡航气动效果更好。C919采用LEAP-1C发动机,更经济、更环保、更安静。1)与目前空客A320、波音B737使用的发动机不同,C919采用GE公司的LEAP-1C发动机,具有显著减排性能。2)与CFM生产的主流发动机CFM56系列相比,LEAP-1C发动机燃油消耗可减少16%,二氧化碳排放量可减少16%,氮氧化物排放量不足其60%,且更为安静。C919采用的控制系统更先进。C919采用先进的电传操纵和主动控制技术,提高了综合性能,改善人为因素和舒适性。在价格上,C919亦更具竞争力:据中国东航公司公告,C919目录价格为0.99亿美元,C919目录价相当于A320CEO的98%、A320NEO的89.5%、波音
737-800的93.3%、波音787MAX8的81.4%,较同座级机型具有价格优势,有利于未来进一步开拓市场。③展望国产大飞机的未来:CR929飞机是国产大飞机“后备军”。CR929远程宽体客机系中俄联合研制,对标空客A350和波音
787。CR929远程宽体客机采用双通道客舱布局,基本型命名为CR929-600,航程为12000公里,座级280座。此外还有缩短型和加长型,分别命名为CR929-500和CR929-700。
CR929由中俄联合打造。CR929由中国商飞公司(COMAC)与俄罗斯联合航空制造集团(UAC)的合资公司:中俄国际商用飞机有限责任公司(CRAIC)打造,该公司于2017年5月22日在上海挂牌成立。CR929是远程宽体客机,用于执飞国际航线。CR929是中俄联合研制的双通道民用飞机,以中国和俄罗斯及独联体市场为切入点,同时广泛满足全球国际间、区域间航空客运市场需求,其最大航程达12000公里,可以实现跨洋飞行。
CR929的对标机型主要为空客A350和波音787。从座级与基本性能参数来看,CR929与目前世界上最先进的宽体客机,如波音787与空客A350大体属于同一类型。CR929采用先进技术,降低运营成本。CR929通过采用先进气动技术、大量应用复合材料、装配新一代大涵道比涡扇发动机等提高飞机综合性能指标,将比同类机型有更低的直接运营成本。据中国商飞测算:2020-2039年全球宽体客机市场空间达2.3万亿美元,其中中国市场占25.4%,达5849亿美元。
CR929对应的250座级宽体客机:1)该类宽体客机需求量最大,全球需求量高达5555架,价值量预计达1.67万亿美元,占全球宽体客机总价值量的72.4%。2)其中中国市场需求量预计为1406架,价值量4218亿美元,占全球该座级飞机的25.3%。350座级宽体客机:1)全球需求量为1164架,价值量达4000亿美元,占全球宽体客机总需求的17.4%。2)其中中国市场需求量预计为427架,价值量1467亿美元,占全球该座级飞机的36.7%。
400座级宽体客机:1)全球需求量为500架,价值预计达2348亿美元,占全球宽体客机总需求的10.2%。2)其中中国市场需求量预计为35架,价值量164亿美元,占全球该座级飞机的7%。1.3东航发挥“头雁效应”,与商飞强强联合共促国产大飞机商业化作为C919的首家客户,中国东航积极地为接收C919做准备工作,在国产大飞机商业化运营方面发挥了“头雁效应”。
2022年5月10日,东方航空发布定增预案,拟募集资金150亿元,其中105亿元用于引进38架民航客机:包括4架C919飞机、24架ARJ21-700飞机、6架空客A350和4架波音
B787-9,其中单通道窄体客机全部采购国产大飞机。公告显示,本次引进的客机将于2022-2024年交付,预示国产大飞机生产交付即将步入“快车道”。中国东航采购C919正在揭开C919商业化的大幕。中国东航作为国内最大的航空公司之一,发挥“头雁效应”,率先采购C919,这将全面助力国产大飞机的商业化进程。未来随着C919的陆续交付,国内航司机队中将逐渐呈现A(空客)、B(波音)、C(中国商飞)“三足鼎立”的格局。
2021年3月东航与中国商飞签署C919飞机采购合同。作为国产大飞机C919全球首家启动客户,东方航空已与中国商飞正式签署首批C919大型客机购机合同,将成为全球首家运营C919大型客机的航空公司。
本次东航采购C919飞机是国产干线客机从0到1的突破。截至2021年底,中国东航机队中已经包含7架国产的ARJ21支线飞机,而宽体客机、窄体干线客机100%为波音系列和空客系列,其中包括空客A320系列358架、波音737系列290架。
东航计划2022H2-2024年引进国产飞机33架。按计划,东航2022年半年报披露未来机队规划:2022H2-2024年还将引进ARJ21系列飞机28架、C919系列飞机5架。中国东航下属的一二三航空是国内第一家专业运营国产民用飞机的航空公司。2020年12月,一二三航空成立,并正式运营国产ARJ21飞机。截至2021年末,一二三航空共运营ARJ21飞机7架。中国东航作为C919首家客户,或将加速其商业化进程。中国东航作为国有大型骨干航空运输企业之一,坚定支持发展国产大飞机的国家战略,努力成为国产民用飞机改进优化的助力者、商业运营模式探索者、市场化运营先行者。
中国东航作为国际一流的航空公司,在航线运行、机务维修、飞行训练等方面均有优势,作为C919全球首家客户,东航将与中国商飞充分展开合作,强强联合共同开辟国产大飞机的商业运营模式,共同树立“示范效应”,为其他用户积累运营经验。
在中国东航与中国商飞的共同努力下,未来C919的商业化进程相比ARJ21或将进一步提速,C919有望加快满足国内窄体干线客机的市场需求。2.百天飞天梦,大飞机自主化+商业化+产业化浪潮将至2.1历史启示录:从运10到C919,国产大飞机的前世今生拥有国产大飞机一直是中国人的梦想,在逐梦蓝天的道路上,中国航空人一共做过三次伟大尝试,从运10项目下马到麦道公司停止合作,再到21世纪C919翱翔蓝天,浮浮沉沉半世纪,中国航空人逐渐探索出一条“自主化+商业化+产业化”齐头并进的“黄金道路”。①1970-1985:运10下马引人深思,商业化是发展国产大飞机的重要一环研制运10的“708”工程是中国发展国产大飞机的第一次伟大决策。运10项目起源于新中国外交需要,1970年8月“708”工程正式立项,运10开始研制。国家总投资5.377亿元,其中研制费3.34亿元,基本建设费1.747亿元,上海市提供流动资金0.29亿元。运10项目的研发成功是中国民用航空从0到1的伟大尝试。经历了10年的艰苦卓绝研制工作,1980年9月,运10飞机在上海大场机场完成首飞。这标志着中国成为继美、苏、英、法之后,第五个研制出100吨级喷气式飞机的国家。与运-10同步研制的涡扇-8型发动机装在波音
707上进行了飞行试验,实现了中国在大型商用涡扇发动机上“零的突破”。运10的研制冲击了航空工业界以苏式为圭臬、以仿制求安稳的积习。运10副总设计师程不时回忆,在发动机气动布局问题上,设计组研究了当时世界上的三种布局,放弃了苏式翼根布局,对另两种做了全尺寸风洞试验,最后选择了适合运10的翼吊布局。运10也没有照搬美国飞机的模式。运10虽然测绘和参考过波音
707,但其尖峰翼型使阻力发散马赫数优于后者,故无须安装马赫数配平装置。运10创造了多项“第一”。运10是中国第一架国产大型喷气式客机;其最大起飞重量达到110吨,最大航程达8300公里,最大时速达到974公里/小时,实用升限达12000米,在当时是最大的、飞得最远、最快、最高的国产运输机;运10是第一架按英美适航条例(CAM4B,后来的FAR25部)设计的国产飞机,也是第一架飞抵拉萨的国产运输机。研制运10促成中国自主的适航条款CCAR-25诞生。为了总结各专业在运10飞机设计中应用FAR-25的成功经验,也为了编写出一本将对FAR-25条款的理解和在民机设计中具体应用方法结合在一起的手册性资料,1979-1980年间,在马凤山总设计师的支持下,上飞所完成了中国民航适航性要求的编写工作,这是中国第一部由中国人自己编制的供民机设计用的适航性资料。然而,由于财务问题运10最终被迫下马,留给国人永久的遗憾。1980年起,运10项目陷入困境,用于疲劳试验的第三架飞机制造量仅完成三分之二。1985年,运10-02号机试飞停止,研制工作终于没能走完全过程。运10飞机出师未捷、功败垂成,令广大研制工作者扼腕痛惜,难以释怀。
运10并非完美无缺,与世界先进水平相比有较大差距,但仍是中国航空工业史上浓墨重彩的一章,既给国人带来了永久的遗憾,也给后人留下了丰厚的馈赠。C919从研制之初,就充分考虑了推进商业化运营,将是运10的“圆梦之作”。
运10使上海成为中国唯一的大型客机研发基地,如今中国商飞公司继承了运10项目主要研制单位640所和5703厂的衣钵,同时吸取了运10项目的经验教训,将发展国产大飞机推向了“商业化”和“产业化”的新高度。在新的经营思路下,C919如今即将交付客户,迎来国产大飞机“商业化”的新篇章,可以说C919是运10的“圆梦之作”。②1985-1998:中外合作项目草草收场,自主化是推动商业化的前提与根基走国际合作道路是中国民用航空工业的第二次伟大尝试。运10下马之后,中国民航工业走上了国际合作道路,先后与麦道、空客等公司展开合作项目,但由于缺少了自主化的基本定位,最终均以失败告终。缘起:鉴于市场对大飞机的旺盛需求和自主研制大飞机的重大意义,1986年8月著名航空教育家西北工业大学原校长季文美等人联名上书邓小平同志,建议立即着手研制中国150座级干线客机。1986年12月国务院125次常务会作出通过国际合作走与国外合作生产的道路,消化吸收国外技术发展中国150座级干线飞机的决定。
进程:1984-2000年中国航空工业实施了美国麦道公司150座级大型民用飞机产品MD80合作生产和MD90国产化的中美干线飞机合作项目,取得FAA生产合格证延伸,共向国内外客户交付37架飞机,其中5架出口到美国,国产化率基本达到了70%,而波音自己生产的还不到50%。
成果:与麦道合作期间中国航空工业水平得以快速提升。在此期间,中国航空工业若干核心企业开始承接波音公司(含麦道)和空客公司的大型民用飞机产品部件转包生产并延续至今,规模不断扩大,水平持续提高。终局:麦道合作项目最终草草收场。与麦道的合作最终因1997年波音公司兼并麦道公司后撤销MD80/90飞机生产线而被迫中止。该项目提高了中国民用飞机工业的制造能力、技术水平和管理水平,但没有产品的知识产权,不能自主面向全球市场生产销售。③2002-至今:永不放弃,逐梦蓝天,中国商飞开辟国产大飞机新纪元“大型飞机专项”的确立是中国民用航空工业的第三次伟大尝试。进入21世纪,为实现从经济大国向经济强国转变,以促进产业升级和经济转型发展为主线的创新驱动战略迅速展开。随着“大型飞机重大专项”的立项和中国商飞的组建,中国大飞机事业进入新的篇章。
2006年2月,在国务院颁布的国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)中,大型飞机被确定为“未来15年力争取得突破的16个重大科技专项”之一。④复盘中国大飞机发展历程:自主化+商业化+产业化必须齐头并进启示1:“自主化”是“商业化”的前提与根基。
中国航空工业与麦道的合作最后因波音的制裁而草草收场,充分反映了自主研制对于掌握完整价值链,从而获得民机发展过程中的统筹权,以及提升市场竞争力的重要性。启示2:“商业化”是“自主化”的必要保证,也是“产业化”的动力源泉。
运10项目作为举国体制下的伟大实践,因为缺乏市场机制的有效运作,最终难逃下马的宿命。这说明发展大飞机事业必须将举国体制与市场机制充分有效结合。“自主化”与“商业化”的结合可以形成“研制端”→“生产端”→“消费端”的良性闭环,为“自主化”提供源源不断的资金来源和宝贵的实际运营经验。“商业化”可以激发国内相关厂商的参与热情,推进其进行专业化整合,进而推进大飞机的产业化。启示3:“产业化”是实现大飞机事业“基业长青”的必经之路,也是拉动国民经济持续增长的重要法宝。为了对标国际主流机型,参与国际竞争,中国商飞采取了“主制造商-供应商”模式,并进行国际招标,与国际主流零部件供应商展开了合作。但从长远来看,为了实现大飞机事业的可持续性发展,就必须推进大飞机的产业化,在国内培育出一系列具有竞争力的本土供应商。
“产业化”有利于保证大飞机产业链安全。在国际贸易形势日渐紧张的时局之下,从整体机型的“自主可控”迈向大飞机全产业链的“自主可控”是必要而紧迫的,也是实现大飞机事业“基业长青”的必经之路。“产业化”是拉动国民经济持续增长的重要法宝。1)航空工业的投资产出比高达1:80。据兰德公司统计,向航空工业每投入1亿美元,10年后,航空及相关产业能产出80亿美元。2)大飞机是人类工业皇冠上的明珠,是一个庞大的系统工程,产业化的发展势必带动新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等等诸多领域的专业化协同发展,功在当代,利在千秋。⑤承继、实现、延续:千年“飞天梦”在大飞机发展过程中焕发新彩“飞天”是中国人自古以来孜孜以求的梦想,如今正在逐步实现。大飞机事业的发展正承继者古人的梦、实现着古人的梦,延续着古人的梦。从敦煌莫高窟的“飞天”壁画,到航空院校的“翱翔颂”铜浮雕,中国人正在将飞天由梦想变为事业。
从“出师未捷身先死”的运-10项目,到“永不放弃”的旦旦誓言,中国人的飞天决心得以彰显。
从ARJ21的商业运营到C919的成功首飞,中国人的飞天步伐沉稳矫健。2.2大国启示录:俄罗斯民航业遭制裁,大飞机“产业化+商业化”亟需提速2022年2月俄乌冲突爆发后,欧美国家对俄罗斯民航业实施了集体制裁,虽然此前俄罗斯已有相关国产替代计划,但还是难以应对来势汹汹的集体制裁。我们认为:当前国际形势错综复杂,俄罗斯民航制造业的遭遇无疑为我们敲响警钟:大飞机商业化必须加快推进,大飞机国产化迫在眉睫。俄罗斯民航飞机市场已被欧美公司垄断。根据planespotters数据,俄罗斯在役民航客机中,波音和空客飞机分别占到36.1%和34.1%,而俄罗斯本土厂商生产的飞机占比仅为20%。过度依赖进口民机为产业链安全埋下隐患:一旦被欧美厂商制裁,俄罗斯航空公司的大部分飞机将无法得到航材支援、运行支持、飞行训练等后市场服务,部分航线将被迫停飞,为国家造成经济损失。雄心壮志还是昙花一现?复盘俄罗斯MC-21飞机国产化之路MC-21承载俄罗斯民航制造业复兴厚望。MC-21飞机是俄罗斯伊尔库特设计局和UAC下属的雅科夫列夫设计局研制的双发中短途干线客机,该项目基于未完成的雅克-242飞机,是三引擎雅克42飞机的衍生机型,其最大载客量达211人,航程达6000公里,设计参数对标空客A320和波音
737,是俄罗斯在后苏联时代第一款本土设计的窄体飞机,堪称“俄罗斯的C919”。MC-21设计布局优于空客A320。1)与A320相比,MC-21拥有较高的纵横比,其机翼面积比A320更大、后掠角更大,因此巡航速度更高;其垂尾和平尾比A320更小,配合全电传操纵系统,操纵更灵活。2)复合材料的大量使用:与经典的铝合金机翼相比,碳纤维复合材料允许较大的气动弹性变形;同时由于增加机身长度不会增加太大的重量,也为后续MC-21的衍生改进机型(加长型)留下更多空间。MC-21发动机采用双选方案,为国产替代留下空间。在设计之初,MC-21选用了发动机双选方案,两款发动机分别是美国普惠公司的PW-1000G系列和俄罗斯Aviadvigatel公司的PD-14发动机。其中,PD-14发动机采用了新型高温合金来打造高压涡轮盘,新材料的应用使PD-14发动机的寿命从5千个循环增加到了3万个循环。制裁与反制裁:MC-21飞机研制过程一波三折。
美国针对MC-21飞机发动产业链制裁。2018年9月26日,美国宣布对俄罗斯11家企业实施制裁,其中五家企业来自航空航天领域,制裁的原因是涉及军民两用技术,从事“与美国国家安全利益或外交政策相矛盾”的活动,2019年1月,美国赫氏和日本东丽终止向俄罗斯航空复合材料公司供应碳纤维和环氧树脂。俄罗斯完成一记漂亮反击,实现复合材料自主化生产。面对困境,俄罗斯甚至曾考虑使用金属机翼作为备份。经过努力,俄罗斯采用非热压罐复材工艺(OOA)实现了机翼复材的自主化生产,从2021年开始生产使用俄罗斯材料的MC-21-300机翼,据央视新闻消息,2021年7月,第一架俄罗斯复合材料机翼安装在MC-21-300飞机上。2021年12月25日,首架装有俄罗斯制复材机翼的MC-21-300完成首飞。痛定思痛:俄罗斯开启航空工业进口替代计划。
俄罗斯政府制定了一系列政策措施。1)这些政策措施上至国家规划、发展战略,下至部门计划,都对航空工业进口替代的推行给予支持。2)其中,2013-2025年航空工业发展国家规划的主要目标是建设具备高竞争力水平的航空工业、巩固其全球第三大航空技术产品出产国的地位;俄罗斯联邦民用航空制造领域进口替代措施计划则提出了民航领域进口替代实施计划。3)2015年,俄罗斯还成立了联邦政府进口替代委员会,下设军工产品进口替代分会,并在工贸部、财政部等部委成立专门工作组。
俄罗斯企业制定了一系列进口替代计划。1)俄罗斯联合飞机公司(UAC)、联合发动机公司(UEC)、无线电电子技术集团(KRET)均制定了进口替代发展计划。2)UAC在2016年进口替代发展计划中对多个系统制定了详细的进口替代计划实施阶段,明确了各阶段任务和完成指标。3)UEC针对有进口需求的航空发动机制定了替代方案,KRET则按照俄工贸部要求开展了15项进口替代工作。引以为鉴:中国大飞机选择“产业化”和“商业化”道路至关重要我们认为:俄罗斯MC-21飞机一波三折的发展历程对我们具有很强的借鉴意义,中国大飞机已经实现“自主化”,如今正值“产业化”+“商业化”的关键时期。
现代大国博弈已经反映在方方面面,其中高科技产品的竞争具有决定性意义。本土产品如要成功“破局突围”,进而参与全球竞争,就必须实现全产业链的自主可控,实现
“自主化”和“产业化”,同时必须将产品推向市场,实现“商业化”。
必须加快大飞机“产业化”进程,提升零部件国产比例。反观俄罗斯MC-21飞机屡次被制裁的历史,不难看出,在民航市场被欧美垄断的背景下,如果新产品无法实现全产业链的自主可控,一旦在商业化进程中触及先进国家利益,就可能面临其发动产业链制裁的风险。我们始终需要居安思危,在供应链相对安全的环境下,加速布局关键核心部件研制、供应的备选方案。必须加快大飞机“商业化”进程,扩大国产大飞机市场份额。当前中国主流航空公司运营的机队仍以波音、空客飞机为主,具有与俄罗斯相同的短板与问题。
相比俄罗斯而言,中国具备更多实现大飞机“商业化”的优势。1)中国具有庞大的民用航空市场,在国产大飞机商业化上具备先天的本土市场优势。2)中国拥有以“市场空间”换“国产替代时间”的博弈底牌。3.大飞机产业链已进入预热阶段,即将迎来腾飞3.1民用航空需求旺盛,大飞机市场空间超万亿全球民用航空需求旺盛,中国将成为全球最大单一航空市场。
据中国商飞公司市场预测年报(2021-2040)预测:1)2021-2040年全球预计有41429架新机交付,价值约6.1万亿美元。2)其中中国航空市场预计将接收50座级以上客机9084架(占全球21.92%),价值约1.4万亿美元(占全球22.95%)。
到2040年中国将成为全球最大的单一航空市场,中国的机队规模将达到9957架,占全球客机机队比例22%。中国商飞公司发布的中国商飞公司市场预测年报(2020-2039)对全球各种机型的交付量做了详细预测,预计到2039年,中国新机交付量占全球的21.5%,中国新机交付市场价值占全球的22.3%。3.2全球民机及零部件市场被欧美垄断全球民航大飞机整机市场被欧美垄断从全球市场来看,波音空客已经形成双寡头垄断。截至2020年,全球航空公司在役的飞机数量共22367架,其中波音公司生产的飞机有9159架,数量占比为40.9%;空客公司生产的飞机有7698架,数量占比为34.4%,两家厂商生产的飞机数量占到了全球民机总量的75.4%。空中客车公司(AIRBUS)是欧洲最大的航空航天公司。空客公司成立于1970年,其创建初衷是为了同波音、麦克唐纳·道格拉斯等美国航空工业公司竞争。空客公司的主流机型:目前,空客公司制造A220、A320、A330、A340、A350系列以及Beluga系列货机。正在研发的新机型有A321XLR等。
中国是空客公司最大的市场。截至2018年末,中国现役空客民用飞机数量已经超过1700架,向中国交付的飞机总数占空客交付总数的近四分之一。中国是空客公司的战略合作伙伴。空中客车首条欧洲以外的飞机总装线于2008年在天津启用,总装A320系列单通道飞机。2017年,空中客车A330完成与交付中心也在天津交付使用,这是空客在欧洲以外的首个宽体机完成与交付中心。2019年以来,受到全球新冠疫情的影响,空客的交付量有所下滑。2021年,空客公司共交付611架飞机,包括50架A220、483架A320、18架A330、55架A350、5架A380。航空零部件市场被欧美垄断,A320/B737的主要零部件供应商大多来自本土。
China-aerospace.Blog于2018年11月刊登的AirbusA320,Boeing737,COMACC919:wheredothesupplierscomefrom?一文列举了全球主流机型空客A320和波音737飞机的供应商数量分布图,按照区块图的方式列举,我们不难看出,空客A320和波音
737飞机的零部件大多来自本土。A320飞机第一供应地是欧洲。其中法国、德国、英国供应商占据了总数的40.4%,美国占据了总数的37.7%。
波音737飞机第一供应地是美国。美国本土供应商占据了总数的67.3%,英国、德国、法国、加拿大占据了总数的20%。截至目前C919国产化率约为60%,有望不断提高。根据2022年6月民用航空零部件国产化:适航取证路径解析一文介绍,目前C919大飞机的国产化率约为60%。为了提高C919的国产化率,中国航空工业领域的公司做了以下努力:
实现机体结构件的国产化。目前,C919机身大部端已经全部由国内厂商制造,为推进关键零件的国产化,部分公司收购了外国具有优势的厂商或成立了合资公司,如中航客舱收购了FACC公司,浙江西子航空与美国势必锐公司合资成立西子势必锐。推进国内具有优势的公司通过适航取证加入C919供应商阵营。随着C919项目不断取得突破,国内一些在上游领域具有优势的公司逐步通过适航取证参与进来。目前已有多家国内企业参与了中国商飞供应链,为大飞机机载系统国产替代贡献力量。与主流的机载系统供应商成立合资公司,推进技术协同和国产替代。如中航工业
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