C919领证 意义有多大?
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C919领证 意义有多大?

【 吕栋】

首飞不易适航难,六架雄鹰非等闲。夏去疆南迎酷暑,冬来漠北盼严寒。

结冰遍向神州觅,风侧单吹嘉峪关。莫道审查多峻厉,成功取证尽欢颜!

据新华社9月30日报道,国产C919大型客机于2022年9月完成全部适航审定工作后获中国民用航空局颁发的型号合格证,将于2022年底交付首架飞机。报道评论称,C919大型客机研制成功,获得型号合格证,标志着我国具备自主研制世界一流大型客机能力,是我国大飞机事业发展的重要里程碑。

网传C919飞机型号合格证颁证仪式 图源:微博

网传C919飞机型号合格证颁证仪式 图源:微博

C919是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,重点满足国内外大运量和中运量市场需求,座级158-168座,航程4075-5555公里,直接竞争对手为空客A320Neo和波音B737Max。在绝大多数性能指标持平的情况下,C919目录单价比两个竞争对手更低。

对于C919这种全新的飞机来说,取得型号合格证是极为关键的时间节点,意味着这架飞机完全符合适航标准,获得了“准生证”,其重要性不亚于飞机首飞。同时,拿到型号合格证也意味着,C919完成了历时5年多的取证之旅,可以展开首架交付。

长期以来,全球民用大飞机市场一直被波音和空客垄断。第三方数据显示,2021年,全球商用飞机交付量1034架。其中,波音交付340架,空客交付611架,二者占总交付量的92%。如果把范围缩小到100座以上,这个比率将高达100%。

随着C919拿到型号合格证,不仅将进一步加快中国民航大飞机的产业化进程,未来更有望打破空客和波音对市场的垄断,在国际上形成“ABC”的竞争格局。可以说,中国大飞机的“从0到1”,就是世界大飞机格局的“从2到3”。

2018年12月,第三架C919飞机完成首飞 图源:中国商飞(下同)

2018年12月,第三架C919飞机完成首飞 图源:中国商飞(下同)

安全可靠性不输波音空客

C919此番“领证”可谓有些“姗姗来迟”。毕竟自9月13日两架C919从上海飞往北京后,市场普遍预期9月19日将是C919的“领证纪念日”,但最终该愿望落空。不过在9月29日拿证同样意义非凡,不仅可视作对国庆的献礼,还让人联想到中俄联合研发的CR929远程宽体客机。

此次C919获颁的是“型号合格证”,从名称上看并不是通常所说的“适航证”。那么什么是型号合格证,适航证又是什么,二者又有什么联系和区别?实际上,广义上的适航证共包括三个证:型号合格证(TC)、生产许可证(PC)及单机适航证(AC)。

2015年11月2日,C919大型客机首架机总装下线

2015年11月2日,C919大型客机首架机总装下线

TC由中国民航局根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21)颁发,用以证明民用航空产品的设计符合相应适航规章的证件。该证通常被比喻为飞机的“准生证”,飞机设计方要取得TC,需要向适航当局证明飞机设计符合中国民用航空规章第25部的要求。

在取得TC之后,C919才能进入批量生产,这时中国商飞需要向中国民航局申请PC。PC是适航当局对飞机制造符合性的批准,“制造符合性”是指航空产品和零部件的制造、试验、安装等符合经批准的设计。

一旦获得PC,飞机生产企业就可以开始批量生产,但生产出来的飞机还不能投入商业运营,还要再取得AC。AC是指适航当局对每架飞机制造符合性的批准,该证是在飞机生产完成后,正式交付给客户之前,由客户申请的一种适航证件。

需要指出的是,TC和PC两证是颁发给型号的,而AC证是颁发给每一架飞机的。C919取得TC是关键一步,但还须拿到PC和AC,才算完成飞机的适航审定。不过,中国商飞ARJ21原副总设计师周济生曾提到,C919取得TC之后即可开展首架交付。

时间回到2014年12月,当国产支线客机ARJ21-700取得TC证时,时任中国商飞董事长金壮龙曾表示,这标志着ARJ21项目研制工作取得重大突破,标志着ARJ21具备可接受的安全水平,可以参与航线运行。

国产支线客机ARJ21-700

国产支线客机ARJ21-700

从首飞到拿TC证,C919比ARJ21快了7个月,但极限测试却并没有减少。早在2017年5月首飞成功后,就有媒体报道称,C919还要进行729个科目的试飞,预计飞行4200小时、2282架次,才能完成试飞取证任务。

公开资料显示,自首飞后的5年间,6架C919试飞飞机分别在阎良、南昌、东营、锡林浩特、吐鲁番以及敦煌等地进行了试飞取证工作,全面开展失速、动力、性能、操稳、飞控、结冰、高温、高寒等科目试飞。直到今年8月1日,正式完成取证试飞。

长时间的试飞验证,也间接回应了外界对于C919安全性的关切。同济大学航空与力学学院教授沈海军曾坦言,C919已通过中国民航局的适航认证,这说明在安全可靠性方面,C919并不输竞争对手空客A320Neo和波音B737Max,老百姓要对国产大飞机有信心。

那普通人什么时候才能乘坐C919呢?

东方航空曾在2022年半年报中披露,今年下半年将引进1架C919,明年将引进4架。但需要指出的是,首架C919完成交付后,并不意味着航空公司可以将飞机立即投入商业运营。

周济生曾分析称,飞机交付后,其间还需要AEG(飞机运行审定小组)评审,用来评估飞机、营运人、产品支援和客户服务是否达到了投入商业飞行的条件。以ARJ21为例,AEG评审大约进行了半年,成熟的飞机制造商一般在3个月内完成。

除此之外,航空公司在接收C919后,还要通过针对新飞机的补充运行合格审定,比如航线验证等,才能正式商业载客。目前,首架C919尚未完成交付,预计年内投入运营难度较大。

中泰证券8月28日研报

中泰证券8月28日研报

“绝不是简单拼接”

除了中国民航局的适航审定,C919的国产化率也一直备受关注,甚至还引起过争议:即采用不少非国产零部件的C919,到底能不能被称为国产大飞机。

实际上,在C919项目启动之初,考虑到中国人继国产运十飞机之后再也没有碰过“大飞机”,中国商飞内部保守估计,C919的国产化率大于10%即可。但令人惊讶的是,到2015年交付下线时,C919实现了近60%的国产化率,并拿到570架订单。如今7年过去,C919已拥有累计28家客户815架订单。

其实在研发模式上,不仅是中国商飞,波音与空客采用的也是“主制造商—供应商”模式,即供应商提供子系统,制造商进行总体设计与集成。毕竟,民航客机作为人类有史以来最复杂的工业产品之一,前后牵涉到数十万个零部件,不可能由一家甚至一国包办,只能通过国际合作,采用大量的国外供应商系统也十分正常。

2014年7月,C919大型客机首架机机头部段在成都下线

2014年7月,C919大型客机首架机机头部段在成都下线

事实上,仅仅将大量零件组装起来,本身难度就已很高。中国商飞首席科学家吴光辉曾透露,C919飞机上有几百万个接口,这关系到液压、航电等多系统之间的关联,绝不是简单拼接,如何关联,就取决于飞机的设计方案,中国商飞的知识产权也体现在对系统之间的集成控制上。

他还曾表示,C919的供应商来自全球,其中不乏同样为空客和波音的供应商,而需要什么样的零部件,对其有怎样的技术要求,这是由中国商飞决定的,“供应商可以来自于全球,但零部件的供应需符合飞机设计的要求,这体现出我们的自主权和决定权。”

根据公开资料,在大飞机制造中,最具技术含量、成本占比最高的是结构系统、发动机系统和航电系统等部分。而C919的结构系统由中国商飞设计,多家国内企业一起制造,具备完全自主知识产权;发动机则由美、法合资公司CFM提供;航电系统由中美合资的昂际航电提供。

值得一提的是,在发动机上,737MAX及A320neo与C919一样,选用的也是CFM LEAP发动机,该发动机特点是更省油,较上一代CFM56的油耗低15%。而有行业媒体曝出,C919的LEAP-1C发动机,还是LEAP中的“PRO版本”:CFM提供涵盖发动机短舱/反推等整体方案。

2015年7月,C919首台CFM LEAP-1C发动机交付

2015年7月,C919首台CFM LEAP-1C发动机交付

据“航旅圈”爆料,LEAP发动机在当年C919设计之初也是未投产的新品。CFM团队提供了很大的支持,让LEAP这款全新的发动机就着C919一起整体设计。这样做的好处就是能让飞机与发动机更好的融合在一起,使飞机的重量降到最低,达到最好的空气动力学特性,也就是能让飞机达到航司所关心的更经济省油。

但在严峻的外部形势下,国内有不少关注航空领域的网友担忧,采用美合资企业生产的发动机,若美国进行出口管制,将给C919未来的量产交付带来巨大影响。

这种担忧无可厚非,而C919发动机也并非没有“备胎”。长城证券在2019年的研报中称,中国航发专门为C919量身定做的大涵道比涡扇发动机CJ1000A,推力在12-15吨级。目前CJ1000A已完成验证机设计工作,正在开展零部件试制和试验工作,预计于2025年服役。

CJ-1000A发动机金属模型 图源:长城证券研报

CJ-1000A发动机金属模型 图源:长城证券研报

“C919最终要实现100%国产化。”

2020年6月,《中国青年报》报道称,C919在制造时针对一些暂时未能实现国产的部分,选择了两条路——一是国外原厂,国内合资;二是原装进口,到一定程度实现部分国产,最终实现全部国产。

但国产化率过高,对C919这种商业飞机项目来说是否真的有利,仍具争议。

今年8月,《经济日报》发文指出,国产化率并非越高越好。航空制造业被誉为“工业之花”,产业链长,附加值高,“吃独食”不利于开拓海外市场。C919立足自主技术研发,采用“主制造商+供应商”模式生产,我们已将项目主导权掌控在手。

C919市场空间有多大?

2019年3月,波音737MAX因连续坠机事件停飞后,时任美国财长姆努钦称,这至少将影响美国GDP一千多亿美元。而波音在中国的业务也基本停滞,三年共交付给中国8架飞机。

此后在今年7月,中国三大航宣布采购292架空客A320neo系列飞机,合计金额约2500亿人民币。此次交易是三大航有史以来飞机购买订单中,数量最大和订单金额最高的单笔订单。

不难看出,在之前的全球大飞机市场中,波音以外就是空客,空客以外就是波音,别无选择。但在C919拿到适航证后,这个二选一的局面即将被打破,三选一有望成为现实。

此前有航空业内人士指出,C919属于后起之秀,采用的都是近年来的新技术、新材料,从安全性、气动性、风洞试验等角度来说,都要比传统型的波音737和空客A320更具优势。

中国商飞预研总师杨志刚也曾提到,C919的绝大部分性能指标与现在的空客A320以及波音737持平,甚至在气动力布局方面还优于空客A320和波音737。

那么,作为中国首款自主研发的大飞机,C919的未来想象空间到底有多大?

《中国商飞公司市场预测年报(2021-2040)》预计,未来二十年全球将有超过41429架新机交付,价值约6.1万亿美元,用于替代和支持机队的发展。其中,中国航空市场将在未来二十年接收50座级以上客机9084架,价值约1.4万亿美元。

中泰证券研报则预计,到2040年中国平均每年将新增客机418架,其中单通道客机312架。假设未来C919国内市场占有率达1/3,则未来20年C919每年销量约104架;按照每架6.53亿人民币计算,则C919平均年销售额约679.1亿元。

C919飞机和竞争对手目录价格对比

C919飞机和竞争对手目录价格对比

除了助推中国商飞自身的业绩外,大飞机产业对中国航空产业链条的影响更加明显。

近期,有机构整理了目前中国商飞供应商中的国内企业,其中关联的上市公司有35家,总市值超过1.1万亿元。在A股中,已陆续有通达股份、润贝航科、中航光电、四川九洲、航发控制等公司公开表示,为C919提供了相关产品与技术服务。

有券商估算,C919未来将对中国航空产业带来约68%的增量。

C919承制单位-根据产业链划分(点击可放大) 图源:中泰证券2022年7月研报

C919承制单位-根据产业链划分(点击可放大) 图源:中泰证券2022年7月研报

实际上,C919的目光也并不只局限于国内,中国商飞已为C919向欧洲航空安全局(EASA)提出适航申请,为潜在的出口订单做准备,并获得了欧洲航空安全局(EASA)的受理。

市场普遍预计,EASA与中国民航局的互认颁证相对会快。

近期,《新民周刊》文章指出,C919作为全球产业链视野的产品,除了设计在中国、全机知识产权在中国外,飞机大量部件选用了欧美最新技术货架产品,这也有利于适航取证,比如发动机LEAP-1C就是法国主导研制生产的,C919的成功欧洲也得益良多。

美国的情况相对复杂一些。美国航空工业发达,国外商用飞机进入美国本就困难重重,鉴于美国现在的国内氛围,C919又是波音737的直接竞争者,“好事多磨”的可能性很大。不过航程也决定了C919不可能从中国直飞美国,近期有没有美国的适航证意义并不大。

观察者网专栏作者张仲麟也撰文分析称,欧洲和美国的适航审批,C919只要获得其中一个就算达成主要目标了,毕竟EASA牌子和美国联邦航空管理局(FAA)一样硬。另外,哪怕没有FAA或EASA的适航证,只要中国民航局的适航审定够过硬,对方国家民航监管机构认可中国民航局的适航审定,C919依然可以出海并在该国执行航班飞行。

需要指出的是,向海外出口并不是C919的当务之急。中国目前有4000多架民航飞机,与C919同级别的飞机3200多架,这个广阔市场的增长以及更新换代,已足够C919大显身手。现在更主要的矛盾是C919如何尽快提升产能,满足28家航空公司800多架订单需求。

前文提到,C919拿到TC证后,若要进行批量生产,还需获得生产许可证(PC)。中泰证券研报指出,参考ARJ21从获得TC至交付首架飞机给航空公司用时1年,从交付首架至取得 PC 用时1.5年,累计用时2.5年以上,预计C919在“十四五”期间大规模量产的难度较大。

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