中日国产客机竞赛:从日本MRJ之死看中国ARJ21的成功

leo lau

资深人士
注册
2010-12-13
消息
652
荣誉分数
109
声望点数
203
[文/观察者网专栏作者 张仲麟]

对于商飞来说,2020年是个不错的年份。

10月27日,中国商飞向国航交付了第二架ARJ21-700。而在短短的两天之后,商飞又向成都航空交付了第23架ARJ21-700,累计交付了37架。几家欢喜几家愁,就在商飞ARJ21进入高速交付期之时,三菱的spacejet——也即MRJ——却正式宣告了死亡。

ARJ21与MRJ有着相似的名字与相似的定位,立项也在差不多的时间(ARJ21在2002年立项、MRJ在2003年立项),都有着坎坷的发展历程。然而一个折戟沉沙,另一个开始进入快速交付阶段,这不同的命运不由让人感慨。而一架飞机的命运不仅仅要看其自身的努力,也要看历史的行程。

在这背后无疑是意志的较量与实力的比拼。

心比天高,命比纸薄

当加拿大庞巴迪的CRJ系列喷气支线客机席卷以涡浆飞机为主的支线市场时,其强劲的势头不由让其他有着航空基础的选手跃跃欲试。对于飞机制造的新玩家来说,支线飞机确实是一个很好的切入点:技术难度低、市场庞大、有着成熟的货架产品。

而对三菱重工来说,虽然零战早已是上个时代的辉煌,而上一次冲击民航机市场的YS11客机也并不成功,但三菱重工对于航空业依然有着不小的野心与期望。纵使在YS11客机之后日本及三菱重工四十余年没有研发过新的客机,但日本作为波音重要的供应商与分包,参与了波音客机的子系统的制造,其中不乏一些关键部件。这些经历给了日本政府与三菱重工信心:这次能成。

在MRJ立项时,其参数在当时堪称是最先进的支线客机:PW1000G齿轮传动发动机、翼挂式布局、复合材料机身、先进航电系统。必须承认,在2003年提出这样的规格确实非常超前,部分技术甚至可以和两年后公布的波音787比肩。也因此日本国内对MRJ寄予厚望,甚至将其称为“小787”。

9535-kcpxnww2085774.jpg

被日本寄予厚望的MRJ(图源/新华网)

然而俗话说得好,步子大了容易扯着蛋。就算底蕴深厚如波音公司,大量采用新技术、新材料的波音787一路也是磕磕碰碰,甚至在投运后遭遇了全球停飞。而对四十多年没有进行过民机开发的三菱重工来说,大量堆砌新技术的MRJ出问题简直是必然的。

在2003年三菱重工启动MRJ项目时,三菱重工乐观地估计只需要5年就能完成MRJ的研发,且费用只需要1500亿日元(以03年汇率计算,约14亿美元),在2013年就可以交付首个客户。正所谓梦想很美好,现实却很骨感。

在原计划要开始交付客户的2013年,MRJ的首架原型机还在组装之中,一直到2014年才完成了组装,首飞更是延迟到了2015年的11月11日。在首飞之后的试飞中还发现飞机主翼强度不够,又再次宣布延期。而这已经是MRJ的第六次延期了,交付客户的预计时间更是推迟到2020。

当然MRJ将宝押在普惠的PW1000G引擎上也是项目难产的一大原因,毕竟PW1000G齿轮传动引擎由于可靠性不佳,停止安装在A320NEO上了,而MRJ也会遭遇同样的问题。

eb2a-kcpxnww2085803.jpg

三菱生产线上的MRJ(图源/CNFRP.NET)

MRJ多灾多难的研发折射出了日本航空业的窘境。

虽然日本航空工业长期承当波音的分包商这一角色,但所处的位置是供应链末端,民机的研发与集成这一产业链顶端一直牢牢把握在波音手中。所以,日本航空工业看似发达,但基础领域缺课颇多,最典型的就是日本没有完整的风洞体系,使得日本在空气动力学领域以及机体设计这方面基础极为薄弱。

纵使日本参与了很多波音飞机电子系统的分包,且电子技术较为突出,但其核心技术始终掌握在产业链上游的波音手中,自己起的只是一个生产商的角色,对自己研发喷气客机并没有太大的帮助。

虽然目前客机研发的主流方向是全球供应商模式,使用成熟的货架产品进行飞机集成设计,但“组装”飞机毕竟是一项技术活,而这个技术活对日本航空工业来说难度有些“超纲”了。也正因如此,当今年6月三菱收购加拿大庞巴迪时,还有想像是否要靠庞巴迪丰富的喷气支线客机经验来帮助MRJ项目,并在未来用庞巴迪CRJ系列成熟的网络来推广MRJ。然而仅仅时隔四个月,MRJ(已改名为spacejet)项目就正式宣告死亡了。

5c0a-kcpxnww2085859.jpg

就算改名为spacejet,依然改变不了MRJ的命运(图源/视频截图)

回顾MRJ项目的历程,除了日本航空工业基础不牢之外,日本的国家意志不足也是MRJ流产的一大因素。客机的研发需要大量的资金以及漫长的周期,如果只依靠企业,是无法独立支撑如此庞大的研发开支。纵使波音和空客这样的庞然大物,在新客机的研发中也需要政府补贴以减轻压力、分摊风险。

而在三菱的MRJ项目中,虽然日本政府承担了初期预计研发费用的三分之一(500亿日元),但随着不断遭遇问题以及延期所带来的费用膨胀,政府的500亿日元经费支持也显得杯水车薪。纵使家大业大如三菱,也独木难支。

MRJ项目的市场定位也给其带来了致命隐患。在MRJ的规划中,北美市场将占据80%的份额,剩下20%将是日本国内市场,也因此MRJ特地针对北美市场制定了MRJ90,而日本市场是MRJ70。

但由于FAA对支线飞机的范围限定,使得MRJ90不论是座位数(FAA限定不高于76,而MRJ90为92)还是最大起飞重量(FAA限定不超过86000磅,而MRJ90为87200磅)都超过了FAA的限制。这注定了MRJ在美国市场困境重重,而这又是MRJ最主要的目标市场,若在主要市场面临限制那前景自然黯淡。

脚踏实地,砥砺前行

而与MRJ同期立项的中国ARJ21项目,虽然历经坎坷,但相比中途夭折的MRJ却是修得正果。纵观ARJ21的发展历程,其坎坷程度与MRJ有的一比。除了MRJ立项后5年才正式启动之外,在项目正式启动之后ARJ21与MRJ的进度还是颇为相似的,是一条极为崎岖的道路。

6752-kcpxnww2085896.jpg

ARJ21与MRJ进度表

ARJ21之所以能获得成功并慢慢走上正轨,与当时项目启动时没有好高骛远地一味追求高指标有不小的关系。相对保守的构型、没有进行技术大跃进、采用成熟可靠的发动机与子系统让ARJ21遭遇的技术难题少了不少。

而ARJ21与麦道客机颇深的渊源也让熟悉MD80/90的上飞比较容易上手。毕竟比起从未研发过喷气客机的三菱,上飞/商飞好歹是见过世面、上过手的,也知道自己有几斤几两。纵使上飞/商飞造客机的经验比起波音空客这些老牌民机制造商少的可怜,但比起客机制造经验完全为0的三菱,还是有着极大的优势。毕竟上飞/商飞“手艺”再糙,也比只有书本上知识的日本三菱要强上很多。

当然除了指标脚踏实地之外,国家意志与完整的航空科技体系支持也是极为重要的。与只有项目启动初期得到了政府补贴的三菱不同,ARJ21的背后不仅仅是商飞,还有西飞、成飞、沈飞等兄弟单位的支持,有着中航工业的支持,更离不开中国政府的政策倾斜。

在2005年ARJ21项目走上正轨、需要厂房与技改资金时,发改委与国防工委当机立断承担了三分之二的资金。对于ARJ21项目所需的厂房,也是按照“特事特办、急事急办”的原则走“绿色通道”进行快速审批。2006年中航工业再次决定投入6亿人民币以加快上飞厂在ARJ21项目中所需要的技改。

01c4-kcpxnww2085938.jpg

中国国产客机ARJ21在全球海拔最高民用机场完成专项试验试飞。图自中新网 王脊梁 摄

而除了资金与政策的便利之外,中国从建国之初就开始建设的航空工业也给ARJ21的研发提供了扎实可靠的基础。在ARJ21的研制过程中,曾经遇到过不少技术难题,甚至有人因此认为ARJ21的技术方案不可行:超重、发动机进气道畸变、高平尾失速问题。当时组织了以沈飞、顾诵芬院士为首的专家组对方案进行评估后,认为不是大问题,而且是属于可以解决的。随后,也通过大量的风洞试验以及技术计算证明了这一点。

有着庞大的航空工业以及基础研究作为支撑,是ARJ21成功的一个不可忽视的要素。也正是这些资金、技术与政策上的全力支持,使得ARJ21在立项5年后就首架飞机下线,达成了中国速度。而MRJ则在立项11年、项目启动6年后才首架原型机下线。

10f2-kcpxnww2086040.jpg

生产线上的ARJ21(图源/DayNews)

对于一架民航机而言,技术再先进但如果没有市场的话,依然会面临举步维艰的困境。尤其一款全新的民航机研发成本极高,需要大量的订单才能盈利,而盈利点通常在四五百架的规模。对于MRJ来说,终止的一大原因是作为主要目标市场的美国由于监管机构的限制而前景不乐观,但这一问题对ARJ21来说就完全不存在了。

ARJ21虽然也有尝试外销,却始终立足于拥有世界第二大民航市场(目前为第一)的中国本土航空市场。截止2019年8月,ARJ21的订单数已经达到了596架,如果按照国际常见飞机盈亏点四百架来计算ARJ21已经过了盈亏线,进入良性循环。而这596架的订单绝大多来自国内市场,西部地区庞大的支线航空需求给ARJ21项目创造了良好的土壤。

802b-kcpxnww2086116.jpg

从左到右分别为东航、国航、南航的ARJ21(图源/中国民航网)

所以完成一架21世纪先进支线客机(ARJ21)需要什么?需要中国、党中央、发改委、国防工委和中航工业的九个子公司、数百个相关专业、上千家配套厂家、十四亿人的市场。

总之需要一个伟大的国家才能完成它。
 

向问天

日月神教光明左使
VIP
注册
2012-09-04
消息
58,997
荣誉分数
10,714
声望点数
1,273
大国体制胜出
 

草头将军

高级灌水师
注册
2006-01-28
消息
5,842
荣誉分数
2,097
声望点数
323
周期够长的
就这么个小飞机,搞了小 20 年。一代人啦
客机与运输机的主要区别在哪儿?中国大型运输机已经基本成型了。为啥不能做大客机?
 

ztbll

知名会员
注册
2014-04-08
消息
2,367
荣誉分数
713
声望点数
123
[文/观察者网专栏作者 张仲麟]

对于商飞来说,2020年是个不错的年份。

10月27日,中国商飞向国航交付了第二架ARJ21-700。而在短短的两天之后,商飞又向成都航空交付了第23架ARJ21-700,累计交付了37架。几家欢喜几家愁,就在商飞ARJ21进入高速交付期之时,三菱的spacejet——也即MRJ——却正式宣告了死亡。

ARJ21与MRJ有着相似的名字与相似的定位,立项也在差不多的时间(ARJ21在2002年立项、MRJ在2003年立项),都有着坎坷的发展历程。然而一个折戟沉沙,另一个开始进入快速交付阶段,这不同的命运不由让人感慨。而一架飞机的命运不仅仅要看其自身的努力,也要看历史的行程。

在这背后无疑是意志的较量与实力的比拼。

心比天高,命比纸薄

当加拿大庞巴迪的CRJ系列喷气支线客机席卷以涡浆飞机为主的支线市场时,其强劲的势头不由让其他有着航空基础的选手跃跃欲试。对于飞机制造的新玩家来说,支线飞机确实是一个很好的切入点:技术难度低、市场庞大、有着成熟的货架产品。

而对三菱重工来说,虽然零战早已是上个时代的辉煌,而上一次冲击民航机市场的YS11客机也并不成功,但三菱重工对于航空业依然有着不小的野心与期望。纵使在YS11客机之后日本及三菱重工四十余年没有研发过新的客机,但日本作为波音重要的供应商与分包,参与了波音客机的子系统的制造,其中不乏一些关键部件。这些经历给了日本政府与三菱重工信心:这次能成。

在MRJ立项时,其参数在当时堪称是最先进的支线客机:PW1000G齿轮传动发动机、翼挂式布局、复合材料机身、先进航电系统。必须承认,在2003年提出这样的规格确实非常超前,部分技术甚至可以和两年后公布的波音787比肩。也因此日本国内对MRJ寄予厚望,甚至将其称为“小787”。

9535-kcpxnww2085774.jpg

被日本寄予厚望的MRJ(图源/新华网)

然而俗话说得好,步子大了容易扯着蛋。就算底蕴深厚如波音公司,大量采用新技术、新材料的波音787一路也是磕磕碰碰,甚至在投运后遭遇了全球停飞。而对四十多年没有进行过民机开发的三菱重工来说,大量堆砌新技术的MRJ出问题简直是必然的。

在2003年三菱重工启动MRJ项目时,三菱重工乐观地估计只需要5年就能完成MRJ的研发,且费用只需要1500亿日元(以03年汇率计算,约14亿美元),在2013年就可以交付首个客户。正所谓梦想很美好,现实却很骨感。

在原计划要开始交付客户的2013年,MRJ的首架原型机还在组装之中,一直到2014年才完成了组装,首飞更是延迟到了2015年的11月11日。在首飞之后的试飞中还发现飞机主翼强度不够,又再次宣布延期。而这已经是MRJ的第六次延期了,交付客户的预计时间更是推迟到2020。

当然MRJ将宝押在普惠的PW1000G引擎上也是项目难产的一大原因,毕竟PW1000G齿轮传动引擎由于可靠性不佳,停止安装在A320NEO上了,而MRJ也会遭遇同样的问题。

eb2a-kcpxnww2085803.jpg

三菱生产线上的MRJ(图源/CNFRP.NET)

MRJ多灾多难的研发折射出了日本航空业的窘境。

虽然日本航空工业长期承当波音的分包商这一角色,但所处的位置是供应链末端,民机的研发与集成这一产业链顶端一直牢牢把握在波音手中。所以,日本航空工业看似发达,但基础领域缺课颇多,最典型的就是日本没有完整的风洞体系,使得日本在空气动力学领域以及机体设计这方面基础极为薄弱。

纵使日本参与了很多波音飞机电子系统的分包,且电子技术较为突出,但其核心技术始终掌握在产业链上游的波音手中,自己起的只是一个生产商的角色,对自己研发喷气客机并没有太大的帮助。

虽然目前客机研发的主流方向是全球供应商模式,使用成熟的货架产品进行飞机集成设计,但“组装”飞机毕竟是一项技术活,而这个技术活对日本航空工业来说难度有些“超纲”了。也正因如此,当今年6月三菱收购加拿大庞巴迪时,还有想像是否要靠庞巴迪丰富的喷气支线客机经验来帮助MRJ项目,并在未来用庞巴迪CRJ系列成熟的网络来推广MRJ。然而仅仅时隔四个月,MRJ(已改名为spacejet)项目就正式宣告死亡了。

5c0a-kcpxnww2085859.jpg

就算改名为spacejet,依然改变不了MRJ的命运(图源/视频截图)

回顾MRJ项目的历程,除了日本航空工业基础不牢之外,日本的国家意志不足也是MRJ流产的一大因素。客机的研发需要大量的资金以及漫长的周期,如果只依靠企业,是无法独立支撑如此庞大的研发开支。纵使波音和空客这样的庞然大物,在新客机的研发中也需要政府补贴以减轻压力、分摊风险。

而在三菱的MRJ项目中,虽然日本政府承担了初期预计研发费用的三分之一(500亿日元),但随着不断遭遇问题以及延期所带来的费用膨胀,政府的500亿日元经费支持也显得杯水车薪。纵使家大业大如三菱,也独木难支。

MRJ项目的市场定位也给其带来了致命隐患。在MRJ的规划中,北美市场将占据80%的份额,剩下20%将是日本国内市场,也因此MRJ特地针对北美市场制定了MRJ90,而日本市场是MRJ70。

但由于FAA对支线飞机的范围限定,使得MRJ90不论是座位数(FAA限定不高于76,而MRJ90为92)还是最大起飞重量(FAA限定不超过86000磅,而MRJ90为87200磅)都超过了FAA的限制。这注定了MRJ在美国市场困境重重,而这又是MRJ最主要的目标市场,若在主要市场面临限制那前景自然黯淡。

脚踏实地,砥砺前行

而与MRJ同期立项的中国ARJ21项目,虽然历经坎坷,但相比中途夭折的MRJ却是修得正果。纵观ARJ21的发展历程,其坎坷程度与MRJ有的一比。除了MRJ立项后5年才正式启动之外,在项目正式启动之后ARJ21与MRJ的进度还是颇为相似的,是一条极为崎岖的道路。

6752-kcpxnww2085896.jpg

ARJ21与MRJ进度表

ARJ21之所以能获得成功并慢慢走上正轨,与当时项目启动时没有好高骛远地一味追求高指标有不小的关系。相对保守的构型、没有进行技术大跃进、采用成熟可靠的发动机与子系统让ARJ21遭遇的技术难题少了不少。

而ARJ21与麦道客机颇深的渊源也让熟悉MD80/90的上飞比较容易上手。毕竟比起从未研发过喷气客机的三菱,上飞/商飞好歹是见过世面、上过手的,也知道自己有几斤几两。纵使上飞/商飞造客机的经验比起波音空客这些老牌民机制造商少的可怜,但比起客机制造经验完全为0的三菱,还是有着极大的优势。毕竟上飞/商飞“手艺”再糙,也比只有书本上知识的日本三菱要强上很多。

当然除了指标脚踏实地之外,国家意志与完整的航空科技体系支持也是极为重要的。与只有项目启动初期得到了政府补贴的三菱不同,ARJ21的背后不仅仅是商飞,还有西飞、成飞、沈飞等兄弟单位的支持,有着中航工业的支持,更离不开中国政府的政策倾斜。

在2005年ARJ21项目走上正轨、需要厂房与技改资金时,发改委与国防工委当机立断承担了三分之二的资金。对于ARJ21项目所需的厂房,也是按照“特事特办、急事急办”的原则走“绿色通道”进行快速审批。2006年中航工业再次决定投入6亿人民币以加快上飞厂在ARJ21项目中所需要的技改。

01c4-kcpxnww2085938.jpg

中国国产客机ARJ21在全球海拔最高民用机场完成专项试验试飞。图自中新网 王脊梁 摄

而除了资金与政策的便利之外,中国从建国之初就开始建设的航空工业也给ARJ21的研发提供了扎实可靠的基础。在ARJ21的研制过程中,曾经遇到过不少技术难题,甚至有人因此认为ARJ21的技术方案不可行:超重、发动机进气道畸变、高平尾失速问题。当时组织了以沈飞、顾诵芬院士为首的专家组对方案进行评估后,认为不是大问题,而且是属于可以解决的。随后,也通过大量的风洞试验以及技术计算证明了这一点。

有着庞大的航空工业以及基础研究作为支撑,是ARJ21成功的一个不可忽视的要素。也正是这些资金、技术与政策上的全力支持,使得ARJ21在立项5年后就首架飞机下线,达成了中国速度。而MRJ则在立项11年、项目启动6年后才首架原型机下线。

10f2-kcpxnww2086040.jpg

生产线上的ARJ21(图源/DayNews)

对于一架民航机而言,技术再先进但如果没有市场的话,依然会面临举步维艰的困境。尤其一款全新的民航机研发成本极高,需要大量的订单才能盈利,而盈利点通常在四五百架的规模。对于MRJ来说,终止的一大原因是作为主要目标市场的美国由于监管机构的限制而前景不乐观,但这一问题对ARJ21来说就完全不存在了。

ARJ21虽然也有尝试外销,却始终立足于拥有世界第二大民航市场(目前为第一)的中国本土航空市场。截止2019年8月,ARJ21的订单数已经达到了596架,如果按照国际常见飞机盈亏点四百架来计算ARJ21已经过了盈亏线,进入良性循环。而这596架的订单绝大多来自国内市场,西部地区庞大的支线航空需求给ARJ21项目创造了良好的土壤。

802b-kcpxnww2086116.jpg

从左到右分别为东航、国航、南航的ARJ21(图源/中国民航网)

所以完成一架21世纪先进支线客机(ARJ21)需要什么?需要中国、党中央、发改委、国防工委和中航工业的九个子公司、数百个相关专业、上千家配套厂家、十四亿人的市场。

总之需要一个伟大的国家才能完成它。
就是做了个壳子,还没获得FAA认证,只能在国内玩了,要是特郎普心情不好,直接断供发动机和电控,就连国内都玩不了。
 

livingeverywhere

你删贴,就说明你特别害怕我说的,相信JB和贺锦丽真赢8100万选票的人,基本上有认知障碍,离他们远点
注册
2008-08-02
消息
9,863
荣誉分数
1,237
声望点数
373
发动机后安装的高平尾飞机却带来完全不同的失速品质:1)失速征候不明显;2)一旦失速机头急剧上仰(进入深度失速),平尾下移并全部淹没在机翼的下洗流或发动机喷流中,使升降舵失效;3)如果让失速发展下去,飞机不能改出或只有损失相当多的高度之后才改得出来。这些品质导致在鉴定飞行和其它航班飞行中发生一定数量的飞行事故和多次严重事故。所以,具体了解这类高平尾后装发动机飞机的动态和评估它们在正常运输使用中是否安全是很重要的。
 

livingeverywhere

你删贴,就说明你特别害怕我说的,相信JB和贺锦丽真赢8100万选票的人,基本上有认知障碍,离他们远点
注册
2008-08-02
消息
9,863
荣誉分数
1,237
声望点数
373
有人因此认为ARJ21的技术方案不可行:超重、发动机进气道畸变、高平尾失速问题。
图-154飞机是3台涡轮风扇发动机安装在机身后部,水平尾翼安装在垂直尾翼顶部形成“博士帽”式高平尾气动布局的飞机。该机自1968年推出至今,已经发生了29起重大空难事故。过去几年中,曾发生数起飞机坠毁事故。
  1994年1月,俄罗斯一架图-154失事,机上120多人遇难;
  1994年7月,中国一架图-154民航客机在西安附近坠毁,160人全部遇难;
  1995年12月,一架图-154飞机在俄罗斯境内远东地区坠毁,97人无一人生还;
  1996年8月,一架图-154飞机在挪威斯匹茨卑尔根岛坠毁,141人丧生……
  2001年7月4日,俄罗斯一架图-154客机在伊尔库茨克机场附近坠毁,机上143人全部遇难。
 

livingeverywhere

你删贴,就说明你特别害怕我说的,相信JB和贺锦丽真赢8100万选票的人,基本上有认知障碍,离他们远点
注册
2008-08-02
消息
9,863
荣誉分数
1,237
声望点数
373
相较只有"独苗"的中国商飞,巴西航空工业集团旗下的支线客机产品线更丰富,主要可以分为50座左右的ERJ145系列和70-120座的E-喷气飞机系列这两个产品家族。在E-喷气飞机系列中的E170对标ARJ21,从技术指标上来看两者在座位数和航程上大致相近,但是巴航工业技术成熟,对标航司经验充分,因此E170在舒适性、燃油效率、维护成本上自然比ARJ21要好上许多。
 
顶部