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当地时间6月8日,承载着俄罗斯复兴民用航空工业梦想的新一代窄体干线客机MC-21在伊尔库茨克飞机制造厂隆重下线。俄罗斯总理梅德韦杰夫亲临下线现场,并进入飞机驾驶舱进行体验。
在下线仪式上,伊尔库特公司总裁奥列格·捷姆琴科表示:“首架飞机的制造完成是MC-21项目重要的里程碑。我们相信MC-21将在同级别客机中脱颖而出。在MC-21飞机上,我们不仅采用了最先进的技术,还付出了全部心血。”
付出了全部心血
从某种程度上说,奥列格·捷姆琴科的话语并非夸张。MC-21客机项目(又称“俄罗斯21世纪干线客机项目”)启动于本世纪初,是继SSJ100支线飞机项目后俄罗斯联合航空制造集团公司(OAK)在民机领域的又一次发力。
根据公开资料,MC-21项目包括MC-21-200(可搭载130人至160人)和MS-21-300(可搭载160人至210人)两种型号,本次下线的是较大的MS- 21-300型。从载客量、航程等基本参数来看,MC-21与目前世界上主流中短程干线客机空客A320系列和波音737系列同属一个级别,这也是国际民机市场未来需求量最大的机型。
立项之初,OAK希望通过研制MC-21,取代国内的图-154、图-204等老旧机型,同时在国际市场上与空客A320和波音737竞争。根据OAK披露的项目进度,MC-21-300将于2016年12月至2017年2月之间进行首飞,2018年底交付客户。截至目前,MC-21飞机共获得175架订单。
为了打造具有世界先进水平的干线客机,OAK组织了相当豪华的研制阵容。在MC-21项目中,研制工作主要由OAK旗下的雅克夫列夫设计局负责,伊留申设计局和图波列夫设计局参与协助。这三家设计局在前苏联时代就名声远扬,分别研制出历史上大名鼎鼎的雅克系列、伊尔系列和图系列飞机。MC-21飞机的制造工作则主要由同属OAK旗下的伊尔库特公司负责。在一款飞机上投入如此强大的研发力量,在俄罗斯历史上是罕见的,从中不难看出OAK对于MC-21项目所抱有的极高期待。
凝聚多项新技术
借助于雄厚的研制力量,MC-21凝聚了俄罗斯航空工业的多项最新技术。
“MC-21在设计过程中采用了空气动力学、发动机制造和结构、材料等领域的许多先进技术,这将为飞机提供非常高的能效和飞行性能,从而使其对航空公司具有非常大的吸引力。”俄罗斯《起飞》(《Vzlet》)杂志总编辑安德烈·福明(Andrey·Fomin)在接受《透视俄罗斯》记者采访时表示。
根据目前所掌握的材料,MC-21主要有以下卖点:
其一,更宽的机身设计。与现有同类机型相比,MC-21的机身直径更大。更宽的机身设计不仅可以扩大机腹下方的行李舱容积,还能让航空公司更自由地选择座椅/过道宽度比。这样的设计无疑是受到航空公司欢迎的。
此外,更宽的机身意味着更大尺寸的舷窗和更宽的机舱过道,这不仅能提高旅客的舒适度,还能明显提升客流速度,缩短旅客上下飞机的时间。据OAK介绍,与竞争机型相比,MC-21的地面周转时间最高能缩短20%,仅此一项每年就能为航空公司节省200万美元。
其二,较高的燃油效率。据OAK披露的有关材料,由于采用了先进的发动机和复合材料,与在役同类机型相比,MC-21的燃油经济性有望提升大约25%。首架下线的MC-21配备了由惠普公司研制的PW1400G-JM发动机,仅此一项就可实现两位数的燃油效率提升。未来,MC-21还将配备俄罗斯国产的PD-14发动机。
在材料方面,MC-21飞机的复合材料占比达到近40%,可实现机体减重10%~15%。在复合材料研发上,OAK不惜血本组建了跨国团队进行干纤维树脂浸渍工艺(一种非热压罐成形技术)的开发。
干纤维树脂浸渍工艺的特点是用液体树脂以压力注入干纤维然后成形,固化过程使用固化炉而不依赖热压罐,它可以节省大量的纤维预浸、运输、保管费用,设备投资和能耗也较低,具有投入更少、能耗更低、重量更轻的优势。这是MC-21飞机的重要卖点之一。
据OAK披露的有关材料,对于MC-21机翼中的大尺寸主承力构件,如果采用热压罐固化,需要在设备上投入上千万美元,使用固化炉则可以节省数百万美元。此外,热压罐的运营成本比同等体积的固化炉高出数倍,在固化过程中给热压罐加热以及在几个大气压的压强下输送氮气,能量消耗巨大,而干纤维树脂浸渍工艺使用的固化炉绝热性能良好,可以节省大量能量。
不仅如此,利用干纤维制造预成形件可以成形大型整体带筋结构,大大减少零件和紧固件的数量,从而达到更好的减重效果。目前,MC-21飞机机翼的翼梁、蒙皮壁板和中央翼盒截面壁板都是这样的整体成形件,这对于实现机体减重10%~15%的预设目标是非常重要的。
其三,更高的国产化率与竞争力。与此前的SSJ100支线飞机项目相比,MC-21将使用更多的国产配件。根据OAK披露的相关资料,在使用PD-14发动机的情况下,MC-21的国产配件使用比例将超过50%。更高的国产化率意味着更低的成本,从而有效提升MC-21在国际市场的竞争力。
根据有关资料,目前MC-21飞机的目录价格为6000万美元,明显低于现有同类机型的价格(波音737为5850万至8100万美元,空客320/321为8140万至9550万美元)。业界认为,为确保MC-21在国际市场上具有竞争力,其销售价格应比波音、空客的同类机型至少低15%~20%。要实现这一目标,MC-21必须具有较高的国产化率。
依旧挑战重重
尽管与空客A320系列和波音737系列相比,MC-21具有明显的后发优势,在技术上有一定的独到之处,各项性能指标也具有一定的吸引力,但要想真正在国际市场上站住脚,依旧面临巨大的挑战。
首先,中短程干线客机市场虽然体量巨大,但垄断程度极高,后来者进入的门槛也较高。为了应对后来者的挑战,波音、空客通过换发等手段对原有机型进行升级,分别推出了737MAX和A320neo。这些换发机型的燃油效率有了明显改善,加之推出的时间要早于MC-21,在很大程度上抵消了后者的后发优势。
其次,至少从目前来看,俄罗斯尚未有一款民机产品在国际市场获得真正意义上的成功。近年来,俄罗斯航空产业在经历了大规模的厂所合并和重组后,逐步恢复了生机和活力,在体制机制和运营管理上日渐和国际接轨。但是,毕竟时日尚短,SSJ100项目虽然在研制模式、适航取证、客服体系建设等方面获得了突破性进展,但与波音、空客等老牌民机制造商相比仍存在较大差异,尤其是在品牌的知名度和影响力方面吃亏不少。从目前来看,SSJ100 的销售情况并未达到预期。未来,MC-21也可能面临同样的问题。从这个意义上说,作为世界民机市场的“新玩家”,OAK还有很长的路要走。
换一个角度看,从SSJ100项目到MC-21项目,俄罗斯民机产业的进步有目共睹。由于中俄两国特殊的历史关系,俄罗斯民机产业发展过程中的探索和努力,值得我们认真关注。
在下线仪式上,伊尔库特公司总裁奥列格·捷姆琴科表示:“首架飞机的制造完成是MC-21项目重要的里程碑。我们相信MC-21将在同级别客机中脱颖而出。在MC-21飞机上,我们不仅采用了最先进的技术,还付出了全部心血。”
付出了全部心血
从某种程度上说,奥列格·捷姆琴科的话语并非夸张。MC-21客机项目(又称“俄罗斯21世纪干线客机项目”)启动于本世纪初,是继SSJ100支线飞机项目后俄罗斯联合航空制造集团公司(OAK)在民机领域的又一次发力。
根据公开资料,MC-21项目包括MC-21-200(可搭载130人至160人)和MS-21-300(可搭载160人至210人)两种型号,本次下线的是较大的MS- 21-300型。从载客量、航程等基本参数来看,MC-21与目前世界上主流中短程干线客机空客A320系列和波音737系列同属一个级别,这也是国际民机市场未来需求量最大的机型。
立项之初,OAK希望通过研制MC-21,取代国内的图-154、图-204等老旧机型,同时在国际市场上与空客A320和波音737竞争。根据OAK披露的项目进度,MC-21-300将于2016年12月至2017年2月之间进行首飞,2018年底交付客户。截至目前,MC-21飞机共获得175架订单。
为了打造具有世界先进水平的干线客机,OAK组织了相当豪华的研制阵容。在MC-21项目中,研制工作主要由OAK旗下的雅克夫列夫设计局负责,伊留申设计局和图波列夫设计局参与协助。这三家设计局在前苏联时代就名声远扬,分别研制出历史上大名鼎鼎的雅克系列、伊尔系列和图系列飞机。MC-21飞机的制造工作则主要由同属OAK旗下的伊尔库特公司负责。在一款飞机上投入如此强大的研发力量,在俄罗斯历史上是罕见的,从中不难看出OAK对于MC-21项目所抱有的极高期待。
凝聚多项新技术
借助于雄厚的研制力量,MC-21凝聚了俄罗斯航空工业的多项最新技术。
“MC-21在设计过程中采用了空气动力学、发动机制造和结构、材料等领域的许多先进技术,这将为飞机提供非常高的能效和飞行性能,从而使其对航空公司具有非常大的吸引力。”俄罗斯《起飞》(《Vzlet》)杂志总编辑安德烈·福明(Andrey·Fomin)在接受《透视俄罗斯》记者采访时表示。
根据目前所掌握的材料,MC-21主要有以下卖点:
其一,更宽的机身设计。与现有同类机型相比,MC-21的机身直径更大。更宽的机身设计不仅可以扩大机腹下方的行李舱容积,还能让航空公司更自由地选择座椅/过道宽度比。这样的设计无疑是受到航空公司欢迎的。
此外,更宽的机身意味着更大尺寸的舷窗和更宽的机舱过道,这不仅能提高旅客的舒适度,还能明显提升客流速度,缩短旅客上下飞机的时间。据OAK介绍,与竞争机型相比,MC-21的地面周转时间最高能缩短20%,仅此一项每年就能为航空公司节省200万美元。
其二,较高的燃油效率。据OAK披露的有关材料,由于采用了先进的发动机和复合材料,与在役同类机型相比,MC-21的燃油经济性有望提升大约25%。首架下线的MC-21配备了由惠普公司研制的PW1400G-JM发动机,仅此一项就可实现两位数的燃油效率提升。未来,MC-21还将配备俄罗斯国产的PD-14发动机。
在材料方面,MC-21飞机的复合材料占比达到近40%,可实现机体减重10%~15%。在复合材料研发上,OAK不惜血本组建了跨国团队进行干纤维树脂浸渍工艺(一种非热压罐成形技术)的开发。
干纤维树脂浸渍工艺的特点是用液体树脂以压力注入干纤维然后成形,固化过程使用固化炉而不依赖热压罐,它可以节省大量的纤维预浸、运输、保管费用,设备投资和能耗也较低,具有投入更少、能耗更低、重量更轻的优势。这是MC-21飞机的重要卖点之一。
据OAK披露的有关材料,对于MC-21机翼中的大尺寸主承力构件,如果采用热压罐固化,需要在设备上投入上千万美元,使用固化炉则可以节省数百万美元。此外,热压罐的运营成本比同等体积的固化炉高出数倍,在固化过程中给热压罐加热以及在几个大气压的压强下输送氮气,能量消耗巨大,而干纤维树脂浸渍工艺使用的固化炉绝热性能良好,可以节省大量能量。
不仅如此,利用干纤维制造预成形件可以成形大型整体带筋结构,大大减少零件和紧固件的数量,从而达到更好的减重效果。目前,MC-21飞机机翼的翼梁、蒙皮壁板和中央翼盒截面壁板都是这样的整体成形件,这对于实现机体减重10%~15%的预设目标是非常重要的。
其三,更高的国产化率与竞争力。与此前的SSJ100支线飞机项目相比,MC-21将使用更多的国产配件。根据OAK披露的相关资料,在使用PD-14发动机的情况下,MC-21的国产配件使用比例将超过50%。更高的国产化率意味着更低的成本,从而有效提升MC-21在国际市场的竞争力。
根据有关资料,目前MC-21飞机的目录价格为6000万美元,明显低于现有同类机型的价格(波音737为5850万至8100万美元,空客320/321为8140万至9550万美元)。业界认为,为确保MC-21在国际市场上具有竞争力,其销售价格应比波音、空客的同类机型至少低15%~20%。要实现这一目标,MC-21必须具有较高的国产化率。
依旧挑战重重
尽管与空客A320系列和波音737系列相比,MC-21具有明显的后发优势,在技术上有一定的独到之处,各项性能指标也具有一定的吸引力,但要想真正在国际市场上站住脚,依旧面临巨大的挑战。
首先,中短程干线客机市场虽然体量巨大,但垄断程度极高,后来者进入的门槛也较高。为了应对后来者的挑战,波音、空客通过换发等手段对原有机型进行升级,分别推出了737MAX和A320neo。这些换发机型的燃油效率有了明显改善,加之推出的时间要早于MC-21,在很大程度上抵消了后者的后发优势。
其次,至少从目前来看,俄罗斯尚未有一款民机产品在国际市场获得真正意义上的成功。近年来,俄罗斯航空产业在经历了大规模的厂所合并和重组后,逐步恢复了生机和活力,在体制机制和运营管理上日渐和国际接轨。但是,毕竟时日尚短,SSJ100项目虽然在研制模式、适航取证、客服体系建设等方面获得了突破性进展,但与波音、空客等老牌民机制造商相比仍存在较大差异,尤其是在品牌的知名度和影响力方面吃亏不少。从目前来看,SSJ100 的销售情况并未达到预期。未来,MC-21也可能面临同样的问题。从这个意义上说,作为世界民机市场的“新玩家”,OAK还有很长的路要走。
换一个角度看,从SSJ100项目到MC-21项目,俄罗斯民机产业的进步有目共睹。由于中俄两国特殊的历史关系,俄罗斯民机产业发展过程中的探索和努力,值得我们认真关注。