日前,中俄國際商用飛機有限責任公司(CRAIC)在上海召開CR929項目聯(lián)合概念定義(JCDP)啟動大會,標志著CR929項目發(fā)動機及主要機載系統(tǒng)JCDP工作正式啟動。
CR929,一款面向未來的飛機,將如何面對競爭?
2018年3月22日,中俄國際商用飛機有限責任公司(CRAIC)在上海召開CR929項目聯(lián)合概念定義(JCDP)啟動大會,標志著CR929項目發(fā)動機及主要機載系統(tǒng)JCDP工作正式啟動,來自全球90余家機載系統(tǒng)潛在供應(yīng)商的代表參加大會。對于CR929項目來說屬于重中之重的推進系統(tǒng),其邀標建議書(RFP)已經(jīng)在2017年底發(fā)放,將作為先導(dǎo)開啟機載系統(tǒng)的邀標工作,受到國內(nèi)外供應(yīng)商和合作伙伴等的廣泛關(guān)注。
2016年珠海航展上CR929正式揭幕
CR929的聯(lián)合概念定義工作已經(jīng)展開
推進系統(tǒng)主要包括發(fā)動機系統(tǒng)和短艙,其RFP文件主要包括通用說明、工程要求、客戶服務(wù)要求、商務(wù)要求和供應(yīng)商通用管理要求等5卷,而根據(jù)計劃安排,受邀潛在供應(yīng)商將于2018年5月30日前提交建議方案。
未來,CR929將按照國際主流適航標準開展研制。根據(jù)研制經(jīng)驗,從項目啟動到實現(xiàn)首飛預(yù)計需要7年左右,到實現(xiàn)產(chǎn)品交付預(yù)計需要10年左右。
在當前民用飛機市場中,空客公司的A350和波音公司的波音787等是寬體客機機型中十分先進的型號,這一級別的寬體機也將成為CR929最主要的競爭對手,而波音777X由于其噸位更大、載客更多,因此與CR929并不會形成直接競爭的關(guān)系。
但是,A350和波音787都已成功投入運營,而CR929如果在10年后交付,則屬于典型的“后來者”,將要和上述已十分成熟的機型正面PK,這是十分困難的。對此,中國商飛公司副總經(jīng)理、中俄國際商用飛機有限責任公司副董事長史堅忠透露,CR929將是一款面向未來的飛機,以經(jīng)濟綠色環(huán)保為目標,將采用先進氣動設(shè)計,裝配新一代大涵道比渦扇發(fā)動機,大量應(yīng)用復(fù)合材料,其中身機翼復(fù)合材料占比將達50%以上,還會裝載最先進的航電和飛控系統(tǒng),因此CR929將比同類機型具有更低的直接運營成本。
CR929的復(fù)合材料壁板完成制造實驗
躍躍欲試的競爭者們
另外,對于CR929的發(fā)動機來說,除了國產(chǎn)或中俄聯(lián)合研發(fā)的發(fā)動機以外,西方發(fā)動機廠商很可能就是GE和羅羅來進行競爭。
因為GE公司和國內(nèi)航空公司的聯(lián)系已經(jīng)十分緊密,而且C919的發(fā)動機Leap-1C就采用了GE公司的技術(shù),因此GE公司中標的機率不小。
而羅羅公司的遄達系列三轉(zhuǎn)子發(fā)動機則具有效率上的優(yōu)勢,由于發(fā)動機三個轉(zhuǎn)子可以在各自理想的轉(zhuǎn)速下工作,因此效率比雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機要高,重量也可以更輕。例如在采用了三款發(fā)動機的波音777(777-200/300/200ER)上面,羅羅的遄達800是最輕的,而GE的GE90是最重的,因此英航(British Airways)當年曾將其機隊中波音777的GE發(fā)動機拆下來,換成了羅羅發(fā)動機。
除了技術(shù)優(yōu)勢以外,中國民航的目前機隊中也有大量的羅羅發(fā)動機,因此羅羅也很可能成為CR929的西方發(fā)動機供應(yīng)商。
GE公司對于開發(fā)改進自成熟技術(shù)的新型發(fā)動機頗有心得,例如波音787是新一代的客機,但它采用的GEnx發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計則GE90發(fā)動機,是GE90基準結(jié)構(gòu)的第五次應(yīng)用,已經(jīng)是相當成熟的技術(shù),在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來的GEnx不僅可以滿足波音787的要求,而且風險很低。
目前GE公司最新型的發(fā)動機是GE9X,GE9X是針對波音777X的需求研發(fā)。其實當時羅羅公司和普惠公司都應(yīng)波音777X的需求推出了新發(fā)動機方案,如羅羅推出的是全新的RB3025發(fā)動機,采用遄達1000的衍生核心機,并結(jié)合了遄達XWB以及Advance3項目下發(fā)展的一些新技術(shù);而普惠公司則計劃在其PW1000G齒輪傳動發(fā)動機基礎(chǔ)上進行縮放,推出一款新的445kN級別的發(fā)動機。
相比之下,GE公司的“進一步改進成熟技術(shù)”的作法發(fā)揮了作用,GE9X發(fā)動機具有技術(shù)風險小、維護保障體系延續(xù)性好等優(yōu)勢,最終被波音公司選中。因此GE公司如果針對CR929的需求,也利用成熟技術(shù)推出一款相對低風險的新型發(fā)動機,也是十分有可能的。
而羅羅目前在民機發(fā)動機領(lǐng)域的最新技術(shù)是Advance核心機技術(shù)和UltraFan風扇技術(shù),其中Advance 3核心機技術(shù)是羅羅公司下一代民用航空發(fā)動機的基礎(chǔ),預(yù)計將基于該核心機,發(fā)展一款A(yù)dvance發(fā)動機,并在2020年進入市場服役;而基于UltraFan技術(shù)的發(fā)動機可能在2025年以后進入市場。
基于Advance和UltraFan的發(fā)動機都包含了一個新的動力齒輪箱(PGB),這目前是羅羅公司主要研發(fā)重點之一,該設(shè)計允許壓氣機和渦輪在效率較高的高轉(zhuǎn)速下工作的同時,風扇在氣動損失和噪聲都較小的低轉(zhuǎn)速下工作。
由于這個理念正是目前Trent系列三轉(zhuǎn)子發(fā)動機的運行理念,而三轉(zhuǎn)子發(fā)動機雖然效率高,但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜不利于維護,因此采用這種PGB風扇技術(shù)很可能標志著羅羅公司將放棄其發(fā)展非常成功的三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),而采用這種“雙軸半”的配置,在提高發(fā)動機效率的同時也避免了三轉(zhuǎn)子發(fā)動機維護不利的缺點。
羅羅首席技術(shù)官Paul Stein在某次會議上發(fā)言時確認,未來將用于UltraFan的動力齒輪箱在測試中達到了7萬馬力的功率,未來該齒輪箱的設(shè)計運行功率高達10萬馬力,將是世界最大功率的齒輪減速器
羅羅已對復(fù)合碳/鈦合金(CTi)復(fù)合材料風扇葉片進行飛行測試,CTi葉片被安裝在遄達1000 ALPS發(fā)動機上,并在波音747測試平臺上完成。該復(fù)合材料葉片將用于羅羅公司的Advance及UltraFan發(fā)動機設(shè)計
對CR929所面對競爭形勢的判斷
對此,筆者認為商飛對形勢的判斷還是很準確的,CR929確實存在著“后來者”所面對的挑戰(zhàn),即要和市場上已經(jīng)成熟的先進機型進行競爭,因此現(xiàn)在的“最新技術(shù)”在10年后可能已經(jīng)不夠用了,必須要預(yù)研10年后的“最新技術(shù)”,例如新一代發(fā)動機、先進航電和飛控系統(tǒng)等,使CR929在面對10年后可能出現(xiàn)的新潮流也有足夠的競爭力。
這在客機發(fā)展史上都是有先例可循的??湛彤斈晖瞥龅腁300,采用了許多其競爭機型所沒有的新技術(shù)或新觀念,改善了飛機的可靠性、降低了營運成本,例如采用雙發(fā)布局而成為首款雙發(fā)寬體機、并且是首款采用雙人駕駛體制的客機。與當時流行的三發(fā)寬體機和三人駕駛艙相比,A300在燃油經(jīng)濟性和人員成本方面存在巨大的優(yōu)勢。
在70年代末出現(xiàn)的“石油危機”使雙發(fā)寬體機開始受到青睞,而在A300通過了ETOPS認證而允許進行洲際飛行、幾乎是直接宣判了三發(fā)寬體機的死刑,而空客也正是憑借A300的熱銷,一舉奠定了自己在世界民機市場的地位,并促使波音開發(fā)波音767計劃,以應(yīng)對A300的競爭。
因此可以認為,空客在A300上首創(chuàng)的雙發(fā)布局和雙人駕駛艙是當時其他成熟機型所完全不具備的優(yōu)勢,這也是該機的核心競爭力所在。
當然,進行一款全新型號客機的研發(fā)畢竟是一項級為龐大的工程,在技術(shù)門檻越來越高的情況下,一款客機的成敗確實有可能讓一家飛機制造商“不成功則成仁”,而對客機進行系列化發(fā)展可以在一定程度上規(guī)避此類風險。例如波音公司在進行波音777項目時,最初的計劃是瞄準14000千米航程級別的雙發(fā)大型遠程客機,需要一款推力近兩倍于當時主流寬體機發(fā)動機的新型發(fā)動機。
最初的波音777方案,基本相當于一架三發(fā)放大版的波音767,因此這個方案顯然無人會要。當然,這一方案中的14000千米航程是后來的777方案所采用
題外話:最初的波音777方案就有可折疊翼尖的選項,但是同樣無人選擇
顯然全新的飛機和全新的發(fā)動機將使該項目具有極高的風險,對此波音后來把波音777在A、B、C級市場都進行了定義,最初交付的波音777-200將是滿足9600千米的A級市場,其對發(fā)動機的推力要求最低,相對容易實現(xiàn),風險也最小,有利于快速打入市場;而在后來更大推力的發(fā)動機改型出現(xiàn)后,波音777-200ER才進軍航程更遠的B級市場,也才是最最早期定義中的波音777。雖然A級市場中的“短程”777并不受歡迎,銷量也很慘淡,但是它為后來完全版本和升級版本的波音777打下了市場基礎(chǔ),也使波音避免了直接將高風險型號交付市場。
因此,如果借鑒上述案例,CR929也進行系列化發(fā)展,在其投入運營之初可以采用技術(shù)相對成熟的推進系統(tǒng),以降低市場準入風險(當然這也是要至少達到當前主流寬體機的技術(shù)水準)。當然,據(jù)了解這也是一些國外供應(yīng)商的普遍觀點,他們也都認為作為中國首款自行研發(fā)的寬體機,確保成熟可靠和較低的風險是最重要的。
目前CR929已經(jīng)規(guī)劃了三種變型。CR929-600是基準版本,采用雙通道客艙布局,按三級布置的話容量是280座,航程12000千米;CR929-500縮短機身,載客250座,航程14000千米;CR929-700加長機身,載客320人,航程10000千米
而在打開市場、未來全新一代技術(shù)也已步入成熟之時,CR929的改型就可以采用諸如羅羅的Advanced或UltraFan所發(fā)展來的全新發(fā)動機,以進一步提高飛機的性能和市場競爭力。
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原文標題:動力破局了解一下? | CR929推進系統(tǒng)的競爭形勢分析
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