引言

近日,首架国产大飞机C919正式交付,距离商业运营仅一步之遥, 中国民航人的国产大飞机梦逐渐走向现实。本文基于万得产业链数据库【Wind Product Chain Database】(以下简称Wind PDB),了解航空产业链上下游,透过航空工业和民航市场的沧海桑田,看国产大飞机的圆梦之路。

目录

1.C919的成长之路

2.大飞机产业链

3.为什么要拥有国产大飞机

4.我国成熟的民航市场

5.C919引领航空工业实现突破

6.航空运营体系“伴飞”C919

7.展望国产大飞机的未来

C919的成长之路

2022年12月9日,全球首架C919客机自浦东商飞总装基地起飞,执行调机航班后落地虹桥机场,穿过水门仪式,正式交付中国东方航空。未来数月,这架C919还需再经过100个飞行小时的验证试飞,获得民航局的最终批准后,即将正式投入商业载客运营。这将是中国的干线航空商业运营历史上首次出现国产大飞机的身影,几代民航人的大飞机梦终于照进了现实。

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自2006年大飞机确定为重大科技专项,并于2007年初正式立项,2017年完成首飞,到本次正式交付,弹指间15年过去了,大飞机项目基本走完了从0到1的研发之路,未来的重点将是在运营的过程中,不断优化客户体验,对操控性、经济性、舒适性进行进一步的改进、升级,使其真正成为一款能突破“AB”两家二十多年来的垄断,能参与国际舞台竞争的成熟机型。

那么,设计生产一架干线大飞机,需要具备哪些技术条件,协调多少工业部门,组织多少技术人才?本文将从航空工业到民用航空市场,回顾我国首架国产大飞机C919的腾飞之路。

大飞机产业链

大飞机项目是一个产业链条极长,涉及相关产业数量庞大的系统工程,主要包括了上游的航空工业及下游的民用航空运输行业。

一般来说,大飞机产业主要指民用航空的上游航空工业,即设计、制造、生产飞机及其相关零部件、子系统的各个行业。而民用航空通常指航空运输,即航空客运、航空货运、民航包机以及围绕运输服务的起降管理、机体维修、人员培训等相关行业组成。

先看航空工业领域,航空工业涉及70多个学科和工业领域的绝大部分产业,其生产制造需要庞大的配套产业群支持,一架飞机上的各类零件数量可以达到数百万个。从结构上来看,一架先进的干线客机主要由机体(机身、机翼、尾翼、起落架)、发动机(核心机、短舱、反推、尾椎)、机载设备(飞控系统、导航系统、电源系统)以及其他相关设备系统(内饰、娱乐系统、空调系统、环境系统)组成。

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民航运营相关产业主要涉及航空消费市场及运营保障服务。航空消费市场主要受居民旅游、商务出行、购物消费等带来的旅游运输、商务运输、物流运输需求驱动,因而旅游、酒店、消费、物流等是最主要的下游产业。航空燃料、飞机维修保养、客机租赁服务、机场航空性服务则是支持民航系统正常运营及保障服务的重要产业。

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为什么要拥有国产大飞机

从产业发展与经济效益的角度上来看,自主研发生产的大型民用飞机将有效带动国民经济增长。根据波音的研究,民用机销售额每增长1%,对国民经济的增长拉动为0.714%。国际经验表明,一个航空项目10年后给当地带来的效益产出比为1:80,技术转移比为1:16,就业带动比为1:12。波音在全球范围内雇员超过20万人,培育产业链相关企业近2万家,而空客相关企业也超过8000家。发展国产大飞机,不仅可以带来直接的经济贡献,更将有力的支持国民经济各部门的运营效率。

从科学技术的角度来说,发展大飞机产业带来的逆向效应,可以带动上游新材料、现代制造、先进动力、电子信息等在关键技术领域实现集群突破,从而推动我国高新技术行业的发展。根据兰德智库研究,大飞机研制及其核心技术对相关产业带动效应可达到1:15。

从产业价值与分工的角度来说,掌握核心技术,才能掌握定价权。波音及空客的生产供应链遍布全世界,不仅欧盟、日本、韩国等国家,我国同样有企业参与到部分零部件以及总装的环节中。全球有1/4的空客飞机安装了中国生产的部件、如机翼部件、尾翼、客舱门等,波音同样也有大量部件在中国生产。但是,一方面在中国生产的这些部件技术门槛不高,可替代性强,属于航空工业中偏劳动力密集型的环节,价值不高,另一方面,波音和空客牢牢掌控着这些基础零部件的规格标准以及相关的认证权利,即使一颗简单的螺丝、铆钉,在实际使用时也必须严格使用经过认证的部件,而其终端价格远高于其在中国的生产成本。

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因此,从航空运营的经济性角度来说,大飞机的国产化将形成一套自主知识产权的零部件、维修培训体系标准,有望打破在航空零部件、飞行员培训、航空维修领域的高门槛。通过降低此类后期运营维护成本,提高航空公司的盈利能力,对本土航司有着较大的吸引力。

我国成熟的民航市场

C919的诞生将切入全球最高端的干线民机市场,这一市场已经被空客和波音两家公司垄断了数十年,作为后来者,如何在这样一个成熟的寡头垄断市场中打开自己的生存空间?作为一个核心子系统运用了大量外资的大飞机,如何避免遭受断供等不正当的竞争手段?答案是市场。

我国已经成为了世界上最重要的民用航空市场之一。2019年,我国民航旅客与数量已达到6.6亿人次,旅客吞吐量达到13.5亿人次,民航客运量占比由2000年的0.45%增长到3.73%。相比之下,我国年人均航空出行仅为0.47次,远远落后西方发达国家。随着经济的进一步发展,航空基础设施的日益完善,出行成本的日益降低,未来20年间我国人均航空出行次数有望达到1-1.5次。这将带来更多的飞机需求,根据相关研究预测,至2040年,未来20年间我国对50座以上飞机的需求将达到6000架(包括更新换代)。

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民航是一个宏观经济敏感性很高的行业,与其相伴的还有下游的旅游业。不同于运10诞生的年代,改革开放的几十年间,中国经济飞速发展,居民收入与日俱增,旅游消费逐渐成为了重要的消费选择之一。数据显示,1998年我国出境旅游人数约为843万人次,2014年首次破亿,至疫情前的2019年,已经增长到1.5亿人次,同时入境旅游达到1.45亿人次,国内旅游人数已达到60亿人次。围绕民航 旅游消费市场,酒店、免税购物、线上旅游等一系列行业进一步的发展。

广阔且成熟的国内市场,给予了国产大飞机足够的生存空间。根据2040年相关的预测,折中取7000架的数字,仅需1/10的市场,就足以C919这一机型健康的发展,若未来能走向海外,那么市场将更加开阔。

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C919引领航空工业实现突破

C919的重要意义在于,通过集成一款成熟的客机产品,指引国产化的方向与路径。从商飞公布的C919供应商名单来看,除了机身段,绝大多数核心子系统的供应商均为外资公司,因而被称为“组装机”或“造了个壳子”。事实上,系统集成同样是一项高难度的技术工程,一架客机前后涉及零部件数百万个,如何让来自各个厂商的子系统协同工作,如何制定各项系统、零部件的具体技术指标、参数,性能要求等,这些都是需要大量的前期精密计算以及后期的测试实践中才能得出的结果。因此,平台有了,后续的一切才有了可能。

当C919一步步迈向腾飞之时,对产业链关键领域的攻坚也在如火如荼的进行着。我国制造业产业链完备,但涉及航空关键材料、部件的相关领域往往存在低端产品产能过剩、高端产品依赖进口的弊病。好在这些产业的头部企业大多经济实力雄厚,人才、技术、设备等都有所储备,随着C919平台的出现,在商飞、工信委的牵头下,一批国内优秀的企业开始重点针对航空核心技术开始攻坚。

以航空材料领域为例,在高端航空铝制品领域,有“民机铝材上下游合作机制”带领中国铝业、南山铝业、忠旺铝业等;航空钛合金领域,有宝钛股份、西部材料等;航空复合材料领域,有光威复材、中复神鹰等。

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不得不承认的是,越往上游走、集成度越高、信息化程度越高的材料、子系统、部件,与西方供应商的差距越大。在诸如航空发动机等高壁垒的核心领域,还有近20年左右的技术差距,但至少我们知道,有一批企业正在不断的努力追赶。

在2017年C919首飞后,我们有望看到越来越多的中方供应商出现在C919的供应商名录中,尽管在相当长的一段时间内可能无法完全实现对进口核心零部件的完全替代。但至少可以看到,因为国产大飞机项目平台的存在,整个民机产业链正在其带领下实现集群式的突破。

航空运营体系“伴飞 ”C919

波音与空客高速发展背后,是美国与欧盟两个世界级的航空市场。过去的几十年间,飞机制造商、国家民航相关机构、航空公司、机场甚至下游的旅游酒店等行业,依靠互相间的不断协调、探索,形成了现有的一套成熟的航空运营体系。而商飞与C919诞生之时,我国已经拥有了一套现代化程度极高的民航体系。

经过多年的发展,我国民航市场形成了以三大国有航空为主,地方、民营航空作为补充的市场格局。经营范围覆盖干线、支线、公务包机,业务模式既有全服务模式,也有低成本模式,运营机型囊括空客、波音、巴西工业、商飞各类机型。

围绕核心客运业务,各家航司逐渐建立了一套成熟的运营体系,相应的建立了培训基地、维修保养基地,对飞行安全、维修保养、客舱服务、人员培训等各类项目进行了标准化、手册化、流程化。也就是说,我们拥有一批能让飞机安全飞上蓝天的优秀飞行员、能提供优质航空服务的成熟司乘人员、能保障飞机持续运营的专业维保人员、以及最重要的,知道如何运营一款赚钱的机型的优质航空公司,这让C919成为一款成功的商业产品提供了可能。

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航空交通基础设施的建设同样快速。2020年,我国民用机场数量已经增长到250个,其中绝大多数为4C以上交付标准,道面设施、航班起降设施、旅客服务设施、货运功能设施均实现现代化改造。各枢纽机场均具备、或者已经拥有接收保障重型、超重型客机、货机起降的能力和经验。这些业已形成的行业标准,为C919在适航性相关的设计上提供重要的参考依据。

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除此之外,对于航空这样的重资产行业来说,金融服务的支持同样重要。伴随航空市场的发展,我国已经成立了若干金控公司,经营大型设备(航空器、船舶)的融资租赁服务。我国三大航的机队中,约有一半数量是通过融资租赁、经营性租赁等方式投入运营。在C919的首发客户中,也不难看到工银租赁、中银租赁等大型金控公司的身影。

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对照Wind产业链可以看到,围绕航空客运上下游关键产业,我国均已经有了涉足的上市公司且形成了一定的行业规模,这意味着在航空支持相关领域,可以做到C919从研制、试飞、交付运营的全过程中实现专业化、现代化的保障服务。

展望国产大飞机的未来

无论波音还是空客,任何一架飞机都会在数十年发展道路过程中不断根据技术条件、客户回馈、市场变化甚至重大挫折中不断吸收、融合、改造,推陈出新,逐步实现家族化、系列化。如波音737系列在前后50年的进化中先后推出过4代(包括原型)近10款机型,777系列有加长型、延程型、货运型等各种衍生机型。

由此展望国产大飞机的发展路线,可以预见的是,根据市场的需求,C919可能很快也会推出相关的延程型、加长型甚至高原机型,宽体机CR929已经在研发的路上。未来,随着核心部件、系统、材料逐步实现国产化替代,我们甚至可以看到基于C919平台的军用运输、侦查、电子站机型的出现。

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