C919是中国航空工业的重要突破,是中国商用飞机公司(COMAC)推出的首款真正意义上的大型民用客机。这款飞机可载客150至160人,航程超过5000公里。自2008年启动项目以来,C919的开发历经了长达15年的艰苦历程。从2015年首架原型机下线,到2017年成功试飞,再到2022年获得合格证,并最终于2023年交付给东方航空开始商业运营,这一过程中投入的资金和人力可谓巨大。那么,为什么大多数国家无法制造像C919这样的飞机呢?关键在于制造大型客机所需的核心装备,尤其是机身锻压机。这类设备在全球仅有少数几个国家掌握,被称为“BIG7”,成为了航空工业的重要门槛。
具体来说,C919是一款窄体客机,其定位与波音737和空客A320类似,目标不仅是争夺中国国内的市场,还计划逐步进入国际市场。然而,制造这种飞机并非单靠资金和劳动力就能完成,而是需要一个完整的工业体系。在飞机的制造过程中,机身、机翼等大部件的成型就依赖于巨型锻压机。锻压机通过强大的压力将金属加热到极高温度,然后将其挤压成所需形状,制造出飞机的重要部件如梁、框架和壁板。由于这些部件重量轻且强度高,它们减少了焊接和铆接的需要,从而大大提高了飞机的整体性能。没有这种设备,制造过程不仅效率低下,而且难以保证部件的质量。
展开剩余80%为什么锻压机如此重要呢?因为大型客机对材料的要求极为严格,铝合金和钛合金等必须在高温下一次性成型,以避免产生缺陷。大多数国家的工业基础较为薄弱,无法制造吨位级别的液压机。全球能够制造大型客机的国家屈指可数,主要包括美国、欧盟、俄罗斯、中国和巴西。然而,巴西的恩布拉尔主要制造的是支线客机,尚未达到干线客机的水平。真正具备制造大型飞机的能力的国家更少,能够制造锻压机的国家只有美国、欧盟、俄罗斯和中国。这些国家的锻压机合起来被称为“BIG7”,分布在全球重要的航空企业中。
美国拥有两台锻压机,其中一台用于波音公司,负责生产737和777等民用飞机;另一台在洛克希德·马丁,用于生产F-35等军用飞机。欧盟也有两台,一台用于空客公司,生产A320、A350等民用飞机,另一台用于达索公司,制造阵风战斗机。俄罗斯则有一台,位于联合飞机公司,主要用于生产苏霍伊客机和米格战机。而中国则有两台,一台位于中国商飞,用于生产C919和ARJ21飞机,另一台则在中航工业,用于生产军用飞机如歼击机和运输机。正是这些锻压机的存在,才能支撑起全球航空市场的格局,其中美国和欧盟占据了大部分市场份额,俄罗斯靠着继承苏联的技术在航空工业上维持了一定的影响力,而中国则是后起之秀。
其中,中国的两台锻压机尤为特殊。2013年,中国在德阳二重投产了一台8万吨模锻液压机,它高达42米,重达2.2万吨,能够锻压任何吨位的部件,堪称世界上最大的锻压机。其锤头从27米高空落下,冲击力相当于几千辆汽车的重量,地下基础深度达到15米,用于吸收震动。这台机器解决了C919机身大部件的生产难题。过去,中国需要依赖进口设备或者小规模的生产,现在则实现了自主研发,极大推动了航空工业的发展。
然而,为什么大多数国家仍然无法制造这种设备呢?关键在于它们的工业基础较为薄弱。制造锻压机需要精密的液压系统、耐高温材料和巨型结构,这些都不是短期内能够实现的技术突破。制造过程中,需要通过计算机模拟力学来进行设计,而实际生产时的焊接和组装精度要求极高,操作和维护还需专业的技术团队。此外,锻压机的投资非常庞大,通常需要几亿甚至几十亿美元,这让很多国家根本无法承担得起。例如,印度和土耳其曾尝试发展航空工业,但它们的技术和资金限制,使得它们目前只能制造小型支线飞机,距离能够独立造出干线客机还有很远的距离。
虽然C919是中国制造的,但它的许多部件仍然依赖西方的供应商。比如,C919的发动机是由美法合资的CFM公司提供的LEAP-1C系列发动机,航电系统则来自柯林斯和霍尼韦尔等美国企业,刹车、轮胎和起落架等部件也大多来自欧美。然而,这些外部供应商的参与,暴露了一个潜在的风险——地缘政治的变化可能会打破这些供应链。如果发生制裁或贸易战,供应链可能会中断,导致生产停滞。俄罗斯的MC-21飞机和超级喷气飞机就遭遇了类似的困境,西方的禁运让它们的部件供应困难,进而影响了生产进度。中国正在努力推进国产化,尤其是在CJ-1000A发动机的研发上,但这一技术的成熟预计要到2030年左右。
全球锻压机的历史也十分有趣。美国在冷战时期启动了重型压机计划,建造了50,000吨级的锻压机,用来制造F-15、F-16等军用飞机。欧盟则通过空客公司整合了资源,而俄罗斯则是继承了苏联时期的技术,尽管这些技术的老化问题也逐渐暴露。中国则是从零起步,在2000年后通过国家的支持和工程师的努力加速发展,最终在2013年超越美国,成为全球最大的锻压机制造国。这一切说明,工业实力的积累是一个长期且艰苦的过程。
C919的成功标志着中国航空工业的一个新阶段。从最初引进苏联飞机,到仿制,再到合作,最后实现自主研发,中国已经取得了不小的成就。C919项目涉及了上千个供应商,几万名工程师和数百项专利。2023年,首架C919交付给东航,开始了上海至北京的航线运营,乘客的反馈相当不错。预计到2024年,C919将交付更多的飞机,并计划在2028年达到年产150架的目标。然而,挑战依然存在,包括生产速度较慢和国际认证难度较大。为了能够在国际市场上获得认可,C919还需要通过欧洲航空安全局和美国FAA的认证,这一过程可能需要数年时间。
锻压机的数量为何全球仅有七台?这不仅因为需求有限,还因为维护成本非常高昂。只有航空强国才需要如此巨型的设备,其他国家即使拥有,也难以充分利用。BIG7的存在,意味着只有这些国家才能真正参与到大型飞机的制造中。日本的三菱MRJ项目便是一个例子,经过多年努力和数千小时的飞行测试,最终在2020年宣告取消,原因是市场需求有限,竞争力不足。而加拿大的庞巴迪公司最终也被空客收购,未能独立发展。
对于中国来说,制造C919并非单纯为了炫耀,而是出于国家安全和经济发展的需要。中国每年购买数百架飞机,若全部依赖进口,风险极大。C919虽然目前在国内市场占有的份额较小,但未来能够为国家节省大量外汇,带动就业,拉动相关产业的发展。然而,中国仍需努力优化C919的设计和性能,尤其是在提高效率方面,以便与波音737MAX和空客A320neo等竞争对手匹敌。西方公司也已经意识到中国的威胁,纷纷加大投入,以防止中国在国际航空市场上抢占更多份额。在这个过程中,中国的航空工业仍面临许多挑战,但它已经在全球航空产业中占据了一席之地,未来的潜力不容小觑。
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