中國民航機產業即將大展宏圖 | 盛嘉麟

中國商飛(COMAC)的C919於2017年橫空出世,2023年載客營運後,大家都關注C919的發展狀況。沒想到中國對未來民航機產業早有宏圖計畫,C929、C939、C949等後續機型皆在藍圖上穩紮穩打、穩步推進。中國商飛正以雄心壯志,積極打造中國的民航機產業,向着世界航空業的巔峰邁進。

運10
運10是由上海飛機製造廠研製的民航客機,是中國研製民航客機的濫觴,於1980年首飛成功。然而,受限於當時的技術條件,以及80年代中國政府資金短缺,最終僅製成兩架原型機便停止發展,人才流失,使中國民航客機技術落後歐美約20年。

ARJ21(現改名 C909)
2000年代中國希望發展符合國際標準的國產客機,2002年國務院批准ARJ21立案研發,這是中國商飛(COMAC)生產的中短程噴氣式支線客機。航程約3,000公里,可載客80人,使用美國GE的CF34-10A發動機,2008年在上海首飛成功,2016年投入營運,對標加拿大的龐巴迪(Bombardier)和巴西的E系列支線客機(Embraer E-Jet)。C909尚無國產發動機替代計畫,但國產飛航制動系統已完成驗證,將逐步取代外國系統。

C909除了獲得中國適航證,目前亦取得俄羅斯、印尼、馬來西亞、文萊、剛果、越南、巴基斯坦、孟加拉、緬甸、衣索比亞、肯亞、南非、阿根廷、智利等多國的適航認可。中國商飛已交付156架,其中少量外銷至印尼、寮國、文萊、剛果、越南。

C919
中國商飛2008年啟動項目,C919於2017年在上海浦東國際機場順利完成首飛,2023年載客營運。這是大型窄體幹線客機,航程可達5,500公里,載客170人,對標波音737及空巴320。使用美國GE與法國Safran合資生產的LEAP-1C渦輪扇發動機,未來C919計劃改用中國研發認證的長江1000發動機,並逐步推進各項零組件的國產替代。最近美國商務部突然限制對C919供應LEAP-1C發動機,幸而中國早有防備,影響不大,歐洲EASA同時表明對C919的適航證審查要延遲6年,歐美共同對C919的封殺已經開始。

C919已獲確定訂單300架,意向訂單900架,已累計交付18架,供應國內的航空公司載客營運。目前年產能達50架,但計劃於2029年提升至年產200架。

C919已獲得中國民航的適航證,目前已與28個國家簽署了雙邊適航協議,包括俄羅斯、加拿大、巴西、意大利、愛爾蘭、芬蘭、丹麥、挪威、冰島、葡萄牙、南非、埃及、塞內加爾、阿爾及利亞、加納、厄立特里亞、澳大利亞、新西蘭、巴基斯坦、印尼、泰國和越南等。

C929
2016年,中俄簽署寬體客機合作備忘錄,計劃共同研發載客280-350人,航程12,000公里,對標波音787和空巴A330neo。2017年正式命名為CR929(C代表中國,R代表俄羅斯),在上海成立中俄國際商用飛機公司(CRAIC)。計劃於2018年完成初步設計,2025年首飛,2028年交付使用。

2022年俄烏戰爭後俄羅斯受到西方制裁,無法取得關鍵零件,PD-35發動機的研製受阻,而且俄羅斯的機身設計、市場規畫、研發資金都和中國發生矛盾。終於在2023年俄羅斯退出CR929項目,中國商飛全面接管,項目更名為C929。

中國商飛全面接管後,積極推進C929的研發,計劃在最初段使用勞斯萊斯的遄達7000(Trent 7000)或GE的GEnx-1C發動機。在第二階段,將使用本國開發,已成功驗證的中國航空發動機集團(中國航發)製造的長江2000發動機,這是全球寬體客機發動機中頂尖水平的發動機。全機提高碳纖維複合材料比例,並儘量使用國產的關鍵零件,以及自主研發的飛行和航電控制系統。計劃於2030年首飛,並在2035年投入商業營運,主要爭取中國、俄羅斯、中東和非洲市場。

C939
中國商飛正積極推進大型客機C939 的研發工作,這是單通道雙層超廣體客機,載客400人,航程達13,000公里,主要應用於跨洲航線,研發工作已啟動,預計2035年首飛,2039年營運,對標波音777和空巴A350。

C939會有更高比例的複合材料,使用先進機翼設計,更低阻力流線型機身設計,採用高效率,50噸級推力的雙引擎。目前滿足這項動力需求的引擎,只有美國GE的(GE9X),與勞斯萊斯的(遄達XWB系列)。中國航發為C939量身打造的長江3000發動機,更是劍指50噸級推力,如果成功,這將是中國航空工業的另一個飛躍,甚至可能重塑全球航空格局。

C949
中國斥資15億美元,立案設計C949超音速客機,2025年3月開始進入設計階段。C949載客40人,航程11,000公里,1.6馬赫超音速。主要應用於遠程跨洲航線,預計2039年首飛,2049年投入市場。對標在1976年投入商業運營,並在2003年失敗退出市場的超音速協和客機(Concorde)。

協和客機為了2.0馬赫的高速度,飛行狀態下,機身表面溫度超過100°C,機頭會超過120°C。有鑑於此,C949透過適當降低速度為1.6馬赫,燃油節省35%。為了避免協和客機可怕的噪音,C949 使用AI人工智慧自動操控,噪音減少95%,只有80分貝,可以飛越世界各大城市。

C949可能會採用自動適應循環渦輪增壓引擎(Adaptive Cycle Engine),這是一種新型航空引擎技術,可根據飛行需求調整旁通比與風扇壓力,以提高燃油效率或推力。目前C949的發動機仍未正式確定,發動機可能會選擇與國際合作研發,如聯合勞斯萊斯或美國GE共同開發,以確保達到適航標準並順利進入國際市場。C949也有可能考慮國產的高推力渦扇發動機,例如大涵道比渦扇發動機WS-20,或者推力高達50噸,採用了變循環設計,兼顧高低速性能,在高空巡航狀態下能節油25%的長江3000發動機。

C949速度低於協和客機 Concorde的2馬赫,成為優雅靜音的超音速客機,航程可達1.1萬公里,可在5小時內從上海跨洋直飛洛杉磯。消除人們對超音速旅行的心理顧慮,改變協和豪華旅遊為大眾旅行。估計未來有每年45,000,000旅客的需求,將與美國NASA和洛克馬丁公司的類似項目X-59競爭。

中國雄心
在中國商飛的時間表中概述了幾個關鍵項目的計畫,目標是到2035年推出雙通道C929,與波音787競爭,到2039年推出C939,目標是波音777X市場,到2049年C949投入使用,以慶祝中華人民共和國成立100週年。

自從協和客機於2003年經營失敗退出市場以後,全球超音速航空沉寂了一段時間,如今正在復甦。包括Boom Supersonic、Spike Aerospace,以及NASA與洛克馬丁(Lockheed Martin)合作開發的X-59飛機,都在競相推出自己的超音速機型,中國不能落後。2024年,一家中國公司Space Transportation成功進行了可飛行至4馬赫的原型機試飛,顯示出中國在超音速客機技術方面的日益強大。

中國民航機發展的最大障礙是歐美阻撓核發適航證的問題,中國的民航機迄今尙未取得歐美任何一張適航證。但是中國有四個優勢:
:隨著中國民航機產業澎湃的發展,中國民航局所核發的適航證效力愈大,包括交互認證及雙邊適航合作,中國的適航證有27個國家承認,幾乎與歐洲EASA、美國FAA三足鼎立。
:中國國內市場廣大,未來20年中國民航市場預計需要約8,800-10,000架新飛機,中國的民航機產業大部份時間處於供不應求的狀況。有廣大市場就有強大的發言權及影響力,可以對歐美實施對等報復,拒絕核發歐美新飛機的中國的適航證。
:民航機是世界性的產業,不可能侷限在本國市場。所以中國民航機在東南亞、中東、拉美、非洲攻佔的任何市場,都直接削減了波音和空巴的市場,歐美必須正視中國的崛起​​。
:根據國際民航組織(ICAO)的《芝加哥公約》,只要航空器的適航證符合或高於ICAO所製定的最低標準,其它締約國應承認其有效,歐美阻撓核發中國民航機的適航證終究有限度。

中國民航機爭取國際適航證的努力 | 盛嘉麟

先發國家的民航客機,如美國的波音客機。法國,德國,英國,西班牙等歐盟合作開發的空巴客機。 1970年代開始競爭,形成二分天下,迄今已半個世紀。後發國家期望開發的民航客機能夠進入國際市場,在競爭中佔有一席之地。然而美國和歐盟掌控適航證核發權,成為後發國家進入市場的重大挑戰。

理論上,各國皆有權簽發適航證,但絕大多數國家缺乏航空工業及相關技術,無力獨立檢驗民航客機的安全標準,因此多仰賴美國聯邦航空管理局(FAA)或歐洲航空安全局(EASA)的認證作為本國標準。少數國家,如中國、俄羅斯、加拿大、日本、澳大利亞、巴西、南非、阿根廷、印度、韓國、墨西哥、新加坡、沙烏地阿拉伯、印尼、馬來西亞與衣索比亞,則依國際民航組織(ICAO)制定的標準建立本國適航規範。其中,馬來西亞與衣索比亞原先完全信賴美國及歐盟,但在2018、2019年波音737MAX連續空難後才建立自己的適航證制度。有些國家則兼採美國、歐盟認證與本國標準,形成雙軌制度。

因為美國及歐盟的適航證為衆多國家所接受,後發國家民航客機的適航證申請都以美國及歐盟為優先,使FAA及EASA這兩大機構掌握認證核發的關鍵權力,申請流程極為嚴格繁瑣,涵蓋飛機設計圖紙、製造過程詳情、飛航實測經驗等全面考核,既複雜又耗時,旨在確保民航客機在設計、製造、操作與維護方面符合飛航標準,保障飛行安全,合理可行。適航證申請涉及眾多環節,包括飛機設計審查、製造標準檢查、地空測試與驗證、維護與操作文件、特殊設備與系統檢查、運營期間的持續監管等,過程嚴謹且挑戰重重。

除了標準的申請流程,適航證核發還牽涉技術、市場、企業與國際競爭等多重博弈。美國與歐盟對具競爭力的民航客機,因其可能影響未來產業利益,往往抱持排斥態度;對地緣政治上不友好的國家則可能存有阻礙心理。相較之下,若民航客機廣泛採用美歐零組件,使其航空製造業得以分潤利益,適航證審核往往較為寬鬆。美國與歐盟在設限時可動用多種手段,如加嚴檢查、有意拖延、修改標準等,使得適航證申請過程漫長艱難。

中國首次申請適航證的民航客機為中國商飛(COMAC)生產的中短程噴氣式支線客機ARJ21(現稱C909),航程約3000公里,可載客80人,並於2016年投入營運。安全記錄整體良好,九年間未發生飛航事故,累計安全運送逾千萬人次。該機型於2014年獲得中國民航局適航認證,目前亦取得俄羅斯、印尼、馬來西亞、文萊等國的適航證,並受巴基斯坦、孟加拉、緬甸、衣索比亞、肯亞、南非、阿根廷、智利等國承認。然而,至今仍未獲美國與歐盟適航證,中國秉持專業技術自信,正在積極爭取認證。中國商飛已交付156架ARJ21,年產能約50架,實際產量約30架,並少量外銷至印尼、老撾、剛果。中國未來20年內需求估計約為600架,對美歐適航證並不急於取得。ˉ

中國第二次申請適航證的民航客機為中國商飛生產的大型窄體幹線客機C919,航程達5500公里,可載客170人,並於2023年投入營運。兩年間安全記錄整體良好,累計安全運送逾百萬人次。C919於2022年獲得中國民航局適航證,目前亦取得加拿大、俄羅斯、巴西、澳洲及紐西蘭的認證,並為部分承認中國適航證的國家接受。目前歐盟正在審核,並與中方官員展開驗證討論,而美國則尚未啟動適航認證程序。

截至目前,C919已累計交付16架,年產能達50架,並計劃於2029年提升至200架。已獲確定訂單300架,意向訂單900架。鑑於中國未來20年內對大型窄體幹線客機的需求預計超過6000架,另加外銷亞非市場的潛在訂單,C919供不應求,對美國及歐盟適航證的取得並不急於推進。

C919目前搭載由美國GE與法國Safran合資的CFM國際公司生產的LEAP-1C渦輪扇發動機,以及美國供應的飛行記錄儀、電力系統、起落架、氣象雷達、飛行控制與燃油系統,並配備法國製輪胎。這些國際零組件的選用不僅確保C919符合全球標準,亦使美國與法國在利潤分配上有所參與,有助於適航證的獲取。未來,C919計劃改用中國研發的長江1000發動機,並逐步推進各項零組件的國產替代。

C919需持續累積穩定的國內營運安全記錄,這是獲得美國、歐盟及其他國家適航證的關鍵基礎。與外國適航證機構保持良好關係,積極配合其審核要求並推動適航證申請,是進一步拓展國際市場的重要策略。鑑於中國龐大的市場需求與強大的工業製造能力,C919已穩固其競爭優勢,前景無可限量。

若遭遇地緣政治敵對國家無理刁難、故意拖延適航證核發,最具可能性者為美國。中國作為民航大國,日均航班往來全球,航次日以千計,各國均高度依賴其市場。中國民航局同樣具備適航認證權限,未來亦可對美國波音新型客機設限,拖延甚至拒絕適航證核發,阻擋其進入中國市場。此舉將對美國航空產業構成重大損失,影響不可忽視。譬如2019年3月因波音737 MAX發生兩起重大空難,中國率先取消其適航證,禁止飛進中國,直到2023年1月才恢復。

中國商飛正積極推進民航客機研發,C929作為遠程寬體客機,載客280人,航程達12,000公里,主要應用於跨洲航線,計劃於2029年推出。C939則為單通道雙層超廣客機,載客400人,航程達13,000公里,主要應用於跨洲航線,研發工作已啟動,預計2039年問世。另已立案設計C949超音速客機,具備1.6馬赫速度、載客40人、航程11,000公里,主要應用於跨洲航線,預計2049年投入市場。中國民航客機發展藍圖明確,未來有望與波音、空巴形成三分天下的格局。考慮到未來20年間中國對各類客機需求預計超過8830架,加上與美國歐盟民航客機交易的持續進行,適航證核發應不致陷入政治僵局。此外,國際民航組織(ICAO)亦將促進國際對話,以緩解潛在爭端。