五千年(敝帚自珍)

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家园 【文摘】我国民用客机深度报道—7下

此时,中国商用飞机公司的股东之一,中国铝业股份有限公司首席执行官肖亚庆也将目光投向了利润和成长空间更高的铝加工产业:“铝材是飞机制造的重要材料,而中铝是中国最大的有色金属企业,在大型客机项目中,中铝在铝材供应等方面空间很大。”肖亚庆表示:“目前,美铝公司、加铝公司等都在走拥有完整产业链条的路子,中铝公司加工能力明显较弱,所以必须趁现在成本较低时,提前进入产业布局。”

中国科学院院士、材料科学专家曹春晓教授认为:“飞机机体材料结构经历了四个发展阶段,现在正跨入第五个阶段,即以复合材料为主铝钛钢合金为辅的阶段。” 这五个阶段为:第一阶段(1903-1919年),木、布结构;第二阶段(1920 -1949年),铝、钢结构;第三阶段(1950 -1969年),铝、钛、钢结构;第四阶段(1970-21世纪初),铝、钛、钢、复合材料结构(以铝为主),第五阶段(21世纪初-):复合材料、铝、钛、钢结构(以复合材料为主)。

波音787飞机复合材料50%,达到25吨,铝合金20%,钛15%,钢10%;空客A380飞机复合材料25%,达到32吨,铝合金61%,钛合金 10%;空客A350飞机复合材料52%,铝锂合金23%,铝合金11%,钛合金9%,钢14%,其他材料6%。可以看出,空客公司、波音公司在机体选材上有不同的特点,空客公司复合材料的应用采取的是一种比较保守的过渡方式,由非承力结构渐进式过渡到主承力结构,而波音公司则采取了一种革命式的方式,除发动机吊挂等少数构件外,波音787飞机几乎全是复合材料。在全复合材料机身的选择上,波音公司、空客公司也有截然相反的态度,波音公司主张用全复合材料机身,而空客公司则推行从玻璃纤维增强铝材料(Glare)向铝锂合金机身发展的转变。

最初,空客公司批评波音公司在波音787飞机上采用全复合材料机身结构的设计思想过于冒进,理由是全复合材料机身结构技术至少目前还不成熟,不宜采用。空客公司认为,复合材料机身具有在使用中易于在机场碰损,且损伤不易检测,也不利于维修的缺点,但如果用Glare和铝锂合金作为机身蒙皮的话,则不易损伤,即便出现损伤也便于维修。对此,波音公司却十分自信地认为,复合材料作为飞机结构已有多年的使用经验,属于成熟技术,特别是在NASA启动的先进复合材料计划中,波音公司作为复合材料机身计划的验证单位,已经积累了许多经验,如后来用的纤维铺放技术经验等。相反,波音公司认为,空客公司在A350飞机的结构选材方案上,存在技术不够成熟的风险,理由是Glare材料尽管已经研究了25年,但其投入实用的时间并不长,而且,铝锂合金的应用情况也大体如此。

日本三菱公司也表示,MRJ支线客机仍将采用金属材料,其结构中只有28%将为碳纤维、1%为玻璃纤维,机体大部分仍为铝(58%)制结构,剩下为钛(9%)和钢(4%)结构。飞机机翼和尾翼主要是碳纤维,机身是铝结构。

俄罗斯苏霍伊公司研制的RRJ支线客机机体大部分还将采用铝材料,但飞机的15%将使用钛合金和已经被用于伊尔-96M/T飞机上的已经获FAA批准的复合材料。

2008年7月18日,俄罗斯技术集团公司总经理谢尔盖切梅佐夫在2008年英国范堡罗航空航天展上向记者宣布,俄罗斯技术集团公司与美国波音公司将在2008年成立航空钛产品生产合资企业。合资企业将以俄罗斯上萨尔达冶金生产联合体为基础组建,而上萨尔达冶金生产联合体及其他470个国有企业已于2008年6月底经政府同意并入俄罗斯技术集团公司。切梅佐夫表示,合资企业生产的将不再是先前的钛半成品,而是已经加工的产品和成品。这对于俄方非常有利,因为成品的价格要高于半成品。此外,所有的钛合金刨削将在俄罗斯完成,先前,这道工序是在日本和其他国家进行的。切梅佐夫指出,波音777飞机的起落架和其他一些产品是由俄罗斯生产的钛合金制成的,而波音公司的最新产品波音787飞机更多地采用了俄罗斯钛合金。于此同时,俄罗斯上萨尔达冶金联合体,也宣布将为日本MRJ支线客机提供钛合金材料。

事实上,波音公司与前苏联在钛合金方面的合作在“冷战”时期就已经开始了,而日本则在波音787飞机转包生产中学习到了更多有关复合材料的技术,目前,日本已经拥有全球最大的复合材料生产厂。

波音747飞机总设计师乔萨特在《未了的传奇》中写道:“在我们推动747项目设计工作的时候,美国国务院向波音公司提了一个古怪的要求:波音是否愿意派代表团会见来自苏联的一个代表团,并公开交换一些技术资料?当时,我们仍处在60年代后期,‘铁幕’两头的国家彼此之间也还存在着大量的猜疑。问题出在钛金属上,这是一种可应用于喷气发动机、导弹、飞机以及航天飞机的强度大、重量轻的金属材料。钛合金因此成为美国超声速运输机项目中一个非常关键的因素,但是,钛是出了名难处理的金属。尽管我们曾在喷气式飞机的一些关键部位上使用过钛合金,但我们对钛金属的了解还很少,并不知道如何才能在可接受的成本基础上生产出全钛合金机身。对于英法两国来说,他们也面临着同样的问题,所以在协和飞机上他们完全避开了钛合金材料,这也限制了欧洲超声速运输机的巡航速度。相反,前苏联钛金属的储量丰富,也掌握了很多关于钛金属的知识。”最终,波音公司得到关于钛金属及其制造流程的一些知识,而乔萨特则向前苏联的设计师解释了关于翼吊发动机的各种优势,其中包括诸如结构载荷、机体效率、阻力及失速特性、客舱可用容量等因素。“许多美国的技术就这样装在法国的亚麻布上进入了苏联人的口袋。”最后乔萨特说:“事实上,这一切却都是在美国政府授意下进行的。”

北京航空材料研究院科技委主任益小苏在接受笔者采访时介绍说:“从上个世纪70年代开始,复合材料就在与金属材料的博弈中登上历史舞台,由飞机的非承力结构而逐渐向主承力结构蔓延。与此同时,金属材料也在积极地响应复合材料的挑战,在博弈过程中,金属材料也吸收了复合材料的优势继续发展,不断地优化自身的性能与加工技术,以适应激烈的市场竞争。截至目前,复合材料与金属材料的这场博弈,依然在如火如荼地进行中,彼此都在寻找着对手的新弱点,互相迭代地向前发展,并为航空制造业的发展带来显著的变化。”

无论是采用复合材料还是选择先进的金属材料,首先不可回避的问题就是国外的限制,“碳纤维是先进复合材料的物质基础,目前,国际上首先就从原材料上对我们实行了限制,后面的材料也就无从做起。”益小苏介绍说:“在国际市场上,我们现在能够买到的复合材料主要是由碳纤维加工而成的预浸料,不但价格昂贵,而且材料的级别也很低,在拉伸强度、压缩强度、弯曲强度性能方面都不如高性能纤维的复合材料。”

另外有学者提醒,我国大型客机应用复合材料并不具有市场竞争力,而且,应用量越大亏的越多,那么,有没有必要纳入到这场“复合材料竞赛”当中,或许是个值得思考的问题。以T300级碳纤维复合材料为例,中国的购买价格,每公斤在4000-5000元之间,波音、空客的购买价格,每公斤在10-20美元之间。“如果,中国的大型客机复合材料应用量也达到50%,即使中国劳动力成本再低,恐怕也难以弥补材料成本上的差距,怎么会有市场竞争力?”

中国复合材料学会常务理事、沈阳飞机设计研究所研究员陈绍杰指出,对飞机用复合材料而言,我们在应用规模与水平、设计的理念方法和手段、材料的基础和配套制造的工艺、设备等方面均与国外先进水平有一定差距,尤其是实际应用方面。如我国军用战斗机上复合材料最大用量尚不足10%,世界军机的机翼自上世纪80年代后就早已复合材料化了,我国至今尚无批生产的复合材料机翼问世;最新研制的“翔凤”飞机复合材料用量不足1%。

“复合材料的装配普遍采用钛合金铆钉,要把两个复合材料板用铆钉铆接起来,是用一个铆钉,还是用两个铆钉,或者用完铆钉再用胶粘,甚至是整体做出来连胶都不用了。这是由设计人员的信心决定的,考验的是设计人员对材料性能的掌握程度。”益小苏在接受笔者采访时说:“还涉及到很多制造技术对我们也都是全新的挑战,例如纤维自动铺放、自动铺带、树脂薄膜渗透法和树脂转移成形等技术,在复合材料生产中有助于减少生产成本,使设计大型的复合材料部件也成为可能。”

不可回避的问题在于,我国复合材料试验标准、术语、规范源自于上个世纪80年代,复合材料新标准和新规范在我国尚属空白。国产复合材料体系用于商用飞机结构的关键之一就是适航取证的问题,我国一直都没有明确的取证要求和相应的程序,这也是国产材料体系始终无法被接受的原因之一。

2007年12月21日,也就是“翔凤”飞机下线的同一天,由西飞国际董事长孟祥凯带队的考察团,在完成了对德国格鲁普宇航公司全复合材料飞机生产线的考察之后,最终与德国格鲁普宇航公司签署了战略合作协议。双方约定在华合资生产已取得FAA、JAA适航证的2-6座级飞机、适时合资生产正在研制的9-12座级公务机以及合作研制“新舟”700飞机。同时,双方还签署了在华建立合资企业的合作意向书,西飞国际、德国格鲁普宇航公司各持有50%股份。

2008年7月13日,英国范堡罗航展期间,沈飞公司与加拿大庞巴迪宇航公司正式签署C系列飞机风险供应商合同。沈飞公司将承担C系列飞机C110、C130的前机身段、中机身段(含翼盒)、尾椎和舱门共四个工作包的设计、制造、装配和相应的试验、售后服务等工作,并支持C系列飞机的适航取证工作。庞巴迪宇航总裁皮埃尔布多昂表示,铝锂合金机身将由沈飞公司组装;而碳纤维复合材料的机翼和尾翼将在庞巴迪位于英国贝尔法斯特的工厂制造,最后将在蒙特利尔组装。

2008年6月13日,美国赫氏公司宣布,赢得了一份为空客A350XWB飞机主要结构供应碳纤维复合材料的合同,这份合同的价值可能达40-50亿美元,包括了2025年之前的整个A350XWB飞机。赫氏公司也为波音787飞机提供了几种新材料,其中HexMC,其优点是有非常高的结构性能,净成型好,疲劳性能好,密度低,它被选作波音787飞机的大型窗框,也是一种主承力结构。但是,在2002年,赫氏公司、波音公司与AVIC1合作成立了“天津波海航空复合材料部件有限公司”(赫氏公司、波音公司各占40%的股权,AVIC1占20%股权)的业务也只限制在生产飞机复合材料次结构以及飞机内饰零部件。

2008年7月15日,空客中国公司与哈尔滨飞机工业集团有限公司在英国范堡罗国际航空展上签署关于建立合资公司的框架合同,计划在哈尔滨建立复合材料飞机零部件制造中心,哈飞集团将拥有80%的股权,空客中国公司拥有20%股权。然而,中国究竟能够从合作中获得多少技术能力提升的机会,相关人士对此表示怀疑。

2008年7月24日,波音中国有限公司与天津波海航空复合材料部件有限公司股东——Hexcel达成协议,收购Hexcel持有的40%股份,波音公司最终将持有80%的股份成为控股股东,而AVIC1将持有20%的股份。波音民用飞机集团副总裁兼飞机项目总经理卡罗琳科维表示:“波海公司是波音公司全球供应链不可缺少的关键部分,随着公司对天津波海增持股份,波音公司与中国均将从中获益。我们的投资将使波海公司发展成为世界级的供应商,波音公司在中国的业务规模将进一步扩大。”然而,波音公司会不会就此加大对中国转让高性能复合材料技术的力度,波音公司的相关人士却没有给出明确的答案。

波音公司与空客公司在中国走的是完全不一样的路。波音公司与中国航空工业的合作范围非常宽广,从制造、改装维修及售后服务等领域,可以说中国的制造商已深入到波音公司飞机制造业的整条产业链中。而空客中国公司总裁博龙则在接受英国《金融时报》采访时表示,与中国航空工业的合作和卖飞机密不可分,“中国不能只是一个销售地点,你不能指望中国购买数百架飞机而不在中国设厂,飞机制造商必须将更多的生产业务转移到中国以争取当地的订单。”早在2005年末,空客公司就向自己的供应商下达了一项承包商标准,其中要求自己的一线供应商必须将部分工作交给亚洲国家,例如中国和印度来进行生产。空客公司负责采购策划方案的副主管克劳德亨利对此解释:“如果不遵守这项要求将会面临‘高额的罚款’。”这个硬性规定是空客公司与中国、俄罗斯乃至其他国家建立合作关系的“行动计划”。

另外一些观察人士更提醒说:“实质上,伸向中国市场的这些‘橄榄枝’,真正的目的还在于,一方面是转移研制成本,而另一方面则是为了持续不断地分化和削弱中国的航空制造业。《美国航空航天》杂志透露,空客公司把A320飞机总装生产线设在天津,也有争夺航空技术人才的潜在含义,军机设计人员也必然受到极大的冲击,因为,中国航空工业的基地都是地处偏远的东西部地区,在人才竞争上根本不具备优势。面对这种状况,中航工业提出“战略东移”,融入区域发展经济圈的举措,与其说是一种积极发展的选择,不如说是一种对于潜在危机的无奈应对。

2007年3月16日晚,美国加州贝弗利山上,一所豪华别墅中正在举行着一场小型晚宴。晚宴的主人是国际金融租赁公司董事长兼总裁史蒂文乌德沃尔哈齐,与他共进晚餐的,都是美欧航空业的重量级人物,这次晚宴的话题与中国研制大型客机有关。“他们想要坐到驾驶舱里,绝对不会只甘当配角,他们想要当奥斯卡的主角。”乌德沃尔哈齐指的是中国,“虽然我现在还不会预见到他们将取得巨大的商业成功,但是我认为他们已经种下了希望的种子。”

对于波音公司与空客公司应该如何应对,乌德沃尔哈齐给出了两种对策:“一种是‘防御性’的,而另一种则是‘进攻性’的。‘防御性’就是要确保波音公司与空客公司作为最终组装者、市场营销者的角色,尽量能拖多久就拖多久。至于‘进攻性’就是在技术上实现一个大的飞跃,波音公司与空客公司如果能够在新的替代机型技术上有一个大的飞跃,就没有人能够超越你们了。”对于这两种对策,乌德沃尔哈齐认为,任何一种对策都可能在波音公司替换波音737飞机以及空客公司替换A320飞机时发挥作用,也就是2015年的时候。

2008年11月5日,珠海航展举办7届以来,中国人民解放军空军一改往日神秘、低调的风格,首次与中国航空工业集团公司联手举办了第一个“中国航空日”活动,就在“中国航空日”当天,当歼-10战斗机擦着A380飞机呼啸而过的时候,哈飞集团与空客公司关于将在哈尔滨建立复合材料飞机零部件制造中心的谈判和西飞公司与空客公司关于空客A319/A320机翼四阶段项目的谈判,都相继因为空客公司的强硬态度而使陷入谈判僵局。随后,中航工业遗憾地向《环球时报》独家透露了这个消息。对此,有业内人士指出,空客公司在谈判中的表现充分表明了西方航空巨头担心出现新的强大竞争者,试图阻止中国航空工业的崛起。

西飞公司总裁孟祥凯在接受记者采访时表示,西飞公司对于空客公司提出的,由西飞公司、天津和空客公司成立合资公司制造A319/A320飞机机翼的要求“不能接受,也不感兴趣”。因为,西飞公司完全有独立承担制造空客A319/A320飞机机翼的能力,建立合资公司的模式只能使项目进程更加复杂,不但会进一步恶化双方合作的现有局面,甚至会影响到空客公司与中航工业的合作局面。

西飞公司/中航技公司分别于1999年、2002年和2005年与空客英国公司签署了A319/320机翼翼盒组件的制造交付合同:空客英国项目一阶段(前、后缘四组件)、二阶段(后缘组件)和三阶段(翼盒总装)。目前,西飞公司正在与空客公司洽谈的是A319/320 机翼四阶段项目(机翼总装)。

据西飞公司国际合作部执行经理黄航介绍,2007年7月-2008年7月,按照空客公司的要求,西飞公司向空客公司提交了多次报价,但是,空客公司始终表示“不能接受”西飞公司的报价。基于项目大部分工作量在天津完成,西飞公司总裁孟祥凯一行于2008年8月26日访问天津,为了向空客公司表示西飞公司的合作诚意,加速机翼四阶段项目的进展,孟祥凯决定,机翼四阶段项目100%工作量在天津完成。中航工业也同意,在天津投资建厂的大部分费用由中航工业来承担。2008年9月7日,西飞公司向空客公司提交更新后的报价。9月9日,双方在北京谈判,空客表示“感谢西飞公司吸收了投资费用”,但认为价格仍没有达到空客的目标价。10月21日,西飞公司收到空客图鲁兹国际合作副总裁戴丹利写给西飞公司总裁孟祥凯的信件,空客公司决定“由自己制造机翼,关闭西飞公司机翼四阶段的报价”。10月24日,孟祥凯给戴丹利回信,再次表明西飞公司的合作诚意,同意接受空客公司的目标价,放弃汇率保护条款,希望能与空客公司继续讨论合同条款,以便在珠海航展上签约。10月28日,戴丹利回信:感谢西飞公司最终无条件接受了空客的目标价,但考虑到制造周期,翼盒III阶段上速率现状及中国航空公司客户要求等因素,空客公司建议,由西飞公司、天津市以及空客公司成立合资公司制造机翼。至此,中航工业一位不愿透露姓名的人士表示:“司马昭之心,路人皆知!事实上,空客公司在A319/A320机翼项目上从来就没打算真正和中航工业合作。”

与此同时,哈飞公司与空客公司进行的复合材料飞机零部件制造中心合资项目的框架合同第四轮会谈,也因为空客公司外派人员的费用和工作包定价方面存在差异而使项目陷入僵局。

哈飞公司总经理曲景文在接受记者采访时表示,中方一再声明,制造中心合资项目完全是企业之间的商业行为,项目必须具备盈利性。

据哈飞公司国际合作处处长刘辉南介绍,2008年7月15日,空客中国公司与哈尔滨飞机工业集团有限公司在英国范堡罗国际航空展上签署关于建立合资公司的框架合同,计划在哈尔滨建立复合材料飞机零部件制造中心。根据双方框架合同,对于空客外派人员的费用,分为两种分摊方式,第一,空客派出到合资公司的工作人员的费用由合资公司承担;第二,空客的技术支持人员的费用分别由空客和哈飞承担。目前双方,对此原则没有分歧。主要的分歧在于空客外国专家人员补贴类费用名目过多,而且要包含家属费用,甚至要包括未婚伴侣的费用,个别项目费用也过高,例如:空客要求外派人员费用要包括安家/搬家费、旅费/休闲旅游费等。另外,关于补贴性费用的支出和管理双方也存在分歧,空客要求委托国际性的代理公司进行管理,中方的原则是谁支付费用谁进行管理。

在费用问题上的巨大分歧最终导致了两项谈判陷入僵局。有业内人士指出,这两项合作并不涉及空客公司向中航工业转移先进技术,完全是为空客飞机大举进入中国市场给政府的产业主管部门一种心理安慰式的做秀。这次谈判陷入僵局的背后,实际上反映了国际航空巨头对中国航空市场战略的重大调整,从限制前提下的表面合作转入以扼杀中国民族航空工业的直接竞争。

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