深度思考 启示未来 ——2019年国际航空事件回顾与展望 2020-01-03 

  

X-57

波音推出eVTOL

A380

MS-21

Volocopter

空客推进制造自动化

贝尔“空中出租车 ”

2019年,由于经济增长放缓、贸易战地缘政治紧张局势和社会动荡,以及英国脱欧的持续不确定性,导致航空公司运营环境比预期严苛。2019年,空客最大客机A380宣布停产,波音最畅销机型737MAX全球停飞,苏霍伊民用飞机公司没有实现SSJ100的预期销售计划。2019年成为航空制造业巨头失落的一年。

2020年,航空业面临的主要问题是运力如何发展,尤其是波音737MAX飞机复飞运营及延期交付。打铁还需自身硬,航空制造业能否摆脱颓势仍是未知数。

并购能否扭转乾坤?

环顾全球航空产业,规模大小不等的企业鳞次栉比,然而能搅动风云者屈指可数。2019年2月26日,巴西航空工业公司在其总部举行的特别股东大会上,正式批准通过了该公司与波音公司之间拟签的战略合作伙伴关系,即批准波音公司和巴航工业商用飞机和服务业务分部联合组建合资企业。在双方新组建的合资企业中,波音持有新公司80%的股权,巴航工业持有其余20%的股权。至此,波音与巴航工业之间的战略合作,曲折延宕了半年之久后终于尘埃落定。

提到波音与巴航工业之间的战略合作,就不得不提到空客收购庞巴迪C系列业务,因为前两者走出的每一步,都有后两者的影子在其中。2017年10月,空客就收购C系列业务与庞巴迪达成初步一致意见,两个月之后,波音即对外宣布已经开始同巴航工业就战略合作展开谈判。当地时间2018年7月5日,波音和巴航工业联合对外宣布已经签署了一份非约束性协议,双方将共同出资组建一家合资企业,波音将为合资公司“在商业开发、生产、市场及服务方面提供战略支持”。而在4天之前,空客刚刚对外宣布完成了对庞巴迪C系列项目的并购,C系列纳入空客产品版图之后正式更名为A220,补齐了空客在100~150座级市场上的短板。

不过,波音和巴航工业之间的合作道路颇为曲折,双方的合作一度遭到巴西联邦法院的禁令,直到2018年底该禁令才被解除。2019年1月,双方的合作得到巴西政府批准,之后正式通过了巴航工业特别股东大会的批准。但是,2019年10月,来自欧洲的监管机构正式启动对波音和巴航工业上述合作的反垄断调查,原因就是“一旦双方合作,未来航空公司的选择将更少,并导致飞机产品价格上涨。”

如果说波音与巴航工业的合作是出于战略抗衡的考虑,那庞巴迪与三菱重工的合作,则更多的是自救。

当地2019年6月25日,日本三菱重工与庞巴迪公司正式发布公告,双方就三菱重工收购庞巴迪支线飞机(CRJ)业务达成最终协议,前者将为这次收购总计支付7.5亿美元。完成这次并购之后,三菱重工所属的三菱飞机公司将获得庞巴迪CRJ系列飞机的维护、保障、翻新、市场和销售等业务,尤其是位于加拿大、美国的相关服务保障网络及型号证书,将有利于日本企业加快SpaceJet支线飞机(2019年5月底,三菱重工将其MRJ支线飞机项目更名为SpaceJet,旨在吸引新的客户关注)的研制、生产、销售和保障。

对于日本来讲,SpaceJet不只是一个商业项目,更是其未来商用飞机战略的关键一步。该项目于2008年正式启动,原定于2013年正式交付客户,然而由于技术积累、工程经验、项目管理、适航认证等方面的诸多不足,首架验证机在2015年才完成首飞。在之后的试飞中,SpaceJet多次被曝出存在设计方面的缺陷,飞机机翼强度达不到适航要求,飞机的航电系统多次在试飞中出现故障等。问题频出不但大大拖延了项目进度,更导致整个项目的研发费用一路飙升,据三菱重工最新发布的消息显示,SpaceJet定于2020年中向用户交付产品很难实现,有可能第六次推迟交机时间。在研发费用方面,截至2017财年结束,该项目的研发费用已经超过360亿元人民币,预计到2020财年结束,还需要再追加不低于120亿人民币的费用。

2019年11月初,美国Trans States控股公司宣布取消50架SpaceJet订单(该公司2011年订购了100架该型飞机),使得该飞机的总订单只剩下300架。与此形成鲜明对比的是,该项目自2016年之后再没有获得新订单。

在这场并购中,SpaceJet能否实现自救尚不可知,但是可以确定的是未来的商用飞机市场上,再没有来自庞巴迪的产品。在将C系列出售给空客,Q系列涡桨飞机出售给德哈维兰公司,以及CRJ出售给三菱重工之后,庞巴迪已经安然退出商用航空市场。

过去的一年里,还有一项大的并购事件值得关注,2019年6月初,美国雷神公司和UTC宣布将全部以换股的形式于2020年完成合并,在整合之后的企业中,雷神将拥有43%的股份,UTC拥有剩余的57%的股份。这个被国外媒体称为“大象婚礼”的整合事件将直接催生一个年销售额超过700亿美元的航空系统供应商巨头,业务涵盖航空发动机、飞机座椅、导弹武器、防御系统等诸多领域。

深究起来,除了以上在业务方面的巨大互补性之外,进行整合应对来自整机制造商的压力也是促成雷神和UTC合并的重要原因。在过去的几年里,商用飞机市场的竞争日趋激烈,整机制造商之间的竞争往往直接表现为价格竞争。降低价格就意味着必须降低成本,如何降低成本?系统供应商首当其冲。自2010年之后,波音开始加强对供应商的管控,并表示将进一步压低供应商价格,降低产品成本。此后的几年里,随着空客A320neo、A350系列等新机型的推出,波音在产品的更新换代方面明显慢了一步。作为波音产品的主要系统供应商之一,UTC也承受着越来越重的压力,以至于利润空间进一步被压缩,并进一步导致公司的研发投入连年下降。由此来看,雷神与UTC的整合,很大程度上有抱团应对整机制造商的意味。

空客昔日“巨无霸”何以陨落?

对于空客而言,2019年是值得纪念的一年,然而对于A380项目则不是。2019年2月14日,空客对外宣布将于2021年停止向市场交付A380客机,换句话说就是在首架飞机正式交付客户14年后,A380客机要停产。其实早在2014年底的时候,空客对外公布的数字显示A380项目的开发费用已经超过250亿美元,而当时全部的订单根本不足以保证整个项目盈利,且后续订单乏力,所以市场上一度传出A380在交付完储存订单之后将于2018年停产。然而在2018年1月,作为A380的最大用户,阿联酋航空宣布再向空客订购20架该型客机,并保留16架的优先采购权。阿联酋的订单也是自2016年1月以来该机获得的第一个订单,也使其生产线得以继续运转。

然而成也萧何败也萧何,2019年2月初,阿联酋航空对外宣布在未来两年里再接收14架A380客机之后,将其余的订单全部取消。这就意味着阿联酋航空采购的A380客机总数为123架,相较于原定的162架减少了39架,这也成了压垮A380项目的最后一根稻草。与项目启动时预测的1200架销量相比,A380的实际销量只有251架,至少在商业上它不是一个成功的项目。

随着停产消息的公布,关于A380飞机的各种指责不断跃然媒体之上,飞机太大以致于可起降机场太少、4台发动机耗油量太大(单座油耗比空客A350、波音787等级别飞机高出25%)、飞机的单次维修成本过高、飞机单价过高(超过4.3亿美元)导致运营商回本和盈利周期太长、飞机配备的罗罗发动机故障率高等等不一而足。2019年6月底,法航对外发布消息称将于2022年退役A380机队,未来将用新的双发宽体客机填补运力空缺。而在半年前,法航还只是表示将退役其运营的3架A380,剩余7架继续运营,仅仅半年就改变了注意。而随着A380的停产,全球载客量最多的客机称号将再次易主,归属波音777-9客机(最大载客量425人)。

从首飞到停产只有短短16年的时间,对于一个耗费巨资且被寄予厚望的大型商用飞机项目而言,确实太短暂了。所以,抛开关于A380的种种指责不谈,有一条可以肯定的是,现在说A380是一个成功的项目还为时尚早。

波音公司换帅后可否重获信任?

与往常相比,2019年的这个冬天对波音公司而言尤为寒冷。2019年12月16日,波音公司正式确认将于2020年1月停产波音737MAX客机,接下来的工作重点将放在交付已经生产出来的库存飞机上,而前提则是加强与各方合作,实现737MAX早日复飞。

自2019年3月连续第二次发生坠机事故后,波音737MAX事件不断发酵,宣布停产该机型只是波音对市场和客户的一个交代,但远远不是结束。波音737MAX将要停产的消息刚一流出,波音的股价便应声下跌了4%,波音确认停产消息之后,波音股价又持续下跌了近7%。

用波音的话说,停产737MAX是为了维护生产系统和供应链的健康,然而停产消息发布会供应商受到的消息影响立竿见影。作为波音商用飞机业务的最大供应商,Spirit航空系统公司主要负责737MAX机身的生产,其50%以上的销售额来自于737MAX零部件的生产。波音宣布停产737MAX消息之后第二天,该公司的股价就下跌了1.11%。作为波音的发动机供应商,通用电气预计737MAX的停产将使其2019年的现金流至少减少14亿美元,其股价在停产消息发布后不可避免地下跌了1.26%。同Spirit航空系统公司一样,来自波音公司的业务占其公司业务总量的一半,其中737MAX的零部件约占5%~10%。该公司CEO表示,“停产可能真的会影响公司的未来”。

正如有分析所说,波音公司在是否停产737MAX上处于两难之境,如果停产势必给整个公司带来巨大损失,并将对整个供应链带来巨大冲击,打击供应商信心;如果不停产,由于复飞尚没有确定的时间表,以波音超过40架/月的生产速度,如何存放这些生产出来的飞机都是一个大问题,并且将带来巨额费用。在波音737MAX停飞的近10个月里,总计有近400架停放在波音公司无法交付。

对于波音公司来说,破解737MAX困局的唯一途径就是复飞。然而在波音公司宣布停产之前,美国联邦航空局称至少还要完成10个审查步骤,才能批准复飞,用美国联邦航空局局长史蒂芬·迪克森的话说,波音737MAX飞机无法在今年被批准复飞,目前也没有明确时间表。

2019年12月23日,波音公司首席执行官丹尼斯·米伦伯格黯然下台,现任董事会主席戴维·卡尔霍恩未来将接替其职务。波音737MAX这场风波何时平息尚不可知。

俄罗斯销售困境可否先抑后扬?

在全球商用飞机市场上,俄罗斯制的存在感在逐年下降,作为向全球市场进军的先锋机型,苏霍伊民机公司的SSJ100的2019年也是相当艰难。

据来自俄罗斯国内的消息,苏霍伊民机公司截至12月中旬仍然没有完成2019年的销售计划,该公司仅向客户交付了1架飞机。按照苏霍伊民机公司年初制定的计划,一切顺利的话,他们全年可以向客户交付20~25架SSJ100客机,2019年5月坠机事件之后,他们将全年交付数量降到了16架,尽管如此,目前来看来离完成全年目标仍相差甚远。

SSJ100是俄罗斯第一种按照西方适航标准设计制造的民用飞机,为了能够获得西方的认可,拿到进入西方市场的通行证,苏霍伊公司从项目开始之初就选择了和西方公司合作。在SSJ100的研制过程中,苏霍伊民机公司先后与意大利阿莱尼亚航宇公司法国泰雷兹公司、赛峰、Messier-Dowty公司以及德国利勃海尔等欧洲公司合作,并且包括飞控系统、大气数据管理系统、综合起落架系统以及发动机等都是由上述公司负责研制和提供。

尽管如此,俄罗斯与西方的合作并没有为SSJ100赢得更广阔的海外市场。截至2019年初,SSJ100的国际用户仅有墨西哥Interjet和比利时布鲁塞尔航空,后者的飞机是租用爱尔兰Cityjet公司的。作为欧洲唯一运营SSJ100的公司,布鲁塞尔航空在2016年3月年从爱尔兰Cityjet租用了6架该型飞机,但是到2018年上半年就因为零部件不足以及发动机故障等问题停运了4架。因此,该公司在2019年3月合同到期之后,果断拒绝续租,这也直接导致了Cityjet拒绝继续采购SSJ100,五个月之后墨西哥Interjet也以资金不足等为由,拒绝使用和再采购SSJ100。

SSJ100走向国际市场的脚步受阻,既有产品无法满足欧洲市场的严苛要求,售后服务保障能力差等原因,另外机载关键部件受制于西方企业且质量无法满足客户要求也是一个重要原因。因此,俄罗斯从2019年5月开始大力推动SSJ100关键系统(经认定约为20个)的国产化工作,并首批投入资金5600万美元,去年底,俄罗斯计划再次分阶段投入2.4亿美元,加快关键系统的国产化研制。完成关键系统国产化之后的新飞机将被称作“超级喷气”2020(SSJ2020),预计2024年完成全部工作。

如果说SSJ100是俄罗斯民机冲击国际市场的牛刀小试,研制中的MS-21可以算作俄罗斯民机向国际市场发起的正面充分。MS-21在研制中采用了与波音、空客类似的全球采购、俄罗斯国内集成的模式,这样做的好处显而易见,当然弊端也非常明显,那就是整个项目易受国际大环境的影响。

以复合材料为例,MS-21采用了全复合材料机翼,在全机结构重量中的比重超过35%,但是这些复合材料原料主要来自美国和日本。然而,随着美国对俄罗斯制裁的加剧,美国和日本企业立即对俄罗斯复合材料断供,导致MS-21项目不得不放慢进度。在这之后,俄罗斯用了两年时间,直到2019年上半年才完成了MS-21复合材料国产化的替代。在发动机方面,俄罗斯在为MS-21选择西方的PW1400G发动机的同时,也在花大力气推动PD-14国产涡扇发动机的研制,并计划在第五架试飞验证机上换装国产发动机。

2019年3月和12月,第三架和第四架MS-21验证机完成首飞,并投入到后续的试飞中。随着项目的加速,俄罗斯计划到2020年将MS-21的国产化率从项目之初的不足40%提升到97%。

电动航空时代是否正式到来?

在民机市场上,技术与市场一直充当着整个产业发展的两翼,并且保持着良性的互动,技术领域的创新往往来自于市场的反馈和激励,且需要到市场上去检验;而市场上的优胜者也多出自技术领域的先行者。

全球航空运输总量的逐年攀升,使得提高飞机的环保性、安全性,特别是运营的经济性成为民机领域技术突破的主要方向,最近几年电动飞机的研究风起云涌即源于此。截至2019年12月,全球范围内的电动飞机研究项目近250项,其中以满足私人飞行和城市空中出租车需求的电动垂直起降飞行器项目超过了200种,另有40多种为常规起降型固定翼飞行器。而在所有的项目中,已经有超过90个项目实现了原型机或缩比技术验证机的首飞,以及少量交付。

在欧洲,英国政府一直积极推动和支持电动飞机的发展,并为此设立了首批3亿英镑的专项扶持资金。而得益于此,罗罗公司在过去的一年里在电动飞机领域持续发力,混合电推进和全电动飞机研制齐头并进。

2019年临近结束之际,罗罗公司首次公开了ACCEL(加速电气化)计划下的全电动飞机及其试验台,该计划接下来将进入电推进系统集成研究阶段。ACCEL是英国政府专项扶持资金首批选中的电动飞机项目之一,计划于2020年第一季度末完成飞行测试,设计飞行速度可达到480千米/时,届时将创造电动飞机最快飞行速度纪录。与当前的诸多电动飞机项目相比,ACCEL使用的电池组能量密度为最高,该电池组由6000个电池单元组成,采用低质量、先进热防护封装技术,单次充电续航里程可达到200英里(321千米)。ACCEL的动力装置为3台高功率密度轴向电机,可提供超过370千瓦(500马力)功率。除了ACCEL计划,罗罗还与空客合作开展E-Fan X技术演示验证项目,用于评估支线客机的混合电推进可行性。在该项目上,罗罗公司将为其提供2.5兆瓦发电机与电力电子设备,安装于1台AE2100涡桨发动机上,已经并入罗罗的西门子电动飞机部门将提供2兆瓦高功率密度电机。

作为电动飞机研究领域的先行者,美国NASA起步早,项目种类多,而且将目标瞄准在了2035年之后的单通道商用飞机领域。

NASA目前正在进行的商用飞机级别的电动飞机验证项目总计有7个,其中6个为150座级,1个为300座级;在气动布局上包括桶状机身加机翼布局、翼身融合布局。NASA当前的主要任务就是提高轻型、高效电机、发电机和配电系统的技术成熟度,确定中期概念桶状机身和机翼布局所需的最佳涡轮系统和边界层抽吸系统。为此,NASA已经动工建设电动飞机动力系统测试设施(即NASA电推进飞机试验台NEAT)以及电动飞机控制系统测试设施(混合动力电推进综合系统试验台HEIST),为后续的构型测试做好准备。

作为NASA全电推进验证机项目,X-57麦克斯韦验证机在2019年也取得了重大进展,2019年10月2日,X-57验证机MODⅡ构型正式交付阿姆斯特朗飞行研究中心,接下来将进入测试阶段。X-57是NASA首款全电推进X系列验证机,研究计划分为4个阶段(MOD I到MOD IV),其中MOD I针对基线飞机(泰克南P2006T)及分布式电推进机翼等相关技术开展研究,MODⅡ到MODⅣ为3种不同的电推进构型,其中本次交付的MODⅡ是基于基线飞机平台改装的第一种构型,采用大型巡航电机代替原有的活塞发动机;MODⅢ将采用大展弦比分布式电推进机翼替换现有机翼,在翼尖安装巡航电机,但机翼上不安装分布式电机;MOD IV是X-57的最终构型,在MODⅢ基础上,于机翼前缘安装分布式电机。

作为未来商用飞机的另一个主攻方向,NASA的“低噪声超声速客机”(QSTA)验证计划也在有条不紊地推进。2018年,洛克希德·马丁公司赢得了NASA价值2.5亿美元的X-59低噪声超声速验证机研制计划,首架验证机目前已经进入最后的组装阶段。按照NASA的计划,X-59将于2021年开始试飞,其中2023~2025年将在美国多个社区上空进行速度马赫数1.5的飞行试验,用于评估该验证机超声速飞行噪音对地面的影响,从而确定相关技术能否将超声速飞行噪音有效控制在可接受范围内。据洛马技术人员透露,QSTA的设计巡航速度为陆地上空马赫数1.6,海面上空则为马赫数1.8。

2019年临近结束之际,来自空客的一条消息给整个行业带来了不小的震撼。据美国《航空周刊》报道,空客位于汉堡的A320系列制造厂的机身结构自动生产线,于数月前启动之后至今运行良好。据空客方面介绍,借助于激光测量,机身段自动定位的精度可以达到0.2毫米。自动生产线的启用,将使A320系列的生产速度从目前的60架/月提升到2021年的63架/月,以加快向客户交付飞机的速度。在这之前,空客仅在飞机的总装阶段部分使用了工业机器人,而随着机身部件生产线引入工业机器人,“汽车行业生产的高度自动化终于影响到了飞机制造”,这不得不说是行业的一个标志性事件。

在过去的这一年里,霍尼韦尔、UTC、GE等公司还在探索通过增加激光器的数量和功率、增加分层的厚度来提升增材制造的效率;区块链技术已经开始向航空制造领域渗透;人工智能技术开始用于应对飞行员短缺;复合材料高速生产技术已开始探索等等,这些都在为航空业的变革发展积蓄着力量。 (梁剑