在商用噴氣飛機(jī)的歷史上,波音737和空客A320是最為成功的兩款機(jī)型,。過去40年,,兩者在多輪競爭中不斷發(fā)展,總生產(chǎn)量超過一萬架,,且已有訂單足夠兩家公司連續(xù)生產(chǎn)5年以上,。
然而,兩寡頭壟斷的局面在2004年發(fā)生了變化,。當(dāng)年7月,,龐巴迪宣布啟動(dòng)C系列,定位在110~130座級(jí),,直逼737和A320的縮短型座級(jí),。同年,俄羅斯Irkut宣布啟動(dòng)MS-21的研發(fā),。隨后不久,,C919大型客機(jī)項(xiàng)目正式立項(xiàng),這兩款飛機(jī)的座級(jí)均在150~200之間,,與737和A320的座級(jí)完全重合,。特別值得注意的是,這些新飛機(jī)都選用了新一代發(fā)動(dòng)機(jī),,在經(jīng)濟(jì)性上比在役的737和A320有很大提升,。
在此形勢(shì)下,,2010年12月空客正式宣布研發(fā)A320的后繼機(jī)型A320neo,這迫使波音不得不在2011年8月宣布啟動(dòng)737MAX,。一時(shí)間,,新一輪窄體客機(jī)市場的競爭硝煙四起。
押寶發(fā)動(dòng)機(jī)
早在2006年,,空客就開始著手A320“改進(jìn)型”(Enhanced)的研制,,取名A320E。當(dāng)時(shí),,空客計(jì)劃選用CFM的“Tech56”或國際航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司(IAE)的“V2500SelectOne”,但評(píng)估下來,,改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)最多只能節(jié)省1%~2%的燃油,,因此空客決定對(duì)現(xiàn)有A320進(jìn)行換發(fā)。
經(jīng)過多輪篩選,,空客選擇了普惠的PW1000G和CFM的LeapX-1A作為A320neo的動(dòng)力裝置,。空客方面承諾,,新的發(fā)動(dòng)機(jī)將幫助航空公司節(jié)省15%的燃油成本,、8%的運(yùn)行費(fèi)用,降低10%的噪聲和NOx排放,。
與空客不同,,2006年波音曾計(jì)劃在787之后,重新研制一款替代737的全新機(jī)型(波音內(nèi)部稱其為Y1),。但由于空客搶先一步推出了A320neo,,并獲得了市場認(rèn)可,波音不得不調(diào)整計(jì)劃,,立即啟動(dòng)737MAX以應(yīng)對(duì)空客的挑戰(zhàn),。波音承諾,737MAX將比在役的A320節(jié)省16%的燃油,,比未來的A320neo節(jié)省1%~4%的燃油,。由于受起落架限制,波音最終選擇了LeapX-1B發(fā)動(dòng)機(jī),,并花費(fèi)了一年時(shí)間對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸進(jìn)行評(píng)估,,最終風(fēng)扇直徑定為1.73m。為此,,現(xiàn)有起落架要加長15~20cm,,才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)與地面有足夠的間隙。
發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比
既然雙方都將寶押在了發(fā)動(dòng)機(jī)上,,就有必要對(duì)新一代發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比研究,。
普惠宣稱其齒輪傳動(dòng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)PW1000G和目前同類發(fā)動(dòng)機(jī)相比,可節(jié)省10%~15%的油耗,并且噪聲要低得多,。除A320neo選用外,,龐巴迪的C系列、三菱的MRJ和Irkut的MC-21都選擇了這款發(fā)動(dòng)機(jī),。其實(shí),,齒輪傳動(dòng)技術(shù)并不是一個(gè)新概念,霍尼韋爾的TFE731在多年前就已采用,,只是發(fā)動(dòng)機(jī)的推力要小得多,。普惠的新發(fā)明是降低齒輪的重量和提高齒輪的可靠性,從而可以將其用在大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上,。從目前來看,,發(fā)動(dòng)機(jī)的重量是降低了,但可靠性還需要時(shí)間來證明,。
再看CFM的LEAP-X,,GE在2013年的UBM航空發(fā)動(dòng)機(jī)大會(huì)上作出了諸多承諾。比如,,比同類產(chǎn)品降低15%油耗,,NOx排放和降低噪聲方面也有突破,并且CFM56的30年可靠性/耐久性經(jīng)驗(yàn)和GE90,、GP7200及GEnx諸多降低油耗的新技術(shù)將集中體現(xiàn)在LEAP-X上,。
值得注意的是,三家飛機(jī)制造商同時(shí)選擇了LEAP-X,。其中,,LEAP-1A用在空客的A320neo,LEAP-1B用在波音的737MAX,,LEAP-1C用在中國商飛的C919,。三款發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特征雖然相似,但尺寸上卻有較大差異,。LEAP-1A的風(fēng)扇最大,,在燃油消耗(SFC)上會(huì)有優(yōu)勢(shì),因?yàn)橥ǔoL(fēng)扇越大可能會(huì)越省油,。
LEAP-1B的風(fēng)扇最小,,短艙阻力自然也最小,特別是層流短艙的使用會(huì)進(jìn)一步降低摩阻,,從而降低燃油消耗,。LEAP-1C在兩者之間,希望會(huì)兼具兩者的優(yōu)點(diǎn),,但如果處理得不好,,則可能兼具兩者的缺點(diǎn),。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)和C919飛機(jī)的一體化設(shè)計(jì)必須相當(dāng)謹(jǐn)慎,。
當(dāng)然,,所有這些“省油”的承諾目前都只是個(gè)承諾。對(duì)于飛機(jī)制造商來說,,省油只是一方面,,發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)成本也是一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的因素。業(yè)內(nèi)人士都知道,,發(fā)動(dòng)機(jī)廠商賣發(fā)動(dòng)機(jī)的利潤是微乎其微的,,其大部分利潤來自售后服務(wù)。
CFM宣稱,,LEAP-X的維護(hù)成本和CFM56相當(dāng),。而普惠則宣稱,PW1000G的維護(hù)成本比目前的V2500要低20%,。這一說法似乎未能獲得飛機(jī)制造商的認(rèn)可。從兩款發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)型上來看,,PW1000G比LEAP-X少4級(jí),,因此導(dǎo)流片/葉片數(shù)估計(jì)要少得多(數(shù)百量級(jí)),從而可以降低維護(hù)費(fèi)用,。核心機(jī)通常占全部維護(hù)費(fèi)用的90%,,而高壓渦輪(HPT)又占其中的三分之二,所以需具體分析具有相同級(jí)數(shù)的HPT的維修費(fèi)用,。
用于737MAX的LEAP-1B風(fēng)扇尺寸明顯小于PW1000G,,要取得同樣的效率,前者的HPT溫度就會(huì)高許多,,不利于部件壽命,。另一方面,雖然GTF使風(fēng)扇速度降低,,但同時(shí)HPT的速度會(huì)增加,,不利于部件壽命,所以兩家在發(fā)動(dòng)機(jī)HPT上打成平手,。
PW1000G的最大優(yōu)勢(shì)在于齒輪傳動(dòng),,但從維修角度看也是最大缺點(diǎn),因?yàn)樗粌H增加了重量,,同時(shí)也大大增加了維修費(fèi)用,。綜合下來,Leap-X可能更具優(yōu)勢(shì),,但真正要決出兩家發(fā)動(dòng)機(jī)在維修性上的優(yōu)劣,,至少要在其服役5~6年之后,。
小翼的戰(zhàn)爭
除了發(fā)動(dòng)機(jī)之外,兩家制造商在翼梢小翼上也做足了功課,�,?湛偷摹磅忯~小翼(Sharklets)”由大韓航空的航空工程部門制造,高約2.4m,重量約為200kg,,從2012年起已經(jīng)選裝在部分A320飛機(jī)上,。空客表示,,這項(xiàng)技術(shù)可以幫助用戶節(jié)省約3.5%的燃油,,并增加商載500kg或航程190km。與之對(duì)應(yīng),,每架飛機(jī)每年可減少700噸CO2排放,,節(jié)省約22萬美元的運(yùn)營成本。
同樣,,波音也在氣動(dòng)外形上下足了功夫,。其最新研制的AT(Advanced Technology)翼梢小翼結(jié)合了“耙尖式(Raked Tip)”小翼和“雙羽(Dual Feather)”小翼的優(yōu)點(diǎn)。波音宣稱,,這項(xiàng)技術(shù)比空客的“鯊魚小翼”節(jié)省1.5%的油耗,。
除此之外,737MAX的尾椎也有很大改進(jìn),。通過流體力學(xué)的模擬表明,,新的設(shè)計(jì)在尾椎和水平尾翼根部避免了一些流動(dòng)分離,從而阻力減少可達(dá)1%,。同時(shí),,尾椎附近的APU排氣口設(shè)計(jì)也有所改進(jìn),去掉了一些會(huì)增加阻力的渦流發(fā)生器,,使整個(gè)尾椎變得更干凈,、流暢。
制造商的口水戰(zhàn)
空客和波音新一輪窄體客機(jī)之爭不僅體現(xiàn)在訂單數(shù)上,,雙方在飛機(jī)性能方面也爆發(fā)了口水戰(zhàn),。空客宣稱,,A320neo發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇達(dá)81英寸(2.06m),,外裝104.3英寸(2.65m)的短艙之后,離地距離還有18.1英寸(46cm),,只有這樣,,才能充分發(fā)揮大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)。在這方面,,A320neo優(yōu)于737MAX,。
波音反駁說,,737NG和其競爭機(jī)型相比,已有重量輕,、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),,737MAX會(huì)繼承這些特征,從而在這兩方面會(huì)比A320neo更優(yōu)越,。例如,,162座737-800的每座運(yùn)營空重(OEW)比150座A320要輕10%,126座737-700和180座737-900的每座OEW比124座A319和185座A321的相應(yīng)OEW分別輕5%和7%,。對(duì)于500海里航程來說,,燃油占39%的運(yùn)營費(fèi)用,降落和導(dǎo)航費(fèi)占29%,,飛機(jī)結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)用占5%,,發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)費(fèi)用占3%。正如737-800已經(jīng)證明比A320低8%的運(yùn)營費(fèi)用一樣,,737NG和737MAX的重量優(yōu)勢(shì)也將有利于降低運(yùn)營成本,。
波音還引用美國交通部2003~2010年間的數(shù)據(jù)來說明737NG的每小時(shí)總直接維護(hù)費(fèi)用(DMC)比A320低27%。國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)也很相似,,737NG比A320的DMC低23%,。此外,波音還計(jì)劃于2014年進(jìn)一步降低7%的737NG機(jī)體結(jié)構(gòu)的DMC,。
空客當(dāng)然不同意波音的上述計(jì)算方法�,?湛蛷�(qiáng)調(diào)指出,,自從引入了新的結(jié)構(gòu)改進(jìn)計(jì)劃、維護(hù)方案和維護(hù)周期拓展計(jì)劃后,,已把A320的48000起降/60000飛行小時(shí)延長到了60000 起降/120000飛行小時(shí),,大大降低了DMC。同時(shí),,由于A320采用數(shù)字電傳系統(tǒng),,其機(jī)械部件數(shù)量大大減少,可進(jìn)一步降低DMC,。
在飛機(jī)的可靠性方面,,波音認(rèn)為737NG的簽派率為99.7%,而A320卻只有99.4%,。換句話說,,比較100架A320和100架737NG,后者每年每架比 前者將會(huì)少590次延誤,,或者少影響65000名乘客的出行,。以此類推,,對(duì)于737MAX,在機(jī)身結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)用方面其凈現(xiàn)值(NPV)將有130~180萬美元的節(jié)省,,而A320neo卻只有100萬美元的相應(yīng)節(jié)省,。
空客自然不甘示弱,指出A320系列早已通過6千萬架次的飛行和65億乘客表明,,其簽派率達(dá)到99.7%,。值得指出的是,空客的數(shù)據(jù)只計(jì)算了最近出廠的250架飛機(jī),,而波音的計(jì)算方法是基于同一時(shí)間在飛的所有空客A320和波音737NG飛機(jī),。
對(duì)于翼梢小翼,兩家也各有說辭,。波音指出,,空客的“鯊魚小翼”是已經(jīng)投入服務(wù)的技術(shù),而AT小翼則是未來技術(shù),,對(duì)500海里航程來說,,比“鯊魚小翼”可以額外節(jié)省1%的燃油消耗。況且,,AT小翼的下半部分向下伸展30英寸(76.2cm),,因此整個(gè)機(jī)翼長度增加不大,仍然屬于ICAO的C分類,�,?湛头瘩g說,雖然2.44m高的“鯊魚小翼”會(huì)使翼展增加1.7m,,但多家航空公司的實(shí)際使用證明,,其效率比最初預(yù)期的要好1%~1.5%,因此和AT小翼相比,,難分伯仲,。
對(duì)C919的啟示
2008年11月啟動(dòng)的 C919客機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是比現(xiàn)有窄體客機(jī)至少節(jié)省12%~15%的燃油,直接使用成本(DOC)降低10%,,碳排放水平低50%,。與當(dāng)時(shí)服役的A320和737相比,這是性能相當(dāng)優(yōu)越的一款飛機(jī),。然而,,與A320neo和737MAX相同,C919的先進(jìn)指標(biāo)較大程度上依賴于先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,。在目前C919已轉(zhuǎn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的情況下,,面對(duì)世界民機(jī)市場的新形勢(shì)和新挑戰(zhàn),中國商飛需要有自己的應(yīng)對(duì)策略,。
第一,,需要在發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面和CFM(特別是GE)作進(jìn)一步溝通,,包括:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)效率以及噪聲和排放標(biāo)準(zhǔn)的保證機(jī)制。比如,,壓氣機(jī),、燃燒室和高壓渦輪的先進(jìn)技術(shù)以及技術(shù)成熟度方面的溝通;(2)保證時(shí)間節(jié)點(diǎn),;(3)確保Leap-1C和Leap-1A/-1B在性能方面的可比性,,保證其具有優(yōu)越性;(4)保證使用壽命及降低維修成本,。
第二,,需要在細(xì)化設(shè)計(jì)方面精益求精。無論是外形還是內(nèi)飾,,力爭要和A320neo和737MAX有一定的可比性,,并在細(xì)節(jié)上有自己的特色。
第三,,準(zhǔn)確的市場定位,。從市場對(duì)A320neo和737MAX的反應(yīng)來看,國外客戶相當(dāng)看中一款飛機(jī)的歷史,,而這恰恰是C919最缺乏的,。目前,三款飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)上已是難分伯仲,,而A320neo和737MAX在氣動(dòng)外形,、系統(tǒng)及內(nèi)飾方面均有改進(jìn),因此C919要進(jìn)行準(zhǔn)確的市場定位,,早期或以立足國內(nèi)市場為主,。
第四,需要在飛機(jī)的價(jià)格上表現(xiàn)出差異,。資料表明,A319neo的單價(jià)約8880萬美元,,A320neo約9670萬美元,,A321neo約1.133億美元。相比之下,,737 MAX要便宜一些,,737-7約7770萬美元,737-8約9520萬美元,,737-9約1.017億美元,。在大量國際采購的情況下,(對(duì)這些供應(yīng)商來說,,C919的采購價(jià)格會(huì)更貴,,因?yàn)殡m然空客和波音也作類似采購,,但其采購量要大得多),中國商飛必須加強(qiáng)供應(yīng)商管理,,保證和A320neo及737MAX有足夠的價(jià)格差異,,才會(huì)有一定的競爭力。為此,,應(yīng)充分發(fā)揮低制造成本優(yōu)勢(shì),,加強(qiáng)成本控制,提高制造基地的管理水平,。
最后,,需要優(yōu)化客戶服務(wù)。中國民機(jī)的客戶服務(wù)體系建設(shè)仍處于起步階段,,沒有經(jīng)驗(yàn),,這是劣勢(shì),但同時(shí)也是優(yōu)勢(shì),,如能借鑒別人的經(jīng)驗(yàn),,利用熟悉國內(nèi)環(huán)境和文化的優(yōu)勢(shì),早作優(yōu)化,,可能會(huì)以更低的成本,,提供更優(yōu)的服務(wù)。