聚焦·C919计划2021年取得适航证 详细解读民航客机研制过程
本文摘要：（由ai生成）
中国民航业持续增长，国产飞机研发加速。C919下半年进入密集飞行测试，中俄CR929进入初步设计。ARJ21已商业化运营，MA700预计2021年入市。国产飞机研发历经七大阶段，宽体机研制周期更长。C919等机型进展顺利，推动中国民航装备自主化进程。
作为世界第二大民用航空市场，中国在经济增长和航空运输需求增长的同时，不断实现民航业的增长。中国已经承诺开发两种主干飞机型号和两种区域飞机型号，分别是C919窄体客机和CR929宽体客机，以及ARJ21支线客机和MA60系列涡桨飞机（新舟60）。
C919在进行飞行强度测试中：根据中国商飞公司COMAC的消息， C919客机将在今年下半年进入密集飞行测试新阶段。第四架C919原型机已经完成了首次试飞任务，另外还有两架飞机将加入机队，预计将总共6架飞机原型机投入密集的飞行测试任务中。中国商飞已收到来自全球28个客户的815架C919飞机订单，预计将于2021年获得适航证书。
中俄联合CR929宽体客机项目已进入初步设计阶段。
ARJ21在商业运营中：ARJ21是中国首架国产的支线飞机，已经开始大规模商业化运营。该飞机设计有78至90个座位，航程为3,700公里。它能够在高山和高原地区飞行，并能适应各种机场条件。首架ARJ21喷气客机于2015年交付成都航空公司。到目前为止，该航空公司已在20多条航线上使用了ARJ21飞机，运送了超过45万名乘客。
MA700将于2021年进入市场：据中国航空工业公司（AVIC）称，其开发的MA700涡桨支线飞机预计将于2021年投入市场。MA700项目正处于试生产和测试阶段。航空工业表示，首架MA700飞机计划在今年年底首飞。MA700是MA60的升级版，最大速度为637公里/小时，适用于高温，高海拔和短跑道条件的机场。截至目前，已收到国内外11家客户的285份订单。
截至今年6月份，根据中国民航总局公布的最新统计数据，中国共有3,722架民用飞机。
民航飞机研发由七大阶段组成。民航飞机研发历经“概念设计—初步设计—详细设计—原型机试制—试飞取证—生产优化—后续改进”七大阶段。前五阶段是投入市场前必经步骤，试飞取证是进入市场的关键；后两阶段则根据客机生产情况、市场销售情况进行调整。
研制周期与设计、配套情况密切相关，宽体客机研制周期长于窄体客机。民航飞机研制周期受设计、配套零部件、材料等多方面影响，波音737NG、737MAX研制周期并未因技术水平提升而缩短，反而由于配套材料、零部件等研发进度不及预期，研制周期延长。宽体客机复杂程度高于窄体客机，研制周期通常在5年以上，A380的研制周期更是超过10年。
第一阶段：概念性设计决定飞机市场定位。概念性设计决定了民航飞机的市场定位，飞机制造商与航空公司进行沟通，对未来市场进行预判，结合供应商技术支持情况，确定飞机的初步轮廓。空客公司和波音公司在同一时期由于对市场的判断不同，空客公司推出了远程大型“枢纽/辐射”客机A380，波音公司则是推出远程中型“点对点”客机787。
图1 空客A380客机的不同概念设计方案
第二阶段：初步设计一般需半年到一年，细化飞机的各项参数。初步设计由飞机制造商与供应商、航空公司共同完成，确定几何尺寸、重量和动力装置参数，完成气动计算、强度计算、气动弹性计算、飞行性能和操纵性稳定性计算、系统功能计算等。同时，飞机制造商开始宣传工作，对外公布机体尺寸、航程载荷、动力及材料等参数，并提供研制时间表。
第三阶段：详细设计阶段完成所有部件的设计工作，确定生产工艺流程。详细设计阶段需完成零件、部件、系统、全机装配的工作图纸和生产、验收的技术文件，还要试制原型机并制定试飞大纲。飞机制造商要定期公布最新进展、订单情况，以增加曝光率。在详细设计阶段，任何零部件出现设计问题都会导致项目推迟。
第四阶段：原型机试制需完成制造和系统的组合测试工作，周期长度最不可控。原型机试制阶段，任何一个供应商出现交付拖延都可能导致整个项目延误，波音787、空客A350均出现了延误的情况。试制阶段还要对机身、机翼等高风险项目进行工艺和强度测试，以提升整机测试的进度。
图2 翼盒破坏性试验（左）和机身破坏性试验（右）
原型机试制有三大关键节点：
总装下线：飞机完成制造，进入全面试验阶段，后续将开展航电、飞控、液压等各系统试验、机载系统集成试验和全机静力试验。
滑跑试验：代表飞机进入首飞准备阶段，分为低速滑行、中速滑行和高速滑行。滑行要验证飞机在滑行振动状态下，机体结构是否牢固；各系统工作是否正常；飞机的刹车效率是否满足要求等。
飞机首飞：标志着飞机已完成所有地面试验，完成首飞后进入试航取证阶段。
图3 C919下线（左）和C919首飞（右）
产许可证、型号认可证四大证件。
型号合格证（TC）：由适航当局向申请人颁发的证明性证件，代表航空产品符合适航标准中的适用要求，符合适航当局规定的专用条件或具有适航当局认可的等效安全水平，其持续适航文件已获得批准，在运行中没有不安全的特征或特性。
适航证（AC）：是进入他国的门票，由适航当局根据民用航空器产品和零件合格审定的规定对民用航空器颁发的证明该航空器处于安全可用状态的证件。
生产许可证（PC）：由适航当局向申请人颁发的证明其生产能力的证件。
型号认可证（VTC）：由飞入国适航当局对该产品的型号合格证持有人颁发的证件。
第六阶段：生产优化阶段优化生产线，对前批次中的问题进行优化。进行设计和生产优化，客机最普遍的问题是超重，在此阶段可解决前批次客机的超重问题，优化机体结构。同时，需优化生产线，提高生产效率，管控生产成本。
第七阶段：后续改进即发展衍生机型，提高市场覆盖度。推出系列化机型去适应细分市场，主要体现在座位和航程上。随着技术水平提升，需对发动机、机载设备、航电等进行更新换代。波音737系列飞机已历经四代，准确的市场定位，不断更新的机型，使其畅销五十年，是窄体客机市场的霸主。
取得适航证是进入国际市场的关键
基本所有国家需要EASA、FAA适航证，适航证是航空大国的行业壁垒。欧洲航空安全局（EASA）和美国航空管理局（FAA）是全球两大适航认证机构，基本上全球所有国家都以EASA或FAA的适航标准作为本国的适航标准。飞机制造商在适航证制订中扮演重要角色，空客公司和波音公司分别帮助EASA和FAA制订了相关适航条款。航空产业与适航认证能力相辅相成，强大的飞机制造能力是制订适航标准的基础，全球认可的适航认证则可保护本国航空产业，提升议价能力。
图4 未拿到EASA 或FAA 适航证的“新舟”系列销售情况
适航证是进入他国领空的行驶证，是进军国际市场的关键。如果没有EASA或者FAA的适航证，就无法进入绝大多数国家及地区的领空（包括香港和澳门），拿到EASA或者FAA的适航证就代表被国际市场认可。我国“新舟”系列支线飞机由于未拿到EASA或FAA的适航证而只能卖到认可中国适航标准的地区；相比之下，拿到FAA适航证的运-12飞机则可销往美国、加拿大等西方国家。
适航证发放受政治因素影响极大。政治博弈对适航证的获取影响极大，俄罗斯宽体客机伊尔-96初期由于政治原因拿不到EASA或FAA适航证，后以供欧天然气作为谈判筹码，成功换得EASA适航证。C919成功首飞后，LKQZL在与德国总理默克尔举行中德总理年度会晤时提出，希望德方为中国自主研发制造的大飞机C919取得EASA适航认证提供支持。
双边认证协定是解决适航证的关键。获得适航证有两种途径：
第一种是直接向EASA或FAA申请，全程按照EASA或FAA的要求进行适航认证，例如俄罗斯苏霍伊-100向EASA申请试航认证并通过；
第二种是与EASA或FAA签订双边认证协定，在本国完成适航认证，获得本国认证等同于获得EASA或FAA认证。巴西航空、庞巴迪均是通过签订双边协定完成的认证，签订双边认证协定意味着一个国家的航空制造、认证能力得到认可，可大大提高认证效率及国际认可度。
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