逆流而上的俄罗斯航空工业

2020-08-06 14:34向川
大飞机 2020年3期
关键词:俄罗斯政府航空工业复合材料

向川

进入新世纪,随着国内政局的稳定和经济的逐步复苏,重振航空工业成为俄罗斯政府关注的焦点。过去20年,俄罗斯在商用航空的复兴之路上,虽然历经坎坷,但也取得了令人欣慰的成绩。然而,2018年欧美突然宣布對俄罗斯正在研制的MC-21飞机复合材料实施“断供”,此举令MC-21飞机的研制蒙上了一层阴影。对此,俄罗斯表现强硬,试图通过加快推进“进口替代计划”来保证研制进度。与此同时,俄罗斯还在加快为MC-21提供动力的PD-14发动机的研制,力争实现在2023年将项目的国产化水平提高至97%。

MC-21稳步推进

如果说SSJ-100项目是俄罗斯重返全球商用飞机市场的初步探索,那么,MC-21项目则肩负着复兴俄罗斯商用飞机产业的重任。因此,在这个项目上,俄罗斯对新技术的采用是不遗余力的。在项目立项之初,俄罗斯就对这款飞机有了明确的定位,那就是取代国内的图-154、图-204等老旧机型,同时在国际市场上与空客A320和波音737正面竞争。而大量复合材料的使用,也是MC-21技术上的一大亮点。但这一技术亮点,在2018年却由于一道禁令影响了项目进度。

2018年10月,在毫无征兆的情况下,美国和日本联合下达了一项出口禁令,停止向俄罗斯出口T800级碳纤维和环氧树脂复合材料。禁令一下,包括美国赫克塞尔、日本东丽、比利时索尔维公司等在内的多家企业开始停止向俄罗斯供应碳纤维复合材料,这严重影响了MC-21机翼和尾翼的生产,对于正处于试飞阶段的MC-21来说无异于是当头一棒。

对此,俄罗斯一方面不断提起诉讼,要求欧美国家解除制裁,另一方面开始积极寻求解决方案。在2019年1月28日的一次政府会议上,俄工业和贸易部宣布已与俄罗斯联合航空制造集团(UAC)制定了MC-21复合材料和配件的进口替代执行方案,俄原子能公司下属的UMATEX公司将成为美国赫氏公司的替代供应商,为MC-21项目提供所需的复合材料。同时,俄罗斯政府也将为这一进口替代方案提供额外的27亿卢布资金支持。

2019年年末,UAC方面表示,使用国产复合材料制造的原型机的测试和前期试验工作已接近尾声,各项数据均达到设计要求。根据计划,使用国产复合材料制造的MC-21将在2020年完成取证,国产复材机翼也会在2020年前获得补充认证,但首批生产型MC-21的进度将受到影响。

尽管复合材料的断供拖延了MC-21的研制进度,但是2019年其试飞进展颇为顺利。2019年2月,MC-21完成了欧洲航空安全局(EASA)认证工作中的首轮飞行测试,飞机在3000~10000米高度持续飞行了2.5~4小时,评估了飞机在大迎角和失速状态下的飞行性能,EASA的试飞员参加了此次测试。3月,第三架MC-21试验机完成首飞,飞机在3500米高度以450千米/小时的速度飞行了1小时30分钟。这架试验机除了安装特殊的测试设备外,还安装了完整的客舱内饰。

2019年5月,MC-21完成了最小起飞速度(VMU)飞行试验。6月,完成了EASA认证工作中的第二轮飞行测试。测试中,EASA专家对该机在12000米高度的飞行性能进行了评估,如飞控系统、发动机故障模拟飞行、最小离地速度起飞等。9月,带有完整两舱布局的第三架MC-21试验机完成了首次国际飞行。这架飞机在3.5小时内完成了从茹科夫斯基到伊斯坦布尔的飞行,飞机性能稳定。10月,MC-21完成了EASA认证工作中的第三轮飞行测试。12月,第四架MC-21试验机完成首飞。第五架MC-21试验机完成机体对接,未来这架飞机将装配2019年4月交付的PD-14发动机进行试验试飞。如果进展顺利, MC-21将在2020年完成俄罗斯国内的取证,2021年完成EASA取证,并开始交付国内客户。

PD-14率先取证

作为可选发动机之一,PD-14发动机对于MC-21的国产化率提高至关重要。2018年,PD-14发动机取得了俄罗斯联邦航空运输局颁发的型号合格证,目前正在向EASA申请型号合格证。

在努力获得EASA适航证的同时,俄罗斯还在同步推进PD-14发动机的批产能力和售后服务体系建设。目前,全球仅有俄罗斯、美国、法国和英国具备完整制造现代大型民用涡扇发动机的能力。为了进一步发展核心技术,2019年12月,俄罗斯在土星公司的基础上建成了一个年产2000套涡轮叶片的制造中心,而高性能发动机涡轮叶片的生产正是衡量一个国家发动机制造水平的重要指标。

同时,国产化在PD-14发动机的研制中也被摆到了一个相当高的位置。在PD-14发动机项目中,俄罗斯独立研发了16项关键核心技术,应用了大约20种新材料。这些新技术和新材料的使用可以使PD-14发动机的运营成本比现有的同类产品低14%~17%,全生命周期内的成本可降低15%~20%。

根据计划,PD-14发动机完成EASA取证后,MC-21首批630架订单中会有半数装配这款国产发动机,之后的订单将根据用户需求选装PW1400G或PD-14发动机。

加快核心能力建设

复合材料的断供不仅没有对MC-21项目造成太大的影响,反而加快了“进口替代计划”的进程。从目前来看,在复合材料之外,其他关键零部件的自主研发也被提上了议程。

其中,奥博宁斯克公司正在研发一种新型玻璃,这种玻璃的强度和重量相比同类产品有显著优势,预计在2021年完成试验测试后批产。MC-21项目承包商伊尔库特公司也将根据“进口替代计划”,以10亿卢布的价格购买100架MC-21系列飞机的国产飞行员座椅,位于莫斯科郊区的一家俄罗斯企业是该座椅的唯一供应商。

红宝石航空工业公司也是MC-21“进口替代计划”中的供应商。该公司主要为MC-21提供能源和液压系统柱塞泵以及发电机驱动器。在俄罗斯工业发展基金会的支持下,红宝石公司已完成MC-21的多种机电产品研发工作。

在加快执行“进口替代计划”的同时,俄罗斯国内针对民用航空产业未来的发展,也在不断制订新的政策与规划,力求引导行业走上健康发展的轨道。

过去20年,俄罗斯航空工业经历了多轮整合与并购,取得了一定的成绩。如今,新一轮更大规模的重组仍在进行。其中,最引人注目的是俄罗斯国家技术集团(Rostec)对俄罗斯联合飞机公司(UAC)的并购,完成并购后,预计年营业额将超过150亿美元。

作为俄罗斯国内的行业巨头,俄罗斯国家技术集团几乎控制了国内所有的直升机、航空发动机以及700多个飞机部件生产商。MC-21飞机有70%左右的零部件由俄罗斯国家技术集团提供。在此次重组中,俄罗斯国家技术集团计划为MC-21项目投入400亿卢布资金支持。俄罗斯政府预计,并购重组将有助于加强未来俄罗斯商用飞机产业链供应商之间的合作,优化投资计划,降低生产成本。

此外,近两年俄罗斯还接连出台了《2030年前航空工业发展战略》和《2025年前航空工业民用产品出口发展战略》,进一步为俄罗斯民用航空业夯实内部能力、拓展外部市场指明了方向。

在这两个战略規划中,俄罗斯政府指出了未来商用飞机产业重点发展的几个方向。首先要改变工业模式,提高行业竞争力。要求主制造商和一级供应商将主要精力集中在核心能力建设上,重点关注设计研发、总装和售后服务工作,精简冗余的生产能力,逐步将底层生产工序外包。二级以下供应商主要由中小企业组成,定位全球市场,通过多样化经营加强竞争,保证批量生产和规模经济。

其次,要尽快打破取证和技术准入壁垒。由于俄罗斯民用航空制造商长期以来定位在国内市场,民用飞机、直升机及配套产品只有很小一部分按照欧美适航标准进行生产,因此行业内大部分制造企业和设计局不适应国外订货商的适航审定要求。在《2025年前航空工业民用产品出口发展战略》中,俄罗斯明确提出要发展航空工业标准和技术准入系统,保障俄罗斯制造商在国际市场上的竞争力。

第三,要加速国内产品融入全球航空产业链。为使国有配套制造商进入大型航空器制造商的全球供应链,俄罗斯政府采取的措施包括:通过财政措施支持航空发动机、部件和仪表行业的产品和服务等获得外部采购及初次交付;在国有航空公司采购国外航空器时,针对国外航空制造商提出贸易补偿要求,即产品生产本土化和增加科研与设计试验阶段在俄罗斯的工作量,并以此决定进口航空产品的交付量。

尽管这些规划在短期内不会有立竿见影的成效,但是这些战略规划体现了俄罗斯政府对民用航空工业的重视程度。这些战略规划将促进俄罗斯航空工业“内外兼修”,对内提高自身综合能力,对外积极开拓全球市场,通过改变工业模式、配套供应商融入国际供应链、吸引国内外私有资金等方式,为商用飞机产业未来的发展指明方向。鉴于中俄两国特殊的历史关系,俄罗斯商用飞机产业发展过程中的这些探索和努力,值得我们认真关注和学习借鉴。

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