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掃描二維碼訪問中評網移動版 應紹基:中共研發大型飛機與重型直升機之戰略意圖(2015.12.2) 掃描二維碼訪問中評社微信
http://www.CRNTT.com   2016-02-12 14:59:12


  一、緒言 

  二十多年來中共對研發大型飛機感到高度的急迫性,軍方與民間經常討論與呼籲,要求政府主導研發軍、民用大型飛機,以應國家戰略之需要。

  2006年初,中共將“發展大飛機”的國家決策寫進其《國家中長期科技發展規劃綱要》和《十一五規劃發展綱要》。2007年2月,中共國務院常務會議原則批准大型飛機研製重大科技專項正式立項。2007年3月,中共宣布啟動大飛機工程,展開研發軍用大型運輸機與商用大型客機的準備工作。

  二、中共積極研發軍用大型飛機之成果

  2007年6月20日,大型運輸機(運-20)項目正式立項(建案),代號072工程。全部的研發、設計與製造皆由西安飛機工業集團負責,但從未向外宣佈。2012年年底,中共國防部透過新聞發布會證實運-20項目的存在,2013年1月26日,運-20首次飛行測試成功;至2015年1月31日,第五架運-20原型機已成功首飛。在此之前,運-20已進行一系列飛行測試與完成全機破壞試驗。

  運-20運輸機研發參照了俄羅斯伊爾-76的氣動外形和機體結構,並結合了美國C-17“環球霸王”的部份特點。運-20採用常規佈局,懸臂式上單翼為大展弦比超臨界型,前緣後掠角24°,無翼梢小翼,但採用包括前緣縫翼及外吹式襟翼系統等增升裝置。懸臂式T形尾翼。垂直安定面與機身連接處向前伸有小背鰭,嵌入式方向舵分為上、下兩段,升降舵分為兩段。前起落架為雙輪,主起落架為6輪。前起落架向前收入機身,主起落架旋轉90°向內收入機身兩側整流罩內。針對中共空軍的要求,運-20的貨艙比伊爾-76者加寬、加高(貨艙容積增加到320立方公尺,較伊爾-76約多三分之一),以適應21世紀大量超寬、超高武器裝備的空運需要。因而運-20的外形看起來覺得比較短而粗,這是新一代軍用運輸機(如空中巴士為歐洲研發的A400運輸機)戰術需求而產生的外觀特徵。

  運-20運輸機的重要技術數據(推估):機長 46.3公尺、翼展 49.5公尺、機高 14.3公尺、全機空重60噸、最大起飛重量 220噸、最大載重 66噸、巡航速度 0.7馬赫 (高度8000公尺)、最大平飛速度 700公里/時、實用升限 13000公尺、航程大於7800公里、機組乘員3人、動力裝置:試飛使用4台俄羅斯D-30KU發動機,未來可能換裝研發中的CJ-1000和渦扇-20(WS-20)發動機。運-20所有參數值均超越伊爾-76,接近美軍C-17的水準。

  三、中共積極研發民用大型飛機之成果

  中共研發商用大型客機C919項目(專案)於2007年8月批准,2008年5月成立“中國商用飛機有限責任公司(簡稱“中國商飛公司”)”,負責C919大客機的研發、設計、製造、銷售與推廣。2008年11月啟動C919專案,計畫C919大客機於2015年底首飛,2016年取得適航證並交付用戶;但由於部份外購飛機組件未如時程獲得、與局部飛機組件更改材料(如:因製造商發現中央翼盒使用的碳纖材料出現不明風險,且因碳纖材料成本太高,而更換為鋁鋰合金材料),以致研製時程落後。2015年11月2日,C919首架機在浦東基地總裝下線,進入地面試驗狀態,首飛時間將延遲至2016年第三季。

  C919客機係中短途、窄體幹線商用客機,屬於單通道150座級,與空中巴士A320、波音737屬於同一級,且外形相似。C919客機總長38.90公尺,翼展35.80公尺,全高11.95公尺,機身寬3.96公尺,高4.166公尺,配置2台美、法合資CFM國際公司的LEAP-X發動機,有效載荷為20.4公噸。巡航速度0.785馬赫,最大飛行高度12,100公尺,標準配置168個座位,最多可容納190個座位,最大設計航程:標準版為4,075公里、增程版為5,555公里。

  四、中共缺乏重型直升機顯現之窘困

  共軍現役直升機可概分為三大系列:13-14噸級的直-8/18運輸直升機,4噸級的直-9/19通用/武裝偵察直升機,和6噸級的直-10武裝直升機;未來還將有10噸級的直-20通用直升機加入服役。目前中共能生產最大運輸能量的直-18屬於中型直升機,係由直-8研改而成(直-8是以法國SA-321“超級黃蜂”直升機為基礎研製),由於放棄了直-8機體的水密設計,直-18降低了空重與增加了機身容積,充分發揮14噸級起飛重量所應有的運載能力,且因它採用加拿大普惠公司、高原性能出色的的PT6B-67A發動機,使得其陸軍直-18直升機具備可靠的西藏高原部署能力。

  2008年5月,中國大陸汶川大地震發生後,災區地面道路破壞非常嚴重,參與救援的重型設備如挖掘機、推土機、裝載車、油罐等運達救災現場非常困難;這些機具要運到因震災形成的堰塞湖作業區、進行堰塞湖的挖掘、疏浚工程,則必須以重型直升機吊運,而共軍現役的直升機尚不具備此一運載能量。中共只得徵召哈爾濱飛龍專業航空公司的“米-26(Mi-26)”商用直升機前往汶川災區參與救災,並臨時向俄羅斯租用一架米-26直升機支援。汶川救災作業使中共了解重型運輸直升機的重要性與戰略價值。

  此外,中共在中、印邊境藏南,西太平洋釣魚台、南海諸島礁等地區軍事衝突,以及攻擊台灣時,若要將快速反應部隊垂直降落進行突襲與兵力增援,沒有重型直升機則不可能有效實施。要求研發重型軍用直升機的呼聲也常不時傳出。

  米-26直升機是一款多用途重型直升飛機,也是當今服役中最重、最大的旋翼式直升機。米-26直升機全長40.025 公尺、旋翼直徑32 公尺、高度8.145 公尺、空重28,150 公斤、裝載能量:90名武裝士兵或20,000公斤裝備、裝載後重量49,600公斤、最大起飛重量56,000、配置2具D-136渦軸發動機(每具11,399 shp)、最高航速295公里/時、巡航航速255公里/時、航程1,920公里(使用副油箱)、實用升限 4,600公尺。蘇聯於1970年代開始研製米-26直升機,1977年12月第一架原型機首飛,1985年通過蘇聯國家驗證,1985年量產,1986年出口外銷。米-26直升機除作為軍事用途之外,其民用功能也相當廣泛,可用作森林消防、自然災害救援、大型裝備運輸等工作。

  五、中共與俄羅斯合作研製重型直升機之近況

  汶川救災作業後,不時傳出中共與俄羅斯將共同研發重型直升機的信息。2010年7月傳出“中、俄將研發33噸级重型直升機”的消息,2013年3月習近平訪問俄羅斯、2014年5月普京對中共進行國事訪問、2014年10月李克強訪俄,每次皆盛傳中、俄將以米-26為基礎合作研製重型直升機;今年5月10日,中共官方中新社報導稱:中國航空工業集團公司已於上周與俄羅斯直升機公司簽署了一項“先進重型直升機項目合作框架協議”。並轉述“中國航空工業集團”說:“研製重型直升機,將填補中國在該領域的空白,滿足中國在搶險救災、地震救援和高原運輸等方面對重型直升機的需求。”

  今年7月8日,中共《文匯報》發布“中、俄重型直升機專案已啟動”的新聞,除指出經過數年談判,中、俄雙方在今年5月終於簽訂合作研製重型直升機的框架協議,並報導中、俄合作研發重型直升機項目(專案)已正式啟動。該文強調:中航工業直升機總設計師吳希明7日向該報表示:“中、俄合作重型直升機項目將以中國為主導,其設計、生產等流程全部將在中國完成。這型直升機不會採用類似美國CH-47的雙旋翼縱列式佈局,而是採用常規佈局,但絕非照抄俄羅斯的米-26,而是借鑒俄方經驗——包括總體方案、發動機、尾槳等方面,研製滿足中國需要的重型直升機。研發工作以中國為主導,俄方大約承擔1/4的工作量。這型直升機的載重量也不會如傳聞中所說的是“米-26的兩倍”,而是根據中國現實需求而設計。”

  由總設計師吳希明的說明研判:中、俄合作研製的重型直升機可能係“以米-26直升機為基礎,利用近代成熟的科技工藝、新材料與新電子組件,研發大幅提升其性能與效率”的現代化米-26;至於其載重能量與裝載容積將會超過米-26,但不會達到米-26直升機的1. 5倍。

  六、中共積極研製大型軍、民用航空載具之意圖

  中共積極研製軍、民用大型飛機與重型直升機,其意圖係多方面的,玆分述於下:

  1、用為空降部隊與快速反應部隊的作戰部署載台——早在1949年8月18日,共軍空軍司令員劉亞樓就向中共中央軍委提出:在攻打臺灣的登陸作戰中,傘兵空降可發揮重大作用,建議組建空降兵部隊。首支共軍空降部隊於1950年成立,當時稱為空軍陸戰部隊,1957年4月正式改稱“中國空軍空降兵師”,1961年6月擴編為空降15軍。經過數十年的整編與武器裝備現代化,空降15軍已係配備BMD-3傘兵戰車、122公厘牽引榴炮、100公厘迫炮等重型武器、戰力強悍的戰鬥部隊。但運載與空投空降部隊與武器裝備的飛機,整個中共空軍只有十餘架俄製伊爾-76(IL-76)大型運輸機、數十架自製運-8、運-7中型運輸機,其運載能量不僅不能充分運投空降部隊的武器裝備,甚至於運投武裝傘兵人員的能力皆不足,致使共軍空降部隊無法發揮其戰力。運-20係與俄羅斯伊爾-76、美國C-17相當的大型運輸機,最大載重 66噸、航程大於7800公里,生產並大量列裝部隊,用為空降師的空投空降飛機後,才能使其空降部隊有效地投入戰場而發揮其戰力。另一方面,在中、印邊境衝突,釣魚台登陸,南海島礁紛爭,攻打台灣等戰役中,共軍皆適宜以重型直升機載運快速反應部隊人員與武器裝備進行垂直降落,投入戰場實施突襲、增援與佔領。中、俄合研的重型直升機性能優於米-26,裝載能量不會低於:90名武裝士兵或20,000公斤裝備,航程將會超過1,920公里,以及具備高原部署能力,係共軍迫切需要它用為執行前述快速反應部隊進行垂直降落的理想載台。

  2、為了賺取商用客機的經濟利益——1980年代中共實施現代化以來,由於經濟蓬勃發展,國民商務旅行與貨物運輸之需要大幅增長,近30年來持續自美國波音與歐洲空中巴士公司購入大量大型商用飛機——截止2014年10月,總計引進了1500多架波音飛機、1080架空中巴士飛機(每架飛機的價格:波音737為5000萬美元,波音787為2.25美元,空客A380為2.95億美元;1架1.5億美元的波音747飛機,能帶給波音公司的利潤是3000 萬美元)。根空中巴士公司預測,未來20年中國大陸新增商用飛機總數將為5363 架,其中包括單通道商用飛機3567架、雙通道商用飛機1477架、超大型商用飛機319架,中共將係未來支線商用飛機和長程商用飛機的最大買家。面對如此龐大的國內商用飛機市場,中共豈能拱手送給外國廠商,必須放手一搏,先由研製國內市場最需要的單通道、中短途幹線商用客機C919開始,再進而研製C929等長程客機;先賺取國內客機市場的經濟利益,再進而拓展國際客機市場的經濟利益。目前C919大型客機已經獲得國內外20多家航空公司507架的訂單與選擇權。

  3、用為作戰支援特種飛機的載台——近年中共積極研製空、海軍作戰支援特種飛機——如“高新工程”系列特種飛機:高新1號電子支援機、高新4號電子偵察機、高新5號(即空警200)預警機、高新6號反潛巡邏機、高新7號心理戰飛機、高新9號海上警戒機等,但都係以螺旋槳發動機的運-8、運-9運輸機為載台;而性能較佳的運-9運輸機起飛總重65噸,航程5000公里,巡航速度僅550公里/時,巡航高度只有8000公尺,性能較為落後。總重78噸、有效載重20.4噸的C919大客機,飛得更快、更高、更遠,經濟性、舒適度也更佳,用為“高新”系列特種飛機的載台,顯然更能發揮其戰力(美軍P-8新型反潛巡邏機就是以與C919同級的波音737為載台)。如果將C919的機身加長,並換上更強而有力的發動機,起飛總重可提升到110-130噸,航程和內部容積大幅增加,將能夠用為預警機與加油機的載台。但C919用為作戰支援特種飛機的載台、則不能使用目前配置的CFM公司LEAP-X發動機(受限於不能用於軍機),必須配置為運-20運輸機研發中的渦扇-20發動機。據《漢和防務評論》推測,渦扇-20推力為13-14噸,採用“全許可權數位控制(FADEC)”技術, C919配置2台渦扇-20發動機動力就足夠了。作戰支援特種飛機係中共空、海軍亟待擴充的機隊,據估計總數至少有100架以上的需求。

  4、拉動航空工業與高端科技工藝的跨越發展——根據世界銀行資料:2010年中國大陸製造業增加值占世界比重16.9%,而2014年這一數字上升到占世界比重25%,過去的四年大幅度提高了8個百分點。今日中國大陸,工業品產量居世界第一位的已超過220多種,製造成品出口額位列世界第一,工業產值與製造業產值已經是美國的1.23倍和1.4倍。但在220多項工業產品中,大多數皆是勞工密集的低端工業產品,必須向高端科技產業升級。航空製造業被公認為是一個技術水準與技術壁壘最高的產業,同時具有高技術附加值與低勞動密集度的特徵,經過百年的產業發展,生存下來的航空製造業均為資金規模和技術儲備極強的大型公司或者工業集團;並且航空產業具有產業鏈條長、輻射面寬、聯帶效應強的特點。並且航空產業具有覆蓋機械、電子、材料、冶金、儀器、化工、加工工藝等幾乎所有的工業門類,以及涉及空氣動力學、人機工程學、系統工程學、計畫管理等數百種門學科,所以發展航空工業能夠帶動整個國家的高端工業和製造業水準。簡而言之,中共研發C919大客機不僅是研製一架飛機,它的背後是長遠戰略利益的考量,意圖要“拉動航空工業與高端科技工藝的跨越發展”。

  七、中共發展大型商用飛機之優勢與面臨之挑戰

  由於運-20運輸機與重型直升機皆係中共國家戰略需要的重要戰具(或裝備),在龐大的軍用飛機研製體系支應下,配合俄羅斯的技術指導與支援,應能順利完成研製;本節僅探討與發展大型商用客機相關的優勢與挑戰。

  中共發展大型飛機之優勢有:

  1、具有研製大型飛機的科技工藝基礎與實用可行的發展戰略——中共擁有龐大的軍用飛機研製體系(中航工業集團)多年,近十餘年來已研製多型第三代與第四代戰鬥機,性能直追美、歐產品,但有多項大型客機的分系統與主件仍不能研製,以及缺乏研製商用客機的實務經驗。有鑒於此,中共研製C919大飛機採取的是“中國設計、系統集成、全球招標、逐步國產”的發展戰略。利用全球招標採購(附帶條件之一係在中國大陸設廠製造)方式,將國內不能研製的發動機、飛控、航電、導航、液壓、環控、通訊等分系統與主件,向美國、法國、加拿大等採購;國內負責研製機體與其他分系統與主件,按照預定時程進行組裝與整合。中國商飛公司利用國內已具備的研製大型飛機之科技工藝基礎與實力,在其C919大飛機發展戰略運用配合下,C919專案自2008年啟動,經過了7年努力第一架C919果然完成組裝整合,成功下線。

  2、龐大的國內市場需求,能支撐大客機製造工業存活——未來20年中國大陸新增大客機總數將為5363 架,僅類似C919的單通道飛機就需要3567架,如此龐大的國內市場需求中國商飛公司必能持續接到購機訂單;擁有持續不斷的購機訂單與基於國家戰略目標,必要時銀行團與政府必然會給予中國商飛公司融資、以生產C919與研發後續大飛機,支撐大客機製造工業存活與成長發展。

  3、研製的 C919具有省油的重要優點——耗油率係商用客機被重視的主要性能之一,因為省油的客機才能為航空公司賺錢。有鑒於此,中共在研製C919客機時,機體的組件採用大量複合材料與鋁鋰合金材料以減輕重量,並採用高效率的CFM公司LEAP-X發動機,因而C919客機較目前運營的空巴A320、波音737同類客機省油約12%,成為C919市場勝出的優勢之一(已促使波音與空巴倉促推出了對現有波音737和空客320更換發動機的策略)。

  中共發展大型飛機面臨之挑戰有:

  1、取得適航證係C919首先面臨的挑戰——C919下線後將進行數個月的整備、地面檢查與測試,2016年第三季將開始進行飛行試驗,並展開取得中國大陸、美國與歐洲的適航證之飛行測試作業。這個測試過程是非常艱鉅的,要飛上千個科目,完成大量的適航認可項目。只有這些項目都通過了,“中國民用航空局(CAAC)”才會頒發C919適航證。由於C919未來要飛往海外與銷售給外國航空公司,因此更重要的是它必須取得美國聯邦航空局(FAA)或歐洲航空安全局的適航認證,那是更困難的工作。因為C919係空巴A320與波音737的強勁競爭對手,美、歐航管局決不會輕易讓C919取得適航證;C919沒有取得美國、歐洲的適航認證,將會削弱其國際信譽與競爭力。中共的ARJ-21支線客機於2010年啟動美國聯邦航空局的適航認證,至今仍未取得明確結果。ARJ21客機2014年12月取得“中國民用航空局”頒發的適航證,近期將交付成都航空公司,開始國內航線之營運;未來C919可能也採取相同模式,在通過相關飛行測試後,中共先頒發適航證,再持續爭取美國與歐洲的適航證。

  2、建樹優良的品牌口碑係C919面臨的第二個挑戰——優良的品牌口碑包括:飛機操作(含訓練)容易、維修保養方便可靠、組件零件供應充足與及時、營運成本低廉而利潤高,以及能保持長時間無飛安事故等,C919客機在研發、製造、籌建訓練、維修與營運體系時就必須這些予以融入,日後飛行與營運時才可能逐漸建樹優良的品牌口碑。有了優良的品牌口碑才有實力與空巴A320、波音737同類客機競爭,才能分享A320與波音737的訂單。

  3、飛機訂價係C919面臨的第三個挑戰——中、短途單通道幹線客機的研製費用,即使研製經驗豐富、機具設備齊全的空巴與波音公司也約需100億美元;商用客機新兵的中國商飛公司、研製C919客機費用不少於100億美元是合理的推估。飛機的研製費用必須分攤於飛機的訂價中予以回收,完全回收後飛機公司才能自飛機銷售價格中獲利,A320與波音737的訂單皆已超過1000架,其研製費用已經回收,並能逐年降低訂價還能獲利;C919飛機訂價若高於A320與波音737,則失去市場競爭力,若訂價不高於A320與波音737一截,則中國商飛公司的營運勢必長期虧損,因而飛機訂價係C919面臨的第三個挑戰

  八、結語

  發展運-20與C919大型飛機、以及重型直升機,皆屬於中共國家級的戰略性研發專案,這些大型飛機與重型直升機不僅可用為空降部隊的作戰部署載台、作戰支援特種飛機的載台,並可賺取商用客機的經濟利益,以及拉動航空工業與高端科技工藝的跨越發展,其效益不僅將大幅提升共軍遠程作戰的投送能力與使其海、空軍戰力充分發揮,並能使國家的高端科技工藝邁上高一級的境地,影響十分深遠。僅就高端科技工藝的跨越發展而言,C919客機在研製過程中運作至今,已迫使大多數外國供應商與中共企業組成合資公司進行生產和改進研製,使得C919專案的國產化率從2008年的10%,於2015年提升至大於60%,也即這些大飛機相關分系統與主件的製造已在中國大陸生根,在國防工業領域產生中共期盼的軍民融合效應。運-20與重型直升機因係中共國家戰略需要的重要戰具,用戶主要為共軍,應能順利完成研製;發展C919與後續大型飛機則面臨不少挑戰,中共必須一一克服才能圓滿達成其既定的戰略目標。

  (作者為中山科學研究院顧問,發表於2015年12月2日,台北論壇提供)


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