12月15日,俄羅斯國家技術集團(Rostec)宣布,使用了俄羅斯國產發動機PD-14的MC-21-310客機成功進行了首飛——當天,這架飛機從俄羅斯伊爾庫茨克航空工廠的機場起飛,飛行持續了1小時25分鐘。
Rostec主席謝爾蓋·切梅佐夫(Sergei Chemezov)通過新聞稿件表示:「通過科學家、設計師、工程師和工人的共同努力,我們正在創造下一代飛機,讓我們的國家重返世界航空的頂級聯盟。」
俄羅斯工業和貿易部長丹尼斯·圖曼諾夫(Denis Manturov)也表示,這架首飛的MC-21-310使用了俄羅斯設計生產的PD-14發動機,這是「俄羅斯在支持高科技產業發展方面一貫政策的結果」。
MC-21-300是Rostec旗下伊爾庫特集團與雅克列夫設計局合作開發的雙發單通道客機,其首架原型機已經於2017年5月28日首飛成功。此次試飛成功的MC-21-310是搭載了俄羅斯國產發動機PD-14後的「新版本」,這是俄羅斯對俄產民機進行國產化改型的重要工作之一。
回顧全球客機產業的發展歷史,蘇制客機圖-104、圖-154、伊爾-86等機型曾佔有重要的一席之地。但時代大潮滾滾向前,航空製造也遵循不進則退的客觀規律,如今,活躍在俄羅斯國土上的依然是蘇聯時代研製的圖-204以及伊爾-96等機型,顯然,不論是發動機、製造材料、機載設備等硬體,還是客艙管理等軟體,這些「老將」各方面都已經落後於目前先進的客機製造水平了。
也因此,俄羅斯正在舉全國之力,推進其幹線客機的研發工作。
同步推進的國產化方案
2007年6月,Rostec宣布啟動MC-21系列飛機項目,這一工作由旗下伊爾庫特公司負責實施。其中基本型為MC-21-300,座級為181-211。根據Rostec的計劃,未來還將在MC-21-300的基礎上開發其縮短版MC-21-200和加長版MC-21-400。
MC-21客機在設計之初的供應商選擇情況
在設計之初,俄羅斯吸取了SSJ 100支線客機在機載設備幾乎全部來自於國外供應商、但最終設計效果並不理想的教訓,提出了兩個對策:
1:提高俄羅斯國內企業在MC-21項目中的參與度俄羅斯政府要求MC-21系列飛機上每一個重要的機載系統都至少有一家俄羅斯供應商參與,確保近一半的部件和系統來自俄羅斯國內企業。
2:在發動機供應商選擇上同步啟動備用方案
為了契合國際市場需求和提高國內發動機產業研製水平,伊爾庫特選擇了普惠的PW1400G發動機,但同時也選擇了國產發動機PD-14作為配套。根據俄方有關數據統計,在使用PD-14發動機的情況下,MC-21的國產配件使用比例將超過50%。
PD-14發動機
顯然,以蘇聯時代的設計製造水平為基礎,MC-21-300的設計製造工作推進得還算順利,首架機於2017年首飛成功,並且迄今已經製造了四架原型機。
第三架MC-21-300原型機在試飛測試
第五架原型機MC-21-310於2020年1月開始裝配俄制PD-14發動機,並於近日首飛成功。從某種角度來說,美國對俄羅斯航空製造業的制裁行為加速了這一工作的進度。
美歐制裁的加速效應
2014年3月,克裡米亞地區經由公投脫離烏克蘭,併入俄羅斯。美國指認俄羅斯「非法吞併」克裡米亞,開始對俄施加制裁,後又以俄前特工在英國中毒事件以及俄方涉嫌幹涉美國選舉為由加大對俄制裁力度。
制裁中重要的一部分是對俄羅斯相關航空製造企業進行產品供應限制,此舉影響了重新起步中的俄羅斯民機製造產業,其中就包括還處在研發階段的MC-21系列飛機。俄羅斯隨即出臺進口產品替代政策並大力推進。這不僅是保障民機項目順利推進的重要舉措,更上升為俄羅斯重要的國家安全戰略之一—
配套部件及機載系統替代取得進展
2015年3月31日,俄羅斯聯邦工業與貿易部發布了663號總統令,批准俄聯邦《民用航空領域進口替代措施計劃》。該計劃主要涉及的項目就是幹線客機MC-21和支線客機SSJ100。
「60%俄羅斯製造」的新SSJ 100,會有多少機會?
其中,針對MC-21項目的替代產品包括玻璃、綜合導航系統、自動控制系統、燃油系統、起落架和機輪、供電系統、液壓系統、內部裝飾和日常設備、輔助動力系統等等。
根據這一替代計劃,2024年全面國產化的MC-21客機將會正式交付,到時候MC-21機身上的國外零部件比例將從首架原型機的60%降低到3%。根據媒體報導,到2019年底,俄羅斯的發動機控制系統、機輪、機上電纜和柱塞泵等已經完成了國產化替代工作。
持續推進關鍵複合材料的國產替代方案
為了提高競爭力,和複合材料應用佔比在20%左右的空客A320neo波音737 MAX兩款飛機不同,Rostec一口氣把MC-21的複合材料應用佔比提升到了近40%,以達到既輕量化又高強度的設計目標。
UMATEX路演資料
在設計之初,MC-21的機體複合材料供應商選定為美國赫克塞爾和日本東麗。但隨著美歐制裁的實施,2018年年底,美國與日本聯合下達了出口禁令,不再對俄羅斯提供「T800級碳纖維和環氧樹脂」等複合材料,到2019年1月,包括美國赫克塞爾、日本東麗等在內的多家世界知名碳纖維廠開始停止向俄羅斯供應碳纖維。
但在2019年3月19日的蘭卡威國際海事與航空展(LIMA-2019)上,俄羅斯工貿部長丹尼斯·曼圖羅夫對記者表示:
「俄羅斯近期將完成對美國材料停止供應後所研製的МС-21飛機新複合材料機翼的測試。」
據曼圖羅夫說,俄羅斯在東南亞成功找到了用於製造МС-21飛機獨特機翼複合材料生產方面的進口替代方案。三天後,俄羅斯副總理尤裡·鮑裡索夫也表示:
「在俄羅斯國產複合材料部件取代進口產品後,俄羅斯將不必重新設計MC-21客機的機翼……俄羅斯已經採取了必要的措施,以取代所有進口的複合材料,生產出了國內的最終樣,目前這些樣品的基本特性已經達到了驗證。」
事實上,俄羅斯早在2015年就考慮到了進口復材的替代計劃,並將其國內最大的碳纖維生產商UMATEX公司作為大力培養的對象:2015年UMATEX籌備並建立了新的碳纖維生產廠;2018年UMATEX兼併了「預浸材料-SKM」公司,並表示旗下產品已經基本能保障MC-21飛機的需求;2019年3月,俄羅斯政府又宣布向這一產業追加投資27億盧布,用於加速進口替代計劃的實施……
UMATEX路演資料
從目前的進展來看,雖然MC-21-310比原定計劃晚了一年多,也導致其原定的2020年取證計劃遭到延誤,但進口復材「斷供」並沒有嚴重影響其研製進度。
PD-14發動機或成為未來的重要選擇
雖然裝配有PW1400G的前四架MC-21-300原型機依然在進行測試認證工作中;但眼下,裝配俄羅斯國產PD-14發動機的MC-21-310已經首飛成功。
此前,丹尼斯·羅曼諾夫曾表示,首批630架MC-21系列產品中的一半將配備PD-14,其餘將由PW1000G提供動力。但顯然,這款來自美國普惠發動機也存在著「斷供」的可能性。雖然俄羅斯曾在2019年表示不會放棄與普惠的合作,但仍不能排除美國在隨後採取強硬措施終止雙方合作。所以,如果未來發動機供應情況惡化,轉向PD-14發動機會是俄羅斯最好的選擇。
裝有PW1000G發動機的MC-21-300首飛
顯然,對於MC-21這一項目,俄羅斯不但不會放棄,更會以其為重要的「綱領」,來全面提升國內航空製造業的水平。雖然目前MC-21的訂單主要基本來自俄羅斯國內的航司,但在2019年年末塔斯社的一次採訪中,丹尼斯·羅曼諾夫曾表示,匈牙利、孟加拉等國的航司都對MC-21顯示了極大興趣,此外,東南亞國家,尤其是馬來西亞也是其重點銷售的對象。
進行夜間科目測試的MC-21-300
不過,雖然眼下國產化比例越來越高的俄制客機如MC-21和SSJ 100已經初現雛形,但是一款商業客機要得到來自客戶的認可,還需要經受及其嚴苛的市場考驗,畢竟每一款成功運營的商業客機,都是「天時地利人和」的結果……無論如何,在波音與空客壟斷天空多年後,隨著越來越多的玩家加入民機製造的「牌局」,這場遊戲正在變得越來越有意思。