2017年12月25日，圣诞节的夜晚。上海的街头灯火闪亮，陆家嘴的写字楼里，白领们还在加班；外滩的平台上，来自全国各地的游客们正在以东方明珠塔为背景拍照。街道上到处都是结伴出游的欢快人群。就在浦东繁华的夜色里，几辆重型卡车低调地驶入了浦东机场南侧的一处大院之中。此处是中国商飞制造基地的新家，而这些重型卡车上运载的东西则堪称是中国航空工业的“圣物”——四十多年前建成的“运10”飞机。“运10”飞机，代号Y-10，是“运20（鲲鹏）”出世之前中国自主研制的最大型号的飞机。但“运10”却没有后辈“鲲鹏”的好命运。1985年2月11日，“运10”在完成了一次寻常的短跑道起降测试后便一直停留在了库房之中，当时的人还不知道，这是“运10”最后的一次飞行。第二年，财政部否决了“运10”项目3000万元的研制费用，“运10”计划宣告终止。
很长一段时间里，“运10”都是中国军迷圈子里的“月经问题”。在我看来，“运10”计划的终结是一场令人惋惜的巨大遗憾——“运10”计划就像是一面镜子，映照出了中国大飞机发展早期的种种问题——定位模糊、技术落后、管理混乱、拍脑袋决策。
“运10”之后，中国暂时搁置了独立研制大飞机的计划，转而和美国麦道公司合作制造已经成熟的MD-82飞机。然而，这种合作对中国航空工业的帮助并没有预想中的大。中国厂商既没有参与飞机的设计，也没有在核心零件供应链上占据核心地位，也没有主导飞机的销售和服务，只是单纯地负责飞机的总装工作。一没有培养能力，二没有掌握技术，这种局面实质上使得中国飞机制造厂商成为了外国大飞机的组装厂。
早期在大飞机领域的种种尝试告诉我们：“大飞机”比预想中困难得多——“举国体制”也好，“外部合作”也好，稍不注意都会出现严重的问题。我们既不能迷信“举国体制”，也不能依赖“外部合作”。想发展大飞机，就必须摸索出一条适合中国、适合大飞机产业的路。我的观点是：大飞机的国产化，不仅能撬动空客、波音主导的全球航空业格局，也事关中国制造业向高端先进方向的转型升级。不管从哪个角度看，大飞机产业都是一个具有国家级战略意义的产业。大飞机其实并不是一个严谨的航空专业术语，只是我们对于大型航空装备的一种称呼。2003年科技部受国务院委托成立了“大飞机项目论证组”——从这时候开始，大飞机这个词才变得广为人知。如果一定要把“大飞机”这个描述具体化的话，那么在我个人看来，“大飞机”指的是两种机型：大型军用战略运输机和大型民航干线客机。前者能执行战略级的空运任务，在未来战争中拥有举足轻重的作用；后者则是当代最先进的交通工具，背后是以万亿美元计算的市场。如果我们将“大飞机”拆开，那么我们对“大飞机”的了解则会更为深入。一架“大飞机”主要由五大系统构成，分别是：机身结构、机身材料、动力系统、机电系统、航电系统。局长在了解大飞机产业之前，对大飞机复杂性的了解也比较肤浅，但在研究了一段时间大飞机之后，局长现在对大飞机的复杂性表示“肃然起敬”。篇幅所限，我们就不多说了，仅举一例，让大家感受下航空工业的复杂程度。 以“机体结构”为例，在这个领域，“减重”是最核心的问题之一。一架普通的客机，如果可以减重300公斤，每年就能给航空公司带来1000万美元的净收益，而一架客机的使用寿命足足有20年。印度航空为了减重，只招身材苗条的空姐；日本全日空为了给飞机减重，要求乘客在上飞机之前必须上厕所。有人测算过，飞机上每少装一瓶可乐，一天就能节省1000美元。阿联酋航空的离职雇员爆料：一些在内部被称为“体重警察”的管理人员会监控并惩罚那些被认为“太胖”的空乘人员。
尽管一架客机的起飞重量可以高达100多吨，但全世界飞机设计师们都笃信一个口号“为减轻每一克重量而奋斗，一克重量比一克黄金更珍贵”。飞机的重量主要由两个因素决定，一是机身的材料，二是机身的设计。材料方面，2017年，波音投资了数千万美元给一家位于美国加州的小公司，只因为对方在航空铝材料的制造上有特别的技术优势，能帮助波音减轻机身材料的重量和成本。波音旗下的HorizonX投资了先进材料制造商“伽马合金”——（该公司的应用）可以减少材料重量和成本，代表着波音HorizonX首次投资在先进材料技术领域。结构方面，2021年选入中国工程院的王向明院士的主要成果就是关于飞机减重的——在王院士团队的努力下，中国四代舰载机的重量减少了三分之一，意味着“中国海鹰”的战斗力能够得到大幅度的提高。
王向明，1962年12月出生，男，飞机结构技术专家，河南省叶县人。长期从事飞机结构创新设计与制造一体化技术研究。突破整体结构技术、增材结构规模化应用、快速试制新模式等关键技术，开拓飞行器新概念结构技术领域，引领飞机增材结构应用技术方向，为新一代战机研制发挥重要作用。获国家技术发明奖一等奖、二等奖各1项，国防科技进步奖一等奖2项。另获庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章、航空航天月桂奖·技术先锋奖、冯如航空科技精英奖、航空报国金奖、航空一等功等荣誉。2021年当选中国工程院院士。（资料来源：中国工程院官网）中国大飞机的发展之路上，机身结构是一个绕不开的关卡。减重只是机身结构制造里的一个问题，而机身结构也只是大飞机制造的一个环节——无数个这样的复杂问题交织在了一起，就是“大飞机”。因此，大飞机的设计、制造与其说是一个国家级的重点项目，不如说是一次对中国工业的全方位抽查——大飞机的背后是材料科学、冶金科学、工程力学、空气动力学、热动力学等等无数学科专业的汇总。 如此复杂制造项目，意味着无比高昂的价值。根据《中国商飞公司市场预测年报》，从2020年到2039年，全球将会交付4万余架喷气式客机，总价值超过5.9万亿美元。而如果我们不能尽快参与这场“盛宴”，那么这仅6万亿美元的市场的绝大部分都会被欧洲空中客车和美国波音两家公司瓜分。根据已知的数据，2020年，全球总计交付了825架各型号的民航飞机，其中空客交付了551架，占了66.8%，波音交付了154架，占了18.7%。
如果仅仅只是飞机公司的商业问题便也罢了，大飞机市场拉动的其实是整个国家经济。根据波音公司的研究，民用客机销售额每上涨1%，就能带动国民经济0.7%的增长。国际经验已经表明，今天你给航空项目投资10元，10年后可以获得800元；今天的航空项目带来了一个就业岗位，10年后就可以增加另外12个就业岗位；今天大飞机产业创造了一项技术，未来能够诞生15项新技术——“大飞机”带动的绝不只是厂商和航空公司，它几乎有拉动整个国民经济体系的力量。就这，我们还没讨论大飞机在军事上的用途——美国的E3哨兵预警机的本体是一架波音707，P-8波塞冬反潜巡逻机的本体是一架波音737。如果我们也拥有优秀的民用大飞机，那么我们也可以在其基础上改造出媲美E-3和P-8的电子战机，而不必再压榨老旧的运8平台。因此，“大飞机”绝对不只是一架大飞机——多少年来，大飞机都是掌握先进制造业的欧美强国的“禁脔”。加拿大庞巴迪公司实力不俗，前几年差一步就能跻身“大飞机俱乐部”，结果果断被波音和空客联合绞杀。加拿大尚且如此，可见即便不考虑技术因素，想在大飞机领域有所建树也绝非易事。如果中国能够独立设计制造出自己的大飞机，那么几乎就意味着中国在从“制造业大国”向“制造业强国”的道路上走出了一大步。往小了说，这是在撬动全球航空产业的格局，将空客（Airbus）和波音（Boeing）主导的AB格局改为空客、波音、中国商飞三强争霸的ABC格局；往大了说，中国在大飞机领域为代表的先进制造业的突破，是中国国际地位的一大进步。 总体来说，目前中国大飞机的进度不错，正在稳扎稳打地向前推进：2017年5月5日，C919飞机完成了首飞。2019年开始，C919的六架试飞机已经在上海、阎良、东营、南昌、锡林浩特、吐鲁番、敦煌等地进行密集的飞行试验。2020年11月，C919获得了型号检查核准书，进入“局方审定试飞阶段”——所谓“局方审定试飞”就是由国家民航局而非飞机制造商来审核C919的试飞性能，意味着C919已经要离开母厂，准备进入适航取证的环节了。 因此，我们不必对国产大飞机的进程过于担心，它已经在走程序了。 不过，作为一个热衷于行业分析的人，局长还是要说几句：尽管目前国产大飞机正在稳步前进，但从供应链上来看，中国航空工业还有很多需要补齐的短板。事实上，从大飞机五大系统的发展程度上，就能够大约感知到中国大飞机的发展水平了。对高速飞行的民航客机来说，机体材料是基础中的基础，重点中的重点。各国的工程设计人员都在追求更轻、更强、更坚固的新材料。目前国际通用的主流航空材料主要是铝合金、钢材、钛合金以及碳纤维为代表的复合材料。尤其是复合材料，随着飞机性能越来越强，现在已经被越来越多地使用在各种型号的飞机上——1969年首飞的波音747飞机，铝合金用量占了总用量的81%，复合材只占1%，但到了1994年首飞的波音777，铝合金的比重则下降到了70%，复合材料的用量却高达11%。中国C919的机身重量大约为42.1吨，铝合金占了65%。相较于同级别的波音737和空客A320，C919的铝合金用量更少，复合材料使用更多——这表明C919的设计理念是颇为先进的。但问题是，设计理念虽然先进，但中国材料和冶金的发展却慢了半拍——航空铝材的供应权长期以来牢牢地掌握在美国铝业、加拿大铝业、爱励、凯撒等企业手中——不论从技术还是市场，中外之间的差距都很大。特别是技术领域，由于基础科研上的投入较少，中国厂商在新型合金研发上劣势明显。中国现在有数千家铝加工企业，但却又陷入了“大而不强”的境地——低端铝产品的市场早已饱和，产能严重过剩，企业纷纷内卷。而像航空铝这样的高端产品却依赖于进口——莫说是C919，哪怕是早已服役多年的ARJ系列支线飞机也依旧在使用进口的航空铝。C919大量核心铝部件都是美国铝业公司的产品，只有少数为国产产品——说白了，国产航空铝目前还不能满足民航大飞机的需要。看到这里，很多人可能会提出一个问题：既然国产国产铝合金不能满足民航大飞机的需要，那么为什么我们能造出J20和Y20呢？答案很简单：一个字，钱！——很多材料我们不是造不出来，而是不能“很便宜地造出来”——军用飞机不考虑市场竞争，也就不用太纠结成本控制，因此可以放心大胆地使用先进材料。而民航飞机是商品，锱铢必较，材料的成本是绕不开的问题。此外，考虑到作战带来的强度需求，军用飞机上的铝合金材料用量本就低于民航飞机。以美国的F22为例，其机身结构中41%的成分为钛合金，铝合金只有区区15%。我们的J20上面的情况也类似，钛合金和复合材料加起来也接近总重量的一半，铝合金比重远远小于民航飞机。 大飞机上的另一种必备材料则是航空钛合金——钛合金质地轻盈但异常坚韧、又极耐腐蚀且导热率低，因此不仅仅被用在了机身结构上，甚至在飞机发动机的叶片、外壳、喷管也都有使用。在中国大飞机领域，钛合金的发展情况稍好一些，起码已经能够保证自主供应——西工大利用3D打印技术成功解决了C919大型钛合金结构件的制造问题，成本和国外锻压制造的成本差不多。但遗憾的是，中国钛合金产业整体水平目前和国际先进水平之间还有较大的差距，虽然暂时可以满足C919的任务，但长期来看还是“道阻且长”。 以碳纤维为代表的复合材料也是目前主流的航空材料，低密度、高强度、耐高温、抗腐蚀的复合材料特别能满足飞机设计师们对于“减重”的需要。中国自2010年开始大规模投资发展碳纤维行业。根据《中国制造2025》的要求，2020年国产碳纤维复合材料就要能够满足国产大飞机的需求，2025年就要实现自主保障。在师昌绪院士和其他科研人员的努力下，我们目前已经仅次于美日两国，成为了世界第三大碳纤维生产国。2019年，中科院山西煤炭化学研究所已经实现了“干喷湿仿T-1000级超强碳纤维的核心技术突破”，代表中国在高端碳纤维领域已经完成了重大的技术攻关——但距离量产还有距离。
航空发动机为代表的动力系统是中国最弱势的领域。目前的国际航发市场依旧是欧美企业的天下——美国CFM国际公司占了44.1%的市场份额，美国通用电气占了22%的份额，IAE、罗罗、普惠公司又占了另外的28%。如果这些企业只是“圈地自治”便也罢了，这些企业之间甚至还互相持股，使得彼此之间抱成了一个牢固的“利益共同体”。长期以来，中国航发的发展重心都在军用领域，民用发动机市场基本空白。未来计划装备国产大飞机的“长江1000A”发动机还在研制之中，民用航发市场基本已经被国外厂商垄断——不论大小，我国的民航飞机基本都只能选择外国进口的发动机。关于航发研制的难点，我们之前已经有文章进行过详细的论述，这里就不多赘述了。有兴趣的朋友可以点击下方链接阅读。由机翼、机身、尾翼、起落架组成的机身结构是中国厂商的强项——研制出J20、运20的中国航空工业在机身结构设计上的实力不俗，能够满足民航大飞机的需求。并且，机身结构部分占了整架飞机总价值的三成，如果中国厂商全数拿下了C919的机身结构订单，那么就等于我们在大飞机价值链上占据了重要的地位。根据已掌握的资料，航空工业集团下属的公司承担了C919飞机机身结构的绝大多数工作。可以说，机身结构设计和制造环节，已经基本实现了自给自足。不过，自给自足的机身结构并不代表完全的安全——粗略来看，机身材料的价值 = 材料 + 设计 + 制造。中国厂商在设计、制造上的确可以做到自给自足，但在材料领域却不甚理想——正如前文所说，航空铝合金、钛合金、复合材料，依旧是国外厂商占据了主导地位。飞机机电系统是一个较为冷门的领域。谈及大飞机，绝大多数人想到的都是机身、发动机、航电，往往会忽视机电系统。所谓机电系统包括了飞机的燃油系统、刹车系统和救生防护等多个功能，可以说，飞机上除了发动机和航电，都是机电系统的范畴。中国机电系统企业在这方面吃了起步晚的亏。和其他系统一样，由于缺乏大飞机项目，中国机电企业在这一块缺乏经验，也就自然没办法和外商竞争。目前，全球大飞机的机电系统供应权仍然都掌握在欧美厂商手中。
多亏了中国最近几年在航空工业的投资，随着一系列国产飞机的投入使用，中国机电企业也渐渐开始构造自己的配套体系。飞机航电系统主要包括的是通信、导航、飞控、气象和管理等系统，如果是军用航电，还会包括和战斗相关的声纳、预警、火控等功能。大飞机航电的主要意义是为了保证飞机安全、减轻飞行员的工作负担。在航电系统上，中国厂商的表现比较令人满意。客舱核心控制系统和信息系统是C919航电系统中仅有的两个国产研发的子系统，可以说打破了西方企业在此领域的垄断地位——这只是我们万里长征的第一步。
从以上五大系统的发展情况看，我们会得到一个结论：中国的C919大飞机项目的国产化率恐怕不算高，目前绝大多数材料和零部件都需要进口。这种情况看似有些糟糕，但实则正常。不论从中国航空工业的水平还是从世界大飞机产业的游戏规则来看，C919的这种情况都是“正常且合理”的——说到底，民航客机是商品，民航大飞机的制造是生意，而生意是要用生意的思维来解决的。对于民航飞机的生意，最重要的因素只有两个，一个叫“安全”，一个叫“经济”——为了安全，飞机厂商一定会选择最成熟可靠的产品；为了经济，飞机厂商则一定会选择最先进的材料和技术。民航飞机的难度远高于军用飞机，而对中国来说，研制“大飞机”又是一项非常紧迫的任务——因此，中国大飞机最终选择的是“主制造商-供应商”的道路，即中国商飞公司作为大飞机的主制造商，负责设计、集成、管理、总装、营销，而其他部分，如发动机、航电设备、材料等则统统外包采购。而外包采购，则必然意味着国产化率下降、对外依赖提高，以及我们都熟悉的“卡脖子”风险。综上所述，C919虽然已经稳扎稳打进入了“局方审定试飞阶段”，但中国大飞机事业目前仍然处于发展早期——我们虽然已经有了整机，但五大系统上的表现却几乎全面落后于国外厂商，国产化率偏低。虽然我们在五大系统上的表现没有那么好，但局长依旧非常看好中国的大飞机发展——原因是：在大飞机身上，我看到了高铁的影子。
2012年7月，《新世纪》杂志发表了一篇题为《高铁国产化幻觉：2万亿市场换来按图制造能力》的“神文”，直指中国高铁“国产化率虚高”的问题，并认为中国高铁出口困难。文中还专门写到：中国付出如此高昂代价实现的高铁规模化生产能力有什么用？看上去，已建成的庞大的国内市场几乎是惟一消化渠道——截至2011年下半年，中国投入运营的高速铁路达到6552营业公里。不过，这个高速奔跑的市场在很长一段时间都不能创造盈利，反而是一个巨大的债务包袱。那么，中国有能力将高铁技术出口吗？高铁出口市场有多大？
然而，后面的发展超过了这篇文章作者的想象——高铁早已成为了中国人最喜爱的交通方式，“复兴号”的横空出世代表了中国已经主导了高铁的标准制定，中国中车如今已经成为了全球头号轨道车辆生产商，一家独占全球53%的市场——从澳大利亚到阿根廷，从巴基斯坦到马来西亚，从美国到巴西，中车已经把生意做到全球了。
一样落后于外国，一样的依赖外国核心技术，甚至当时的中国连高铁列车的设计能力都欠缺，但中国高铁仍然可以在几年内打一个漂亮的翻身仗——这背后的秘诀就是中国的“高铁思维”。
中国高铁的发展思维的核心就是四个字——“培养能力”——能力比产品重要。在高铁研制的过程中，我们坚持和西方车辆厂商共同设计高铁，借此培养了高铁的设计能力，搞定了“该考虑什么问题”“该怎么做”“为什么要这样做”等等问题。在随后的制造阶段，我们还安排了一系列环节，确保国外厂商能手把手教中国厂商培养制造能力。
图片来源国家铁道局官网
这就是高铁的战略：引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌。想完成这个战略，就需要中国厂商占据主导地位，牢牢地制衡外国厂商，保证他们可以如我们所想那样交出核心技术——现在回头看看，中国高铁的确就是这样一步步走向成功的，最终真的打造了响当当的中国品牌。
而在我们的大飞机项目里，这个战略也有体现。
之前已经说了，中国大飞机项目走的是“主制造商-供应商”的模式，中国商飞作为主制造商，负责的是研发设计、整机组装、营销和售后服务等环节。而这几个环节，恰恰就是整个大飞机产业价值链上油水最丰富的地方。而中国厂商能占据这几个“阵地”，也就证明中国商飞控制着国产大飞机项目的主导权，也保证了C919一定是一个“中国品牌”。
另外，国产大飞机的这种“主制造商-供应商”模式，意味着外国厂商和我国厂商结成了“利益共同体”，双方彼此之间共同承担风险，一起分享利益——我们和外国的合作不是单纯的采买，而是要求外资和我方成立合资公司，一起建立系统级别的产品研制能力。外方要承担技术、集成、适航认证之责任——即外商必须把我们想要的先进技术拿出来，还得保证技术能用，且必须和中国厂商合资。
这简直就是又一次“高铁战略”。
中国开始进行高铁立项是在2000年前后，2008年才开始大规模运行，2012年还在争论国产化问题，到2018年前后正式确立了自己的“江湖地位”——这个过程整整花了18年。而大飞机的研制周期和难度要远远长于高铁——因此，在国产大飞机项目上，我认为我们不应该“急于求成”，而是应该“静观其变”，做好长期坚持的心理准备。
4/大飞机，一场“输不起”的“战争”
如果我们回溯过去20年全球先进制造业的发展趋势，一个很有意思的现象就是：各主要工业门类，主要玩家越来越少，门槛越来越高。
我曾经和小米公司一位高管交流，问小米为什么选择造汽车，他解释了雷军等小米核心高管对汽车市场终局的判断——未来新能源汽车全球主要玩家，不会超过5家。这一经验显然来自于智能手机市场的经验，在华为受到美国制裁前，全球智能手机市场只剩下苹果、三星、华为、小米、oppo/vivo五家。
而在功能手机时代，全球手机市场曾经百花齐放，包括芬兰的诺基亚，美国的摩托罗拉，韩国的三星、LG，日本的索尼、松下、夏普，法国的阿尔卡特，中国的联想、金立，德国的西门子，荷兰的飞利浦，中国台湾地区的明基等几十个品牌，都曾经在世界范围内叱咤风云。
在燃油汽车时代，世界范围内至少有日本、美国、德国、英国、意大利、法国、韩国、捷克、中国、西班牙、瑞典、澳大利亚等十几个国家有较强的汽车工业，这些国家都有自己有代表性的品牌，加起来全球有几十个主流汽车品牌之多，包括日本的丰田、本田、日产、三菱、马自达、铃木，美国的通用、克莱斯勒、福特，德国的奔驰、宝马、大众、保时捷、奥迪、欧宝，英国的捷豹、路虎、劳斯莱斯、罗孚，意大利的菲亚特、法拉利、兰博基尼、阿尔法罗密欧，法国的标致、雪铁龙，韩国的现代、起亚、大宇、双龙，捷克的斯柯达，中国的红旗、奇瑞、比亚迪、荣威、长城、东风，西班牙的西雅特，瑞典的沃尔沃，澳大利亚的霍顿等。
澳大利亚汽车品牌“霍顿Holden”，现已被通用汽车收购
如果真按照小米的预测，全球新能源车的终局只剩下5家，目前全球较领先的新能源车品牌，美国特斯拉遥遥领先很可能占据一个席位，中国有比亚迪、蔚来汽车、小鹏、理想、小米等很可能有至少1-3家进入到最终的“决赛”，那么也就意味着，最终世界新能源车工业，可以继续留在牌桌上的国家，也许不会超过3个。一大批燃油车时代的汽车强国，很可能就此衰落。
如果我们分析世界企业研发投入分布，可以得出结论，在未来很长一段时间，世界将只剩下东亚、北美、西欧三个地区有可能形成先进制造业的产业带，其他地区如南美、西亚、非洲都基本出局了。
08年金融危机后，世界主要国家都在滥发货币，但是世界范围内大家对通胀的感受并不明显，这是为什么？因为过去十几年，以先进制造业为代表的产业生产效率大幅提升，抵消了通胀的影响，比方说十几年前售价5000元以上的液晶电视，现在价格跌到了1000元以下，因为液晶面板的生产效率大幅提升。可以说，没有先进制造业的带动，在通胀压力下，全球老百姓的日子会非常难过。
在民用大飞机工业上，全球只有美国和法国两个国家具有独立开发和制造100座以上大型民用客机的能力且能够正常大规模销售。俄罗斯、中国、日本虽然已经开始研发自主的大型客机，但是在核心技术突破和实际市场占有率方面，依然和美国、法国相比有巨大的差距。
这种现实，让我产生了一个颇为恐怖的联想：如果我们不能啃下像“大飞机”这样的“硬骨头”，几十年后，我们是否也会被踢下牌桌？
大飞机项目，往小了说是关于产业经济和技术进步，往大了说足以和“国运”“地位”挂钩——我们必须清楚地认识到：大飞机，是一场我们“不能输”“输不起”的战争。
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