【文/歐陽桃花、曾德麟】
2024年8月28日，噴塗著五星紅旗的C919飛機和紅色木棉花塗裝的C919飛機分別交付國航和南航。至此，共有9架C919飛機交付客戶。
C919大飛機是中國首次按照國際適航標準自行研制、具有自主知識產權的噴射式幹線客機。它的到來無疑讓被波音和空客壟斷的全球幹線客機市場為之一振。從2007年立項到2023年5月投入營運，C919大飛機的研發是一段充滿艱辛和挑戰的歷程。
8月28日，國產大型客機C919同時交付國航和南航首架飛機。 視覺中國
眾所周知，在此之前美國波音公司與歐洲空客公司幾乎壟斷了幹線客機總體設計與制造技術的全球市場。幹線客機的市場競爭已不僅僅是產品硬實力之爭，波音和空客為了保持其壟斷地位和利益的持久最大化，試圖透過適航標準、規範的制定和推廣將產品的直接市場競爭演變為市場準入限制這類「軟競爭」。
大浪淘沙之下，美國著名的道格拉斯（包括後來的麥道）、洛克希德，英國、荷蘭曾經挑戰百人座級客機的制造廠商，都在幹線客機專案上傾盡全力但最後被淘汰出局。可見幹線客機領域技術含量之高、風險之大。
在這一背景下，後來者要想在國際幹線客機市場上占有份額，可謂困難重重但又意義重大。
01買不來的參數
幹線客機的結構件是飛機機體骨架的重要構成，涉及機身、機翼、尾翼三大部份。決定結構件技術水平的兩個關鍵指標是氣動外形與制造材料。著名飛機設計師達索曾說：「飛機是飛在大氣中的，所以要想飛得好，自然需要有一張能讓空氣愛上的‘臉’。」這裏的「臉」就是指飛機的氣動外形。
自20世紀90年代，波音、空客公司出於降低客機制造成本的需求，把部份結構件轉包給中國航空工業第一集團、中國航空工業第二集團生產，也間接培養了中國航空產業的轉包生產能力。C919客機則是第一款中國作為主制造商，按照國際適航標準開發的幹線客機，其結構件技術突破面臨兩大挑戰。
第一個挑戰是結構件分解與整合中的標準參數如何制定。以體現結構件自主創新的氣動外形設計為例，一架飛機要先由其市場定位來決定飛行參數，而後依據這些參數設計相應的氣動外形。C919客機若想在市場上具有競爭力，就必須比同類機型飛行效率更高。「高效率」代表在規定航速與高度下，能夠產生足夠升力，並且擁有最低阻力。
因此，對於中國商飛來說，不是單純氣動外形的設計技術追趕，而是第一次就要設計出比波音、空客公司同型號更高效的氣動外形，這時候就必須掌握航速、高度、升阻力等各種飛行參數。而新進入者沒有「參數」數據積累，也買不來「參數」，只能依靠極強效能的電腦算出飛機外形產生的實際流動形態的近似值，然後花大量的時間與經費進行理論計算和風洞試驗的聯合驗證。
再比如國內企業給波音轉包生產時，波音要求鈦合金的強度是某一數值，國內供應商能夠按標準做出來，卻不知道為什麽一定要是這個數值，而不是其他數值。類似的技術短板在中國決定自主設計幹線客機時就不得不面對，即中國商飛作為主制造商要掌握幹線客機結構件各方面的標準參數，既要知其然，也要知其所以然，否則整合創新將無從談起。
第二個挑戰則是國內航空工業零部件加工能力不足以為C919客機提供一致性與穩定性較高的元件產品。民用航空產品比一般產品零部件要求更高。為了滿足適航要求，零部件不僅要材料輕便經濟，而且要能夠在極端變化與惡劣環境中依舊保證安全穩定。
上世紀90年代，中國航空工業第一集團旗下上海飛機制造廠曾與麥道公司合作生產國產化率達70%的MD-90-30幹線飛機。
以飛機中常用的標準件——航空鉚釘為例，航空鉚釘主要用於固定飛機外機身的蒙皮，就像穿衣線，連線起飛機數百萬個大大小小的零部件。客機起飛後外部環境溫度將很快從正常氣溫下降到-40℃左右，氣壓也急速下降，大型客機使用的高達上百萬顆的各類航空鉚釘不僅要適應這種極端環境，而且每一顆的質素都必須一致可靠。然而國內航空工業基礎較為薄弱，穩定配套能力有待增強，雖然可以生產航空鉚釘，但由於缺乏制造經驗及相應的工藝參數積累，生產的鉚釘一致性與穩定性達不到適航要求。
02破解「合作悖論」
商飛采取與中航工業等國內供應商聯合攻關的主供模式以應對結構件研制的挑戰。中航工業成為結構件主要供應商的原因是，中航工業下屬的三大飛機制造企業即沈陽飛機工業（集團）有限公司（簡稱沈飛）、西安飛機工業（集團）有限責任公司（簡稱西飛）、成都飛機工業（集團）有限責任公司（簡稱成飛）都有承接波音、空客轉包生產結構件的經驗。沈飛生產過波音777客機的復合材料尾翼翼尖以及空客A320客機的機翼前緣，西飛生產過波音747-8客機的垂直尾翼，成飛作為唯一供應商生產空客A380客機前起落架艙門元件。中航工業這些轉包經驗有利於配合中國商飛聯合攻克上述技術難關。
中國商飛持續投入基礎實驗活動以確定相關技術參數，並據此指導國內供應商，進而互相提升結構件研制能力。
為了確定C919客機復合材料的規範標準，中國商飛對7萬個試驗件進行了測試，總計涉及140萬條數據。為了進一步提升聯合攻關效果，從2013年起，中國商飛就組織設計、制造、質素等部門的骨幹人才到各個機體供應商的現場跟產，目的在於對供應商提供的產品質素進行管控，進而有助於C919客機結構件的技術突破。
談及該問題，C919客機總裝制造專案團隊的高級經理曾說道：「記憶最深的是自己在航空工業洪都的跟產。航空工業洪都服務國家戰略的積極性很高，專門成立了江西洪都商用飛機股份有限公司，主要承擔C919客機前機身和中後機身的結構件，並且是國內第一家嘗試使用第三代鋁鋰合金的供應商。鋁鋰合金是一塊硬骨頭，中國商飛與航空工業洪都兩支團隊在一起同吃同住同勞動，才共同把它的加工參數、測量檢驗方法琢磨出來。」
借助C919客機專案，中國商飛從供應商學到先進工藝經驗，也把國際上關於民機研發與適航的最新技術分享給國內供應商，進而帶動了整個中國民機產業的發展。
針對結構件復雜技術特征與國內配套基礎情況，中國商飛采取與國內供應商聯合攻關的研發模式突破了關鍵技術瓶頸。
有人認為，中國主制造商與國內供應商之間存在「合作悖論」。一方面，處於產業鏈下遊的主制造商往往認定國內供應商開發的零部件不夠優質，其穩定性與精度都無法滿足整機配套要求；另一方面，國內供應商則常常抱怨，復雜產品的核心零部件是技術密集型產品，國產零部件因為國內主制造商都不使用，無法在終端產品上驗證，從而失去了寶貴的叠代創新機會，進而陷入惡性迴圈。
而C919客機的主供模式卻是主制造商與供應商精誠合作，聯合跨越技術壁壘，不僅實作技術追趕，還培養出一批能夠提供優秀配套航空產品的國內企業，如成立比中國商飛晚的山東中航和輝航空標準件有限責任公司，就逐漸成長為C919客機專案唯一的鉚釘國內供應商。
中國商飛C919客機一類供應商名單中國商飛官網
以往大家探討主制造商與元件供應商的生產分工，主要基於企業資源能力或交易成本視角，大多隱含假設二者是互相競爭的關系。該假設在大規模制造的一般產品中較為適用，因為其主制造商與元件供應商是純粹的商業利益關系，雙方主要是博弈型的交易，決策的重要考量是短期的成本與效益。有的國外學者甚至認為中國的制度與文化環境難以支撐企業在轎車、高鐵等一體化架構產品領域獲取有利競爭，因為該領域的主制造商傾向采用競爭性的供應鏈管理模式，主制造商的采購決策與供應商的配套選擇主要基於短期的成本與效能，缺乏長期的信任合作關系，從而容易扼殺中國核心零部件的技術開發能力。
C919客機結構件的技術追趕則揭示出深刻道理，即當後發國家需要聯合國內企業在復雜產品領域進行技術追趕時，不能照搬「資源基礎」或「交易成本」等西方主流理論，以期在主供博弈基礎上建立商業交易關系，而應基於國家工程建立聯合攻關體、形成共生共贏關系，化解主制造商與元件供應商的合作悖論，共同實作航空人夢想。
03黑盒內容導致起步即競賽
系統件是為了完成各種任務而安裝的器材與系統的總稱，主要有航電、飛控、環控、通訊導航、高升力、液壓、著陸、燃油與發動機九大系統。如果說結構件代表飛機的身材與顏值，關系著飛機的基本外形，那麽系統件就是飛機的神經，決定著飛機的技術先進性。C919客機的目標是成為一款兼具安全性、經濟性、舒適性與環保性的幹線客機。
不同於結構件，飛機系統件涉及較多的電子元器件與機載軟件，其技術往往具有黑盒性質，特別是較快的更新叠代速度使得其內在邏輯更不容易被解構。同時系統件需要依據不同機型客製開發，且各個系統件之間、系統件與結構件之間存在互相制約關系，可謂「牽一發而動全身」，因此系統件的關鍵技術往往是企業核心機密。相比結構件，系統件的技術突破對中國商飛挑戰更大。
系統件的技術更新叠代速度較快。以飛控系統為例，從20世紀50年代起共發生了三次技術飛躍，從最早的機械操縱到液壓操縱，再到現在的電傳操縱。C919客機系統件的技術追趕是從基礎的機械操縱開始積累，還是跨越式地從電傳操縱開始進行高起點追趕？具體應該選擇什麽方式？
誠然，波音、空客公司不會做教練，只會想盡一切辦法阻止技術擴散。但波音、空客公司也不是自己生產所有系統件，而是轉包給全球供應商，如波音787客機的全球外包率就高達70%，由此培育了眾多的系統件供應商。
中國商飛選擇與波音、空客公司的供應商合作來破除困境。這些供應商為什麽有意願與中國商飛合作？首先，對系統件的供應商來說，如果能出現除了波音、空客以外的第三家民航客機主制造商，理論上能增強它們的議價能力。其次，C919客機有巨大市場潛力。廠商主要依據飛機型號的市場定位及主制造商實力兩個指標來確定是否成為該型號客機的供應商。C919客機采用具有巨大需求量的中短程窄體機型，又屬於國家工程專案，有政府信譽擔保，一向嗅覺靈敏的國際頂級供應商自然不會錯失機會。
正如中國商飛航電系統的供應商之一，由中航工業與美國通用電氣公司合資建立的中航通用電氣民用航電系統有限責任公司（簡稱昂際航電）行政總裁所述：「對於通用電氣公司的全球戰略來說，中國市場是非常重要的一部份。我們和中國商飛的合作當然不能用強迫或綁架來形容，反而能參與C919客機專案恰恰是一個千載難逢的機會。和中國成立合資公司，更多是從通用電氣公司全球發展戰略與布局需要出發做的決定。」
【國之重器：如何突破關鍵技術】是北京航空航天大學歐陽桃花教授和北京交通大學曾德麟副教授基於多年在企業的調研和訪談寫成的新作，這本書源於作者所做的「國之重器」系列案例研究。他們在書中講述了盾構機、長航時無人機、支線客機、大飛機（幹線客機）、載人航天工程五個國之重器波瀾壯闊的技術追趕故事，展現五個領域實作技術突破的關鍵細節。
