歐陽桃花、曾德麟：國產飛機的這場嚴苛“大考”，只有技術自信才能爭奪話語權

【文/ 歐陽桃花、曾德麟】

新飛機只有獲得適航證才能進入商業運營，這是一場極嚴苛的考試。而相關標準掌握在美國和歐洲手中，作為比賽場上的新人，中國商飛ARJ21飛機的適航取證經歷了怎樣的煎熬和挑戰？

適航取證是一場極嚴苛的考試

後發國家商用客機技術追趕成功的標誌是其開發的型號飛機順利進入市場，並在市場競爭中佔有一席之地。產品只有進入市場，才能獲得技術迭代的機會，相關企業也才能有財務資源進行持續技術研發，因此適航取證成為商用客機技術追趕的重要目標之一。

對於面向大眾消費市場的一般產品（如手機、家電等）而言，企業研製出新產品，只要符合國家標準，就能直接參與市場競爭，基於用户反饋進行技術迭代升級。但對於商用客機而言，新產品研製之後，必須通過嚴苛的試飛環節，以獲得當地民航局的適航證，才能獲准進入市場運營。適航取證的技術標準屬於商用航空的底層技術，被美國民航管理機構（FAA）與歐洲民航管理機構歐洲航空安全局（EASA）所掌控。

新型號飛機要取得商業成功，獲得適航證是當時最大的挑戰。ARJ21在交付客户之前，必須通過一系列嚴苛的試驗與試飛的驗證，經過中國民航局的適航審定，從而獲得適航證，以證明飛機符合相關適航標準，這個過程就是適航取證。如果把適航取證看成一場考試，那麼攜產品ARJ21的中國商飛是考生，中國民航局是考官，考卷是適航標準，成績單就是適航證。

民航客機的安全標準，業內公認的安全性密碼是10–9。假設某人一週往返北京與上海一次，民航客機適航的最低標準10–9代表2000年發生一次事故，目前國際民機設計實際能做到6000年才發生一次事故。

可見，商用客機的適航證是一種要求極高的技術標準。此外，通過了中國民航局的考試僅僅意味着ARJ21能夠投入國內市場，要想打開國際航空市場的大門，還需要取得FAA的認可。為此，在“考試”期間，FAA作為外請考官，不僅對原有“考卷”進行了多次升級，還提出了一系列更先進也更加嚴苛的適航標準。同時中國民航局的審定能力及部分試驗試飛科目都要接受FAA的“影子審查”。

ARJ-21資料圖

FAA的“影子審查”瞄準的是代表國際一流水平的適航標準以及與之相匹配的卓越審定能力。“ARJ21想要飛向世界就必須獲得FAA的適航證，這是我們工業方的選擇；而以ARJ21作為FAA‘影子審查’的載體，拓展中美適航雙邊，這是中國民航局的選擇。”ARJ21項目總指揮回憶説，“這意味着，無論是ARJ21還是中國民航局的適航審定能力都將在這個過程中接受挑戰，我們都知道這必定是一個充滿艱辛和痛苦的過程。”

適航證背後是不同的國家集團利益

雖然各國的適航條款是公開的資料，然而對於沒有參與適航標準制定的後發者而言，進行適航取證是宛如猜謎一般的艱難技術探索過程，因為要先弄明白標準制定者是如何構思與規定整套標準的技術與邏輯結構的。

同時，適航證還兼具壁壘屬性，可能成為先發企業制約後發企業進入市場的“武器”。正如波音與空客是世界民航業的兩大寡頭企業，目前國際主流的適航證也由美國民航管理機構FAA與歐洲民航管理機構EASA所頒發。

後發國家企業的商用客機如要進入歐美市場，就要獲得相應機構頒發的適航證。然而適航取證條款背後的技術原理對於歐美而言屬於核心機密，是不會輕易“授之以人”的。不可否認適航證背後關係着不同的國家集團利益，其本身就是技術壁壘的重要組成部分。正是壁壘屬性的存在，決定了中國商用客機要獲取國際適航證不會一帆風順，因為中國的商用客機項目必將觸動波音與空客的既有利益，絕不要低估歐美政商合謀扼殺中國民航工業的決心與手段。

FAA已有近百年的發展歷史，其適航標準即FAR-25部已經成為世界的通用標準，波音、空客的商用客機設計、適航取證都依據這一標準。它們好比久經世界大賽的運動健兒，深諳其中之道。而彼時的中國商飛從未經歷過適航取證，ARJ21也是全新的型號飛機，它們就像初出茅廬的學童，還沒在國內賽場上熱身，也不熟悉比賽規則，就要與世界級選手在對方所熟悉的標準下同台競技。

更有甚者，還要承擔起為當時全世界的飛機制造商探索最新的適航取證的經驗，如時任上海飛機設計研究院適航部部長所説，“ARJ21必須按照全世界最新的適航條款進行驗證”。為達到如此重要的標準，究竟要如何設計飛機、如何驗證飛機的失效狀態，才能真正找到經濟性與安全性的平衡，在ARJ21獲得適航證之前，我國是不得而知的。

顯然，這一關乎飛機制造商核心競爭力與自主知識產權的“密碼”，也是“要不來、買不來、討不來”的。因此，從ARJ21設計研製、總裝下線到交付國內市場，所有人都在做一件事——解開商用客機的安全性密碼10–9。

後發國家企業必須認識到，適航取證必然涉及技術、市場、企業與國家競爭博弈的複雜過程。

波音、空客作為標準制定的參與者和航空技術的先發者，不僅知道如何研製出兼顧先進性、經濟性與安全性的飛機以達到既定標準，也更瞭解怎樣的驗證流程可以合理地得到審定當局的認可。反觀中國，雖然1985年中國民航局頒佈了中國的相應適航規章CCAR-25且多次修訂，但如2012年中國民航局適航審定部門人員所説：“我國在制定適航標準的話語權方面，更多的是採用‘跟隨’戰略，只能借鑑國外先進適航標準來幫助制定和修訂我國的適航標準，在技術上無法掌握話語權。”

不僅如此，在ARJ21研製期間，隨着FAA與中國民航局陸續出台一系列新的適航條款和修正案以保證安全性，中國商飛需要花更長的時間、更多的成本來應對更多的挑戰。因為在這個過程中，如何驗證新的條款，或許波音和空客公司擁有技術儲備，但是國內沒有現成的驗證方法可以借鑑，這就是商用航空領域所謂的技術門檻與壁壘，也是我國工業化水平與先發國家的差距。

這一過程也是對中國民航局適航審定能力的挑戰，時任中國商飛董事長金壯龍做了一個非常形象的比喻：“ARJ21項目就相當於是一輛發出了的列車，以疾馳的速度在向前飛奔，但其實沿途的各個車站還沒有建立，甚至連鐵軌還沒有鋪好。雖然組建了審定團隊和製造公司，但是相關的體系都還沒有建立起來。”

突如其來的問題

顫振于飛機而言，好比地震之於房屋，是飛機結構最危險的振動形式。飛機一旦發生顫振，會在極短的時間內造成機毀人亡。因此它代表着飛機的右邊界速度，是一切試飛科目的基石。也正因為其高風險性，所以顫振試飛成為中國商飛與中國民航局並行的試飛科目，這也是FAA開展“影子審查”的第一個試飛科目。

ARJ-21資料圖

事實上，試飛大綱於2011年4月12日就獲得了中國民航局的批准。但是就在要進行地面試驗的當天，中國商飛突然收到中國民航局轉發的FAA提出的數十個問題，其中不僅包括顫振試飛的試驗點選取、測試設備校準、飛機構型狀態、飛控航電模式控制等問題，還包括試飛程序管理以及中國民航局審查的情況。

時任上海飛機設計研究院強度部部長對當時的情況記得非常清楚：“如果我們對問題的答覆不能得到中國民航局和FAA的認可，那麼中國民航局將不同意顫振試飛的進行，並將推遲FAA‘影子審查’的時間表，所以當時的形勢很緊張，也為原本順利開始顫振試飛蒙上了一層陰影……”

雖然針對顫振試飛的方法問題提得非常尖鋭，但對於從未與FAA進行過直接交流的申請方（中國商飛），更大的困難在於：他們不知道FAA想了解什麼，需要從哪個角度回答才能給出令FAA滿意的答案。特別是其中有很多問題是具有爭議性的，申請方並不認為完全接受FAA的建議就是最好的解決方案。如試飛院ARJ21項目顫振試飛技術負責人所説：“要知道，工程的魅力就在於用最有效的方法解決最棘手的問題。”

或許是出於謹慎的態度，或許是出於對順利通過FAA“影子審查”評估的考慮，中國民航局當時希望申請方能夠接受FAA的建議修改試飛大綱。然而，如果此時申請方缺少信心，中國民航局略顯保守，而FAA又表現得很強勢，那麼這個科目的審定很有可能僵持不下。

“嘗試溝通”下的妥協與堅持

為此申請方用了很長時間去説服中國民航局同意他們直接與FAA召開電話會議進行技術溝通。但很多時候，溝通比解決一個具體的技術問題更要消耗精力。

為此當時很多技術人員不禁追問：FAA提出這些問題究竟是要驗證什麼？最後，FAA的審查代表表示：提出這些問題只是與申請人進行技術層面的討論而已。由此可見，在某些新的或高難度高風險的適航條款以及修正案上，FAA也需要積累試驗數據和審定經驗。

但是對於ARJ21這樣的新飛機來説，任何一項試驗與試飛的增加都是成本的付出與風險的疊加。因此，即使是在最新的適航標準面前，我國也要秉持着專業技術上的自信，積極爭取話語權，而不能一味地妥協與讓步。

通過該型號飛機適航取證的探索過程，大家逐漸認識到獲取國際適航證是提升中國民航安全運營能力的手段之一，而非最終目的。考慮到歐美適航證背後大國博弈的不確定性，以及新技術只有進入市場才有機會獲得持續研製所需要的財務資源，才能獲得寶貴的迭代創新機會，中國民航局對該型號飛機進行系列嚴格的試飛驗證之後，頒發了國內適航證，讓其先在國內市場運營，不斷積累經驗與能力。

國之重器資料圖

《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，展現五個領域實現技術突破的關鍵細節。

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