從航空市場需求到飛機(jī)設(shè)計要求

葉葉沛 / YE Yepei

(中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司，上海 200120)

從航空市場需求到飛機(jī)設(shè)計要求

葉葉沛 / YE Yepei

(中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司，上海 200120)

首先討論了確定新研發(fā)商用飛機(jī)設(shè)計要求所需的航空市場信息的統(tǒng)計和分析，然后介紹了把航空市場需求轉(zhuǎn)化為飛機(jī)設(shè)計要求的方法。

航空市場需求；飛機(jī)設(shè)計要求;民用飛機(jī)

0 引言

飛機(jī)、電腦和手機(jī)的最初問世，來自人類的夢想和創(chuàng)新，創(chuàng)新引領(lǐng)了時代的進(jìn)步和市場的發(fā)展。但是，在絕大多數(shù)情況下，這種“創(chuàng)新引領(lǐng)市場”的方式并不常見，“市場需求引領(lǐng)產(chǎn)品研發(fā)”的方式才是促進(jìn)企業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代的基本方式。

上世紀(jì)50～70年代是商用飛機(jī)技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)市場發(fā)展的黃金時代。第一款真正意義上的商用噴氣客機(jī)，是英國的載客56～109人的“彗星4”型客機(jī)，1952年投入商業(yè)運(yùn)營。到了70年代，美國波音公司載客達(dá)500人的大型客機(jī)B747，英法合作研制的最大巡航速度達(dá)M2.04的協(xié)和式超音速客機(jī)，陸續(xù)進(jìn)入航空市場。在這一時期，航空基礎(chǔ)技術(shù)(包括氣動、動力、材料和航電系統(tǒng)等)取得了突飛猛進(jìn)的成就，使得飛機(jī)的速度、高度和商載能力的記錄被不斷刷新，飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性不斷改善，飛機(jī)成為人們出行可依賴的交通工具。

進(jìn)入80年代之后，美國放松了對民航市場的監(jiān)管，大批新航空公司進(jìn)入市場，機(jī)票價格競爭白熱化，航空乘客爆發(fā)性增長，航空運(yùn)輸業(yè)開始走向市場化和大眾化。對擴(kuò)大市場和降低成本的追求，迫使航空公司在機(jī)型選擇時，從關(guān)注技術(shù)先進(jìn)性，轉(zhuǎn)向了關(guān)注市場適應(yīng)性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。飛機(jī)制造商的飛機(jī)研發(fā)目標(biāo)，從追求“更大、更快、更高”，相應(yīng)轉(zhuǎn)向了追求“更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保、更便捷”。在這場從“創(chuàng)新引領(lǐng)市場”到“市場需求引領(lǐng)產(chǎn)品研發(fā)”的大轉(zhuǎn)變中，不少著名的民機(jī)制造商(例如麥道公司和洛克希德公司)被淘汰出局，全球航空市場形成了波音和空客兩強(qiáng)爭霸的局面。

今天的民機(jī)制造商已充分意識到，深入研究市場與客戶的需求，精準(zhǔn)定義飛機(jī)的設(shè)計要求，研發(fā)市場需要的飛機(jī)產(chǎn)品，是攸關(guān)企業(yè)生存興衰的命題。

1 市場和客戶需求的統(tǒng)計和分析

制造商研發(fā)新機(jī)型的類型(支線機(jī)、窄體機(jī)或?qū)掦w機(jī))選擇，取決于制造商的市場戰(zhàn)略和研發(fā)能力。在選擇了研發(fā)機(jī)型的類型后，就可以有針對性地對下述市場和客戶需求信息進(jìn)行統(tǒng)計和分析。

1) 各市場區(qū)的基本市場環(huán)境

市場環(huán)境的數(shù)據(jù)采集和分析，主要包括下述七個方面。綜合這七個方面的信息，就可以對各航空市場區(qū)的航空市場發(fā)展需求和前景做出合理判斷和預(yù)測。

(1)人口環(huán)境

人是市場行為的直接和最終對象，人口總量和城市化的程度決定了航空市場的容量和潛力。亞洲人口占全球人口的63%，經(jīng)濟(jì)活躍，將是未來的寬體機(jī)最大潛在市場。寬體機(jī)制造商尤其要關(guān)注樞紐機(jī)場所在大型城市的人口總量及其經(jīng)濟(jì)對周邊地區(qū)的輻射和牽引作用。

(2)自然環(huán)境

自然環(huán)境特點既可能是市場機(jī)遇，也可能是市場風(fēng)險。中東的航空公司利用其地處亞洲、歐洲和非洲交界的地緣優(yōu)勢和石油的資源優(yōu)勢，大力發(fā)展樞紐航空，成為寬體機(jī)的重要市場?！扒u之國”的印度尼西亞，具有發(fā)展支線航空的天然優(yōu)勢。中國西部遍布高原山川，人口密度低，建高鐵或高速公路不如建機(jī)場，發(fā)展地面交通不如發(fā)展航空運(yùn)輸，但航空運(yùn)輸面臨成本高的挑戰(zhàn)。

(3)經(jīng)濟(jì)環(huán)境

GDP總量和年均增速、經(jīng)濟(jì)體制、經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、稅收政策、存貸款利率、居民可支配收入水平和機(jī)票價格體系等經(jīng)濟(jì)環(huán)境因素，對航空運(yùn)輸市場產(chǎn)生最重要和直接的影響。統(tǒng)計表明，航空運(yùn)輸增速的90%來自GDP增速。經(jīng)濟(jì)增速較快的亞太地區(qū)已取代北美成為全球最大的航空市場。新經(jīng)濟(jì)體(中國和印度等)未來將成為寬體機(jī)的重要市場。

(4)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境

通信和交通(高鐵、高速公路、碼頭和機(jī)場)網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，對民航市場(尤其是寬體機(jī)市場)的發(fā)展產(chǎn)生積極促進(jìn)作用。前幾年人們曾猜測中國高鐵與航空之間將發(fā)生激烈競爭，但由于中國民航及時調(diào)整了民航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，高鐵的快速發(fā)展并未抑制航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

(5)政治法律環(huán)境

政治和法律環(huán)境與經(jīng)濟(jì)因素之間存在互相聯(lián)系和制約。航空產(chǎn)品往往涉及產(chǎn)品和技術(shù)的進(jìn)出口，在國際商務(wù)領(lǐng)域，國與國之間的政治和法律關(guān)系可能超越一般經(jīng)濟(jì)利益關(guān)系，對產(chǎn)品進(jìn)出口、國際投資以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合作產(chǎn)生重大的制約。

(6)科學(xué)技術(shù)環(huán)境

科技進(jìn)步影響資源利用和生產(chǎn)效率，影響消費(fèi)需求。例如，當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入非洲市場時，制造商必須在對當(dāng)?shù)仫w機(jī)運(yùn)營人員的培訓(xùn)和技術(shù)支援等方面增加投入。

(7)社會文化環(huán)境

信仰和價值觀、道德和行為準(zhǔn)則、消費(fèi)觀念和生活方式、民俗和習(xí)慣、語言文字等，這些軟環(huán)境因素不具備強(qiáng)制的約束力，但其對旅客的行為方式和消費(fèi)觀念的影響無所不在。例如，不同的民族文化，不同的旅客群體，對客艙舒適性、客艙娛樂系統(tǒng)和客艙餐食有不同感受和要求。

2) 目標(biāo)航空市場的需求

飛機(jī)座級、設(shè)計航程和起降距離等重要設(shè)計要求的選擇，主要依據(jù)對下述目標(biāo)航空市場現(xiàn)狀的分析。目標(biāo)航空市場現(xiàn)狀信息，來自客戶訪問或公共網(wǎng)絡(luò)。

(1)目標(biāo)航空市場航線的統(tǒng)計和分析

針對研發(fā)新機(jī)型的類型，進(jìn)行航線的統(tǒng)計和分析。如果新研發(fā)機(jī)型的設(shè)計航程不小于目標(biāo)航空市場的最長航線距離，則意味著新研發(fā)飛機(jī)將覆蓋全部目標(biāo)市場的航程要求；如果設(shè)計航程小于目標(biāo)航空市場的最長航線距離，則意味著新研發(fā)飛機(jī)將放棄部分市場，但將獲得降低最大起飛重量和發(fā)動機(jī)推力的好處，提升飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。折衷和優(yōu)化是有經(jīng)驗的飛機(jī)設(shè)計師慣用技巧，通過對商載的權(quán)衡選擇或研發(fā)衍生型飛機(jī)，可為不同客戶提供其所需的客座和航程能力。

(2)目標(biāo)航空市場的客流量、航班頻率和上座率統(tǒng)計和分析

對客流量、航班頻率和上座率的分析，是航空公司最大化收益和優(yōu)化運(yùn)力配置的最重要基礎(chǔ)(見表1)，也是制造商確定新研發(fā)機(jī)型座級的參考依據(jù)。當(dāng)航線客流量增長時，航空公司的應(yīng)對措施可以是加大機(jī)型，也可以是增加航班頻率。當(dāng)航空公司面對激烈的市場競爭時，它更趨向于提高航班頻率。因為高航班頻率體現(xiàn)了航空運(yùn)輸?shù)暮诵膬r值“省時”，是航空公司最重要的競爭手段之一。

表1 市場規(guī)模與機(jī)型的選擇

(3)目標(biāo)航空市場運(yùn)營的機(jī)場統(tǒng)計和分析

確定新研發(fā)機(jī)型起降性能要求的基礎(chǔ)，是對目標(biāo)航空市場運(yùn)營機(jī)場的統(tǒng)計和分析。所要求統(tǒng)計和分析的機(jī)場數(shù)據(jù)包括：跑道標(biāo)高、跑道坡度、跑道PCN值、月平均最高氣溫、可用起飛滑跑距離、可用起飛距離、可用加速-停止距離、可用著陸距離以及近場障礙物數(shù)據(jù)。有些中小機(jī)場或經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的機(jī)場，起降條件較差，要滿足在這些機(jī)場的起降要求，可能需要飛機(jī)安裝較大推力的發(fā)動機(jī)，或加大機(jī)翼面積，這將導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性降低，設(shè)計師需要在機(jī)場適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性之間做出權(quán)衡。

(4)航空公司現(xiàn)有機(jī)隊統(tǒng)計和分析

對潛在客戶的現(xiàn)有機(jī)隊規(guī)模、機(jī)型、機(jī)齡、所有權(quán)性質(zhì)以及機(jī)隊發(fā)展規(guī)劃等信息的統(tǒng)計和分析，將有助于確定新研發(fā)飛機(jī)市場的優(yōu)先方向和延伸方向，有助于精準(zhǔn)定義飛機(jī)的設(shè)計要求。

3) 民航乘客的需求

民航乘客是商用飛機(jī)的最終用戶。在機(jī)場和機(jī)上進(jìn)行民航乘客問卷調(diào)查，是傾聽民航乘客要求的主要方法，如圖1所示。高端乘客與普通乘客，需求有不同層次。公商務(wù)乘客與休閑度假乘客，需求有不同的關(guān)注點。航距不同，乘客對客艙排距和餐食的要求會大不相同。乘客需求可劃分為核心需求、基本需求、期望需求和延伸需求，設(shè)計師在航線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建設(shè)想和客艙布置設(shè)計中，需要重點考慮乘客的核心需求和基本需求。

2 把市場需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計要求

第1節(jié)討論了市場和客戶需求。但是，僅利用市場和客戶需求信息，還不足以確定飛機(jī)設(shè)計要求，還需要下述三項附加輸入：第一，確定具有前瞻性的適航審定基礎(chǔ)，適航證是飛機(jī)進(jìn)入市場的“入場券”；第二，確定適用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；第三，確定競爭要求，競爭要求是確定飛機(jī)設(shè)計指標(biāo)的重要基礎(chǔ)。本節(jié)僅討論后兩項內(nèi)容。

1) 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

為了準(zhǔn)確定義飛機(jī)技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)首先給定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在概念設(shè)計中涉及的最重要的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有以下幾項。

(1)旅客平均重量(包含行李)標(biāo)準(zhǔn)

多數(shù)現(xiàn)役民用客機(jī)的旅客平均重量(含行李)采用200lb的標(biāo)準(zhǔn)。隨著社會健康水平的提升，人的平均體重明顯提高，新研發(fā)的民用客機(jī)可能采用更高的旅客平均重量標(biāo)準(zhǔn)。2009年EASA(歐洲航空安全局)公布的基于統(tǒng)計得到的旅客平均重量標(biāo)準(zhǔn)為105kg。

(2)任務(wù)飛行剖面假設(shè)和備份油標(biāo)準(zhǔn)

飛機(jī)的設(shè)計航程，與任務(wù)飛行剖面和備份油標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。對于干線飛機(jī)而言，任務(wù)飛行剖面通常選擇“遠(yuǎn)程巡航速度+階梯巡航”的巡航方式，備份油標(biāo)準(zhǔn)采用“1500ft待機(jī)30min+飛往200n mile備降機(jī)場+ 5%航段用油”的標(biāo)準(zhǔn)，并考慮85%概率的航路風(fēng)。

(3)使用空重

為了展現(xiàn)飛機(jī)的競爭力，今天的飛機(jī)制造商往往會以“使用空重+2%～3%”來評估飛機(jī)的性能指標(biāo)，以模擬飛機(jī)使用到中等壽命時的性能衰退。

(4)客艙布置

客艙舒適性標(biāo)準(zhǔn)不同，客座數(shù)將不同，技術(shù)性能指標(biāo)也將不同?？团撟闻啪嗤ǔ?zhí)行下述設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)濟(jì)艙32in，公務(wù)艙38in，頭等艙78in。

(5)直接運(yùn)行成本分析模型

飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性評估，必須有一個可信的直接運(yùn)行成本標(biāo)準(zhǔn)分析模型。歐洲航協(xié)(AEA)要求進(jìn)入歐洲的民機(jī)采用AEA直接運(yùn)行成本分析模型來評估經(jīng)濟(jì)性。

2) 競爭要求

競爭要求是確定飛機(jī)設(shè)計指標(biāo)的重要基礎(chǔ)。確定競爭要求，就是確定飛機(jī)的設(shè)計特色和“賣點”。一旦飛機(jī)設(shè)計師依據(jù)本制造商的研發(fā)能力和可利用的技術(shù)儲備，選定了研發(fā)機(jī)型的競爭優(yōu)勢項目，飛機(jī)的設(shè)計要求就基本確定了。需要分析的競爭項目包括：

(1)總體參數(shù)競爭分析，包括起飛翼載荷、起飛推重比和每座使用空重等；

(2)飛行性能競爭分析，包括巡航馬赫數(shù)、設(shè)計航程、起飛/著陸場長、起飛/著陸限重、單發(fā)升限和輪擋性能等；

(3)客艙舒適性競爭分析，包括排距、客艙高度、座椅寬度、過道寬度、肩部高度和頂部行李箱體積等；

(4)經(jīng)濟(jì)性競爭分析，包括直接運(yùn)行成本分析、維修性、共通性和維修間隔等。

[1] K A K. Aircraft Design[M].Belfast:Queen’s University,2010.

[2] Annual Review 2013[R].IATA,June,2013.

[3] European Aviation Safety Agency (EASA). Survey on Standard Weights of Passengers and Luggage[R]. May 2009.

[4] 葉葉沛.商用飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2017.

From Air-traffic Market Demand to Aircraft Design Objectives

(Commercial Aircraft Corporation of China,Ltd.,Shanghai 200120,China)

The paper describes how to collect air-traffic market data required for defining design objectives of a new commercial aircraft, and then introduces a method of translating air-traffic market demand into aircraft design objectives.

air-traffic market demand; aircraft design objectives; civil aircraft

F407.5

A

10.19416/j.cnki.1674-9804.2017.04.002

葉葉沛男，研究員。主要研究方向：民用飛機(jī)市場研究。