原创 2017-06-01 蓝楠 航空维修与工程
新一代飞机投入运营
在过去的一年中,飞机制造商达成了一系列新飞机项目的里程碑。
首架空客A320neo飞机于2016年1月在汉莎航空正式投入运营。汉莎航空同意接收首架A320neo飞机的主要原因是,接收后可以先将A320neo用于执飞法兰克福—汉堡的短途航线,且汉莎航空在这两座机场都拥有大型的维护基地。尽管如此,汉莎航空接收A320neo的时间仍比原计划晚了约4周。各方披露的情况显示,造成延期交付的主要原因是文档问题。目前,普惠公司已经通过采取软硬件更新等改进措施,消除了PW1100G发动机存在的起动时间过长的运营限制,但轴承密封泄漏、燃烧室故障等问题仍待改进。
空客之所以于2010年底启动A320neo机型的研制工作,其中一部分原因是对于庞巴迪C系列飞机所作出的市场回应。C系列飞机早在2008年的范堡罗航展中就获得了汉莎航空的30架确认订单和30架意向订单。在历经数次延迟交付后,2016年7月,C系列飞机中的首架CS100终于在业界的一片质疑声中首次亮相,这架飞机交付给了汉莎集团下属的瑞士国际航空公司。紧随其后,C系列飞机中较大型的CS300也于2016年12月14日在波罗的海航空公司正式投入运营。
经过6年的研发,波音737MAX 8于今年3月获得美国联邦航空局(FAA)的适航证书,5月16日交付并投入商业运营。其首个客户既不是启动客户美国西南航空,也不是年初宣布的挪威航空,而是狮航集团旗下的低成本航空公司——马印航空(Malindo Air)。鉴于波音787-8在投入商业运营之初的被动局面,此次波音对737 MAX 8的商业运营做了充分准备。在提升产能方面,波音计划在现有产能的基础上再提升35%,到2019年单通道飞机的产量将从现有的每月42架提升至每月57 架。波音在伦顿的工厂已建成第3条生产线,以支持737 MAX的交付,随着交付量的增加,其中一条生产线将同时总装737 MAX和737NG。今年5—12月,737 MAX 的交付量将占到波音单通道飞机交付量的10%~15%,会有50余架737 MAX将交付给多家航空公司。未来,因737NG交付量的明显减少,737 MAX将在总交付量中占绝大多数。
与此同时,为应对空客A321neo的挑战,波音拟在新中型机市场推出737 MAX 10X和797 X。但目前737 MAX 10X和797X均在设计上面临着各自困难。波音希望737 MAX 10X的机身较MAX 9长1.68m,这样便可增加两排座位。在机体加长后,起落架必须加高,以防机尾擦地,但起落架尺寸要求必须足够小才能收入737 MAX现有的机轮舱中。因此,波音正在测试一个新的设计方案来解决起落架问题,这种类似的设计已在777和787-10设计中得到认可。对于797 X而言,波音则面临着构型设计和发动机的双重挑战。波音更倾向于将797 X设计成一款小型双通道飞机,经济舱布局为每排7座,与767类似,这样才能为航空公司带来更多的收益;现有的发动机推力不是过大就是过小,需要寻找一款新型发动机与797 X匹配。目前,罗罗公司有意将正在研制的Advance 和超扇发动机作为波音797 X的候选动力系统;普惠也计划为797 X研制推力更大的GTF发动机;赛峰和GE也在考虑为797 X研制一款推力为22.7kN 的发动机。
巴航工业生产的第二代E190-E2是巴西首款配备“超大风扇”发动机的机型,首架E190-E2已经于2016年5月23日成功在巴航工业的圣若泽杜斯坎普斯基地完成首飞,预计于2018年正式投入运营。E190-E2与当前一代的E190座级数相同,如果采用单舱布局可设置106座,但其航程比E190远400海里,将达到2800海里。
空客的A350-1000飞机于2016年11月24日完成首飞。空客A350-1000比当前的A350更大,在典型的三舱布局下座级数可达到266座。按照计划,该机型的启动用户卡塔尔航空将于2017年下半年接收首架A350-1000。
此外,日本三菱飞机公司也于2016年开始了其MRJ90飞机的飞行测试。根据计划,三菱飞机公司将投入5架测试飞机在3个不同的机场完成飞行测试,其中包括其位于美国华盛顿摩西湖市摩西莱克机场的飞行测试基地。鉴于MRJ90飞机研发进度相比原计划大幅度延迟,三菱飞机公司计划采用加速飞行试验,争取按照原计划于2018年下半年将首架MRJ90飞机交付启动用户全日空航空公司。此外,三菱飞机公司计划于2017年下半年完成较小型的MRJ70飞机的首飞工作。
未来十年,在新一代飞机大量投入运营和航空公司维修实践变革的驱动下,维修市场将会发生根本性的转变。
新技术的应用正在不断提升新一代飞机的耐久性,如通过使用复合材料替代容易发生腐蚀的金属材料。由此带来的好处是使机体重维修的次数更少、停场周期更短。波音公司的数据显示,波音767-300ER飞机通常每6年就需要完成一次D检,每次D检需要花费9400人工时;相比之下,波音787-8飞机每12年才需要进行一次D检。按照各型号预期使用寿命计算,波音787-8所需的维修工作量仅约为波音767的一半。
类似的,新一代发动机所配备的新型发动机的维修周期也将变得更长。以CFM56系列发动机为例,与之前出厂的发动机相比,采用新制造标准生产的新CFM56发动机在翼时间更长,返厂大修时间延后1~3年。如CFM国际公司生产的LEAP涡扇发动机和普惠公司生产的PW1000 GTF发动机等新一代发动机的在翼时间也进一步增加。
OEM积极参与售后服务市场的趋势仍将继续,飞机OEM仍将在售后服务市场中占据主要地位。2015年,空客和波音均在售后服务市场中表现亮眼。空客与阿提哈德航空共同建立合资公司,致力于为A380飞机提供机体重维修服务;波音公司组建了专门负责售后服务的业务部门,目标是使其售后服务业务的收入增长至目前的三倍,目前其来自售后服务市场的收益为150亿美元。
由于飞机OEM不断渗透售后服务市场,迫使独立维修企业也开始尝试与飞机OEM携手合作,共同为航空公司客户提供维修服务。此外,也将看到由飞机OEM提供的综合性机体和飞行小时服务的市场份额逐渐增加。
发动机OEM也在不断增加其维修服务网络,并且与航空公司和独立维修企业建立更深层次的联系。罗罗公司已经进一步丰富其TotalCare服务的选项,以吸引那些不想花费大价钱完成完整大修工作的老旧发动机运营商;该公司还在全球各地增加了新的维修服务站点,通过引入竞争提高维修服务质量,使客户不再像之前那样需要将发动机送至指定地点才能完成相应的维修服务;此外,还与达美航空旗下的Delta TechOps公司达成合作协议,这也是罗罗公司首次与维修企业进行合作。普惠与包括汉莎技术、MTU在内的多家维修企业签署了为PW1000系列发动机提供维修服务的协议。此外,GE航空和罗罗均推出了针对资产转移使用的保障服务,旨在帮助发动机在不同机主和运营商之间转手的过程中尽量减少停机时间和其他令人头疼的麻烦。
部附件维修领域也有类似的发展趋势,部附件制造商提供的打包维修服务正在变得越来越受欢迎。新投入运营的新一代飞机可靠性更高,备件的价格也随之升高,这将使得部附件制造商所提供的打包维修服务成为航空公司在机队运营早期的较优选项。随着机队规模的扩大,大型航空公司将可利用机队的规模效益自行优化其零备件库存策略,从而降低航材成本。小型航空公司则倾向于选择将关键零备件纳入零备件共享库项目,尽量减少对于零备件库存的投资。
各方大力推进数字化进程
各方对于数字化的投资力度,将继续改变飞机运营和维修模式,以及大多数制造商、供应商和维修企业的市场份额。
飞机制造商在数据分析领域中占据了绝佳的位置,并且也已经开始付诸行动。他们除了为新型飞机配备了大量可以传输数据的传感器,还在通过数据管理加大其附加服务范围。
空客发布了其可用于A320和A330飞机的Prognostics&Risk Management(PRM)工具,并且正在研发可用于A350和A380的版本。PRM通过使用飞机健康管理系统收集的数据进行计算,从中识别可能预示着组件发生失效的退化趋势。该工具主要适用于对整机可靠性产生重大影响的系统。
2016年7月,波音公司宣布与微软公司达成合作,波音将其基于云计算的航空分析应用转移至微软公司的Azure云计算平台上。这也是波音不断发展其“数字化航空公司”保障计划行动的一部分,波音将利用旗下的Jeppesen等子公司帮助航空公司建立闭环分析和反馈系统,以便于为其从燃油消耗到机组成员等各方面节省运营成本。
庞巴迪也在其C系列飞机上配备了先进的健康管理系统,该系统具备实时向地面传输飞机数据的能力。尽管该系统目前仅在C系列飞机上得到应用,但该公司正在考虑将其推广至更多机型上。
发动机制造商也是数字化的重要参与者。其中,GE航空是数字化领域的最大“玩家”。为了建立其Predix数据分析系统和软件生态系统,GE航空组建了一支由20000名研发人员组成的研发团队。Predix系统运行着可分析庞大数据流的软件程序,可帮助工程师和数据分析师识别原先难以觉察的趋势。2016年底,GE航空宣布将基于Predix建立一个数据交换系统,允许航空公司、租赁企业和维修企业通过该系统完成飞机配置信息和维修记录等数据的交换。这一数据交换平台是首个关注整个飞机机队的应用程序套件,将推动GE航空在航空领域步入更深层次的“数字工业化”变革。此外,为了适应航空业新的数字化发展趋势,GE航空也在不断致力于研发最新的数字化设备。
普惠公司表示,该公司在2015年内完成了十多个数字化分析项目,其中包括建立监控发动机性能事件的预测模型。该模型首先将应用于PW4000发动机上,随后扩展至已经成为了普惠公司的数字分析测试平台的V2500发动机。此外,普惠公司预计将在2017年内面向市场推出一系列新型数字化产品。
与GE航空、普惠一样,罗罗公司也将帮助航空公司提升运营效率作为其进军数字化领域的主要机会。罗罗公司已经宣布与微软公司达成合作,利用微软公司的Azure云计算平台,为航空公司提供除发动机修理之外的一系列服务,包括帮助航空公司降低燃油消耗和进行航线优化等。
飞机零备件供应商也在推动其电子化进程。拥有包括传感器在内的完整产品线的UTC航空航天系统公司(UTAS),组建了一支分析专家团队,正在与50多家大型航空公司合作进行飞机维修分析和预测。UTAS还在不断研发可改善飞机内部无线通信的新光谱带宽和标准,使得在客舱中部署更多传感器变得简单可行,最终实现更好的诊断效果。
维修企业也正在深耕数据分析领域。汉莎技术已经建立了一个名为“Condition Analytics”的独立平台,用于精确预测部件的更换时间。这项工具的研发目的是为了最大化部件的可靠性、可用性和安全性,目前可用于混合机队的预测,但并不属于汉莎技术保障合同的组成部分。作为创新型维修企业的代表,法荷航维修工程公司(AFI KLM E&M)推出了Prognos,其定位是一整套完善的预测性维修数据分析工具。该工具中包括发动机监控软件,可为该公司保障范围内的所有发动机进行数据监控。法荷航维修工程公司也正在进行空客A380、波音747和波音787的非发动机部件数据分析的研发工作。此外,该公司计划基于其丰富的实践经验,向航空公司客户提供应对航班取消和延误的服务,这项服务也将成为对制造商现有服务的有益补充。
客舱内饰改装成为投资热点
近年来,受航空公司对客舱品质差异化追求的影响,客舱内饰改装掀起了热潮,不管是更先进的机上娱乐系统还是更豪华的客舱内饰,都成为了改装热点。另一方面,IATA的数据显示,2016年是航空公司净利润连续增加的第5年,连续增加的利润率意味着航空公司拥有充足的资金进行各项客舱内饰的改装升级。客舱内饰改装升级的巨大利润空间,以及航空公司之间在长途航线客舱舒适度方面白热化的竞争态势,共同推动客舱内饰制造商对产品创新的热情,但与此同时也引发了意料之外的供应链问题。
根据Tronos航空咨询公司的一项研究报告显示,2015年,全球民用航空机队的运输量为340万人次。在2015-2024年间,民航运输市场的总需求量将增加至660万人次,其中90%的需求来自于经济舱。但从供货方的角度来看,所有的经济舱座椅并不完全属于同一类产品。例如,两家航空公司可能会为同一款机型订购相同的座椅,但他们却会对于座椅产品有不同的规格要求,这将导致这些座椅的生产流程并不相同,增大了座椅供应链的生产压力。
商务舱座椅的生产所面临的难度更大。众所周知,2015-2016年间,卓达宇航面临着巨大的生产压力,即便卓达宇航旗下专业制造座椅外壳的工厂在过去两年间的产能扩大了两倍,但目前仍积压了大量待交付订单。座椅外壳是承载大多数部件(包括机上娱乐系统、豪华的外观件等)的主框架,占整个商务舱座椅总成本的60%,客舱内饰制造商在其生产过程中面临着诸多挑战。
旺盛的客舱改装需求也在挑战客舱内饰制造商的生产能力。在不断加快的客舱产品研发步伐和航空公司追求优质客舱体验的驱动下,目前高端头等舱和商务舱内饰产品的服役时间不会超过5年。即使不改变飞机的客舱布局,如波音787等长航程宽体飞机也需要每两年进行一次客舱翻新。Tronos公司指出,每年新交付座椅中的50%将用于满足售后服务市场的需求。典型商务舱内饰的寿命为5~7年,经济舱内饰的寿命为10年,这意味着在2008-2009年之间生产的客舱内饰产品已经到了需要更换的时间节点。对于客舱内饰供应商来说,为了满足客舱改装需求而生产的客舱产品与新飞机上将要使用的客舱产品的生产工作内容几乎相同,唯一的区别是两者的交货时间。用于客舱改装的内饰产品交付周期相对较短,约为6~8个月;而新飞机需要的客舱新产品则通常需要完成更多的认证工作和制造商要求的审查工作,这些工作将使得一款新产品的交付周期长至24个月。
另外一项挑战是新一代飞机进行内饰改装的时机。通常,重维修检查是进行退租或客舱改装的最佳时机,但采用了先进制造技术的空客A350和波音787飞机不再需要向传统飞机那样每5~8年进行一次大规模的重维修检查。因此,新一代飞机的客舱改装需求也给航空公司和维修企业造成了困扰,因为无法像以前那样将客舱翻新工作安排在飞机进行重维修的停场期间完成。
此外,随着航空公司的盈利能力再创新纪录以及制造商新飞机生产能力的提升,客舱内饰供应商的生产能力将需要接受新一轮的考验。考验的严峻程度则取决于多种因素,其中包括新客户的数量及其对客舱产品所提出的功能要求的多少,这对供应商来说通常意味着需要完成更多的工作。
航材领域的发展也值得关注
二手可用航材(USM)仍然在零备件采购中占据重要地位。奥纬公司认为未来十年中,二手可用航材市场的市值将达到35亿~40亿美元,复合年均增长率高达5.9%,而其他所有种类航材的复合年均增长率为4.3%。
此外,售后服务市场中另外一些值得投资的热点还包括大型航空公司的供应链管理,以及最小化零备件库存等智能化新技术。因为当前及未来会有很多航空公司之间或其业务之间会发生整合。