南宫NG28中国大飞机专题报告：适航取证是决定C919能否腾飞的关键

　　11 月 27 日，中国民用航空器适航审定中心向 C919 签发首个 型号检查核准书（TIA）。这意味着 C919 飞机构型基本到位， 飞机结构基本得到验证，各系统的需求确认和验证的成熟度能 够确保审定试飞安全有效；

　　我国民用客机在设计制造水平方面与国外相差不大，线 飞机迈向商业运营的是适航取证阶段。

　　适航证主要包含型号合格证（TC）、生产许可证（PC）和民航当局对每架飞机制造符合性的批准（AC），这三种证书（TC、 PC、AC）在管控范围上层层递进，重要性和获得难度逐次下降。我们认为，民航当局制定的适航标准相对严格、适航审定 当局缺乏完整的适航审查体系、ARJ21 缺乏前级机型的研制经 验，是导致 ARJ21 取证时间长达 6 年的三大原因。

　　相比于 ARJ21，虽然 C919 试飞科目更多，难度更大，但是后者投入试飞的飞机数量和场地数量更多，尤其是阎良综合气 候实验室的建成使用，可以突破高温高湿、高寒、自然结冰等 科目对自然气候条件的依赖。另外，民航当局在 ARJ21 适航取 证过程中锻炼了能力，积累了经验，建立了体系。目前 C919 全部六架试飞飞机均已投入试飞，在全国多地进行 “多线程”试飞取证工作。今年虽然受到了包括新冠疫情在内 的多种因素影响，C919 依旧准时完成了既定目标，获得 TIA， 没有耽误进度。我们判断，C919 的适航取证要比 ARJ21 顺 利，预计能够在 2021 年如期取得适航证。

　　民用飞机被业内分为支线飞机和干线飞机。我们国家的定义是 100 座以下的飞机 为支线飞机，主要在国内城市之间飞行，100 座以上是干线飞机，多用于国与国之间、 洲与洲之间长途飞行。目前的干线飞机市场几乎被波音和空客两家公司垄断，支线飞 机主要由加拿大庞巴迪、巴西航空垄断。

　　ARJ21 新支线飞机是我国首次按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的 中短程新型涡扇支线客机，也是中国首次按照 FAR25 部申请美国联邦航空局（FAA） 型号合格证的飞机。

　　ARJ21 是我国第一款正式投入商业运营的支线 日，成都航 空公司航班号为 EU6679 的 ARJ21-700 飞机搭载 70 名乘客从成都飞往上海，标志着中 国自主研制的首架喷气式支线 正式以成都为基地进入航线运营，这是中国 民用飞机发展的重要里程碑，中国的天空首次迎来自己研发的喷气客机。

　　尽管在过去四年多的商业运营中，ARJ21 的航线 座城市，安全运 送超过 130 万名旅客，取得了相当优异的成绩，然而在成功运营的背后，ARJ21 在我 国自主知识产权飞机发展的道路上可谓一路坎坷，走了不少弯路，从研制到取得适航 证再到正式投入商业运营历经了无数困难。也为后续大飞机 C919 和 C929 从立项、研 制到商业运营的发展之路起到了灯塔的作用。

　　一架飞机从首飞到真正投入商业运营大致需要研发试飞、适航试验等等项目。 ARJ21 已于 2014 年 12 月拿到型号合格证（TC，适航证之一），两年多之后又再次拿 到了生产许可证（PC，适航证之二），截至目前已经成功商业运营四年有余；而目前 C919 仍处于首飞成功之后的高强度、大密度的试飞当中，近日，C919 取得中国民用 航空器适航审定中心签发的型号检查核准书，正式进入局方审定试飞阶段。

　　飞机的研制生产需要大量的资本投入，每多花一年的时间就意味着飞机成本的 大幅提升。我国运-10 项目的流产很大原因可以归结为资金的不足。我们抛开 ARJ21 技术方面为 C919 带来的积累和经验，从时间节点上来对比两种机型的发展进度，并 将 C919 和其竞争对手空客 A320 的发展进度也进行对比。

　　我国民用客机在设计 到制造水平方面与国外相差不大。但从首飞到取得适航证这段路程，ARJ21 走了 6 年， 而 A320 仅仅走了 1 年左右。对比可以发现国外竞争机型从首飞到取证时间间隔明显 比我们短暂。

　　型号合格证（TC）、生产许可证（PC）、民航当局对每架 飞机制造符合性的批准（AC）。三证（TC、PC、AC）都是民航当局颁发给飞机制造商 的，仅表明飞机的设计和制造符合了适航要求，包括飞机内部的相关的设备及系统。 这三种证书在管控范围上层层递进，重要性和获得难度逐次下降。在我国这些证书主 要由中国民用航空局（CAAC）负责。

　　更重要的是，对于民航总局而言，对 ARJ21 的适航审定也是对适航审定队伍的一 次重大考验。在中国民航总局颁布《运输类飞机适航标准》（CCAR25）以来，ARJ21 是第一个根据该标准进行适航审定的飞机。在 ARJ21 的适航审定中，民航总局的适航 审定人员即是考官，又是考生，因此其取证合格也是对中国适航审定能力的一次检验。

　　总体来说，ARJ21 适航证的取证过程，也帮助我国建立了一套完整的适航证测试取证 体系。

　　由于对各类试验和证书申请没有经验，因此 ARJ21 的试验取证走了不少弯路， 其结果就是花费 6 年时间才将型号合格证（TC）收入囊中。以自然结冰试飞项目为 例，为完成 ARJ21 自然结冰试飞，中国民航局的试飞团队从 2011 年至 2013 年间先后 四次前往新疆乌鲁木齐寻找合适的云层。然而仅 2012 年二进乌鲁木齐那次捕捉到了 适合的气象环境。由于那次气象条件很短暂，试飞团队仅完成了部分试飞验证，最终 ARJ21 于 2014 年在加拿大五大湖区域成功捕捉到了合适的气象条件，完成了剩余试 飞验证。

　　此外，我国对航空运输业相关的安全指标各项要求相较其他国家更为严格，2016 年中国民用航空局局长冯正霖表示，我国民航百万架次重大事故率为 0.036，是同期 世界水平 0.43 的 1/12，这成就的背后是我国民航当局十分苛刻的标准和要求；另一 方面，两种客机目标是国际市场，从设计标准到适航审查流程都采用了国际上最严格 的标准，以便后续能顺利通过 FAA 和 EASA 适航认证，与波音、空客、庞巴迪等国际 航空巨头同台竞技。

　　因此我们可以将 ARJ21 的 6 年漫长取证之路归结为三点：1）CAAC 在制定适航标 准上直接采用了航空强国平行甚至之上的标准，项目数量和难度偏大；2）CAAC 在适 航审查过程中缺乏经验，许多试验和程序推进缓慢；3）中国商飞相较波音、空客和 庞巴迪等老牌飞机制造商来说基础薄弱，在飞机的设计、制造方面存在不足，同时又 缺乏前级机型的研制经验。

　　因此我 们有必要从中挖掘分析 ARJ21 的取证过程，以便对 C919 的取证过程和时间节点进行 判断和推测。

　　因此，参与试验的 原型机数量越多，越有利于试验分阶段、高效的进行；2）高寒试验、高温试验以及 自然结冰试验的试验次数均大于一次。因此，与自然环境有关的试验往往相对麻烦， 需要多次试验；3）从首飞到取证，每项试验平均间隔为 117 天。

　　1）参与试验飞机数量方面：两种飞机都采用了边生产边试验的方式，C919 计划 投入 6 架试飞飞机全面开展失速、动力、性能、操稳、飞控、结冰、高温、高寒等科 目试飞；同时有两架地面试验飞机分别开展静力试验、疲劳试验等工作。其中 101 架 机主要测试飞机在不同高度、速度下的飞行性能；102 架机主要测试飞机动力装置、 燃油及惰化系统、电源系统、环控系统的稳定性和可靠性；103 架机主要测试飞机颤 振、空速校准、载荷和操控稳定性；104 架机主要测试航电系统、起飞着陆、自动飞 行系统和自然结冰等相关科目；105 架机主要承担刹车调参、排液、电源、防火、环 控等试飞任务，以及高温高湿和高寒等专项试飞；106 架机主要测试飞机客舱系统、 照明、外部噪声等科目。

　　目前全部六架试飞飞机均已投入试飞，分别在陕西阎良、江西南昌、山东东营、 内蒙古锡林浩特、新疆吐鲁番以及甘肃敦煌等地进行“多线程”试飞取证工作。六 架试飞飞机的首飞时间分别为 2017 年 5 月 5 日、2017 年 12 月 17 日、2018 年 12 月 28 日、2019 年 8 月 1 日、2019 年 10 月 24 日、2019 年 12 月 27 日，首飞时间间隔依 次为 226 天、376 天、216 天、84 天、64 天。由此可见，在初期摸清性能，克服瓶颈 之后，C919 的生产和试飞进展不断提速。尤其是 2019 年，中国商飞实现了 104-106 架机“三机首飞”。综合来看 C919 参与试验的飞机数量比 ARJ21 多一架，且生产和首 飞进度明显快于 ARJ21。

　　2）试验项目方面：从试验科目数量上看，ARJ21 取得 TC 证时，完成了 528 个验 证试飞科目，而据《中国民航报》报道，C919 首飞成功后，还要进行 729 个科目的试飞才能完成试飞取证任务；从试验复杂程度上看，民航飞机越大载客量越多则对安 全性和其他指标要求会更加严格，特别地 ARJ21 采用的是传统的正杆操纵，而 C919 是侧杆操纵，侧杆操纵更依赖于系统集成，系统复杂程度比 ARJ21 进一步提升。此外 还有复合材料结构的验证、电传操纵飞行控制律的验证，综合航电系统等技术难题需 要攻克。

　　而在高温高湿、高寒、自然结冰等难度较大试验方面，C919 拥有极大的优势。此前 ARJ21 因找不到合适的自然条件，在这些科目上停滞了很长时间。2017 年中国 飞机强度研究所副总师成竹透漏，为了减少成本、节约时间，我国早在 2014 年就于 西安阎良开始建设一个飞机综合气候实验室，该实验室可在一个封闭的保温空间内， 运用多项先进技术来模拟各种环境。根据报道，该实验室规模与功能比肩美国麦金利 实验室，后者是世界上最大、最先进的飞机气候实验室。这能让我国不再受限于自然 环境，可人工控制“变天”，在很短的时间内获得大量试验数据，大幅度缩短测试时 间，降低成本。同时，航空工业开展了气候环境试验技术及试验方法研究，编制了实 验室相关操作规程，形成了飞机气候环境试验标准，已逐步构建起飞机气候环境试验 技术体系。

　　根据中国航空新闻网报道，2019 年 6 月 11 日，实验室迎来了某型民机全状态飞 机，后续将开展相关气候环境适应性试验。从某型民机全状态飞机，再结合 C919 的 101 架机早已与 2017 年 11 月 10 日转场阎良，同时参考我国于 2017 年 10 月 17 日与 美国签署新的《适航实施程序》并且当日生效，三个条件基本可以确定这架进行试验 的飞机是 C919 的 101 架机。

　　那么在综合气候环境实验室的加持下，C919 将极大的缩 短高温高湿、高寒、自然结冰等科目的验证，原本在 ARJ21 验证中耗时 4 年的自然 结冰试验或将在几天至数月内完成，这也无疑会大大加速整体试验进程。

　　3）试验规划及支持力度方面：从试验队伍经验和水平看，经历了 ARJ21 项目后 适航审定团队以及其他参与试验的人员都具备了相关经验，可以对冲掉部分因 C919 试验复杂程度增加而带来的试验耗时增加。从 ARJ21 首飞到完成 2.5G 情况极限载荷 静力试验时间间隔 577 天，而 C919 从首飞到完成相同试验时间间隔仅为 433 天就可 以看出大飞机的试验进度明显加快。

　　此外，在试飞场所方面，C919 在试飞时计划采取“1+M+N”形式，“1”是指上海 试飞主基地；“M”是指陕西西安阎良机场、山东东营胜利机场和江西南昌瑶湖机场等 辅助试飞基地；“N”是指适合特殊气象条件验证试飞的各种机场。其中东营试飞基地 和瑶湖试飞基地的建成时间均在 ARJ21 取得 TC 之后。C919 的 102 架机已于 2018 年 7 月 12 日转场东营，并于 2018 年 10 月 27 成功转场瑶湖，标志着两个新的试飞基地已经具备了基本的试验能力。新试验基地的投入也将会为 C919 适航取证进程增添新的 动力。

　　4）外部环境：2017 年 10 月 17 日我国与美国签署新版《适航实施程序》并于当 日生效，意味着 C919 若获得我国民航局颁发的适航证书也将会被 FAA 承认(针对中美 适航条款中有差异的部分，仍需要完成 FAA 的补充认证)，而 2019 年波音 737MAX 事 件导致 C919 的竞争机型陷入不信任危机，C919 将面临千载难逢的国际市场机遇。

　　可以看出与 ARJ21 取证时相比，除 C919 本身的试验科目和难度增加外，其余指 标均能在 C919 的取证过程中起到明显推进作用，特别是阎良综合气候实验室的建成 对以往环境类试验提供的极大便利性，基本可以确定 C919 能够在 2021 年取得 CAAC 颁发的 TC 证书。进一步可以展望 C919 在 2021 年下半年实现正式交付和商业运营。 可以说，踩着 ARJ21 伤痕累累的身躯而问世的 C919，在首飞后的三年半内取得 TC 证 书，既是众望所归，也是在所不辞。

　　（FAA）型号合格证的飞机，也就是说 ARJ21 打出生起就瞄向了国际 市场。作为一款要与庞巴迪 CRJ 系列和巴西航空 Embraer 同台竞技的支线飞机，要想 在国际市场上斩获有规模的客户和订单的必要前提是，取得 FAA 或者 EASA 的适航认 证，仅取得中国民航局的适航认证是远远不够的。

　　欧美的适航认证条款，往往由波音、空客等航空制造公司参与制定，极易成为航 空巨头构筑行业壁垒的工具南宫NG28，成为西方国家政治博弈的砝码。在 ARJ21 的研制、生产 和试验过程中，中国民航邀请 FAA 全程伴随，作影子认证，但由于种种原因 ARJ21 至 今尚未得到美国 FAA 的适航认证，也未得到 EASA 的适航认证。ARJ21 的国际订单目 前仅来自泰国都市航空、刚果（布）交通部等需求体量十分有限的国家或部门。

　　相比 ARJ21，C919 在国际市场的取证方面可谓一帆风顺。在 FAA 适航审查方面， 由于 ARJ21 不愉快的合作经历，C919 目前还未申请 FAA 的适航认证。但在 2017 年 10 月 17 日 CAAC 和 FAA 签订了《适航实施程序》并于当日生效。这一协议的意味着两国 民用航空产品的全面对等互认，内容涵盖适航审定在设计批准、生产监督活动、出口 适航批准、设计批准证后活动及技术支持等方面的合作，即 FAA 承认 CAAC 颁发给 C919 的 TC 证书（当然也可选择再进行额外检验），基本可以认为 C919 将会同时取得 中美两国的适航认证。

　　在 EASA 适航审查方面，C919 通过 CAAC 向 EASA 方面递交了型号合格证申请， 2016 年 4 月，EASA 受理了 C919 型号合格证申请。在之后的时间中，吸取 ARJ21 申请 FAA 适航证的经验教训，我国在 EASA 适航证的申请上十分重视。截至 2018 年 11 月 22 日，民航上海审定中心、EASA、中国商飞在上海联 合召开 C919EASA 认可审查项目经理（PM）会议，对认可审定基础达成一致意见，并 签署了 C919 项目信息文件（Project Information Document，PID），这标志着 C919 飞机 EASA 认可审查由技术熟悉阶段（Phase I）正式转入认可验证大纲及认可审查介 入范围确定阶段（Phase II）。

　　因此我们可以判断 C919 获得国际适航证只是时间问题，而拿到适航证是得到民 航当局的认可，离市场认可还存在距离。目前 C919 累计客户 28 家，订单超过 1000 架，其中大部分来自国内，取证后尽快组建足够规模的国内机队，是赢得国际市场认 可的必要之路。

　　根据民航局发布的《2019 年民航行业发展统计公报》，截至 2019 年底，我国民 航全行业运输飞机期末在册架数 3818 架，比上年底增加 179 架，同比增长 4.92%。 客运飞机 3645 架，占运输机队比重为 95.5%，其中，宽体飞机 457 架，占比 12.0%； 窄体飞机 2997 架，占比 78.5%；支线 架，占 运输机队比重为 4.5%。

　　未来 20 年，全球航空市场将有 40664 架新机交付，价值约 6 万亿美元（以 2019 年目录价格为基础），用于替代和支持机队的发展。其中，涡扇支线 万亿美元；单通道喷气客机交付量为 29127 架，价值约为3.44 万亿美元；双通道喷气客机交付量将达 7219 架，总价值约为 2.3 万亿美元。到 2039 年，预计全球客机机队规模将达 44400 架，是现有机队的 1.9 倍。

　　未来 20 年，中国航空市场将接收 50 座以上客机 8725 架，市场价值约 1.3 万亿 美元（以 2019 年目录价格为基础），折合人民币约 8.97 万亿元。其中，50 座级以上 涡扇支线 座级以上单通道喷气客机交付 5937 架，250 座级以上 双通道喷气客机交付 1868 架。到 2039 年，预计中国机队规模将达到 9641 架。

　　假设资产置换明年完成，给予公司 4%的净利率，在“十四五”峰值时期，公司 军机+民机利润将有望达到 35.8 亿元。预计公司 2020-2022 年分别实现营业收入 402 亿元、520 亿元和 626 亿元，实现净利润 7.26 亿元、12.3 亿元和 15.2 亿元，分别增 长 27.6%、69.2%和 24%。