书接上回。下午我们提到凌空天行发布比协和更快、甚至不需要起落架的超音速飞机(http://t.cn/A63wwhIX )。这贴简单聊聊,这个公司、这个产品以及2027年推出原型机、2031年正样产品首飞的时间表靠不靠谱。
【1】凌空天行是个什么公司?
普通人对这个这个公司可能有点陌生,但在我国商业航天圈,它可以说无人不晓。凌空天行是全行业目前【发射次数最多】、【现金流最好】的企业。2018年成立以来,已经执行了90次发射任务,远超国内其它所有民营航天企业发射次数的总和。
凌空天行的业务聚焦于相对蓝海的临近空间飞行服务。临近空间指距地面20 - 100公里空间,这里空气稀薄但又没有完全消失,在这里飞行会呈现航空和航天交织的相对复杂形态。过去,由于人类技术有限,飞行器特别低成本民用飞行器会尽量避免长时间在临近空间停留,要么更低、要么更高。但是现在,随着控制、气动、材料、动力等学科进步,以及一些尖端技术下放,航空航天强国也开始利用临近空间。
凌空天行目前的主要业务,就是为需要在临近空间开展飞行试验(不论整机还是单机、材料、零部件)的单位,包括央企、民企、高校等等,提供能够满足试验条件的飞行平台。与风洞等地面试验相比,这些平台能够提供完全真实的实验环境,而且费用和试验周期往往更有优势。
因为要服务不同客户,所以凌空天行这90次任务所用的平台,基本都个性化定制,有的长得像火箭、有的长得像飞翼、有的不可描述……总之,研制生产难度很大,但丰厚的订单已经说明了客户的评价。
而高速飞机,则是凌空天行近期决定自研的项目,有别于之前的客户下单产品,但可以充分借鉴使用之前的技术积累;
【2】凌空天行的高速客机长什么样?与以前的超音速客机有何区别?目前进度如何?
公司的高速飞机产品“窜天石猴”是采用燃油冲压发动机、运行于临近空间的高速飞机,无论动力还是气动外形,都有别于采用传统航空发动机的协和式客机。以汽车做类比,前者相当于为了高速而生的F1赛车,后者相当于进行了增速改装的普通汽车。虽然后者也能实现高速,但效率无法与前者比较。基于既往飞行实测数据推算,“窜天石猴”百公里耗油(按升计算)与类似重量的汽车相当,但飞行用时仅1分半。
凌空天行的高速飞机分为两个版本:较小的验证机和较大的正样产品。
验证机长7米,飞机总重量约1.5吨,巡航速度4倍音速(约每小时5000公里),航程3000公里左右,无人,计划2027年首飞;
正样产品长度扩大到约30米,类似波音737客机;巡航速度与验证机相当,航程则大幅提高,载客。计划2031年首飞。
目前,配套验证机的筋斗云400系列推力400公斤级冲压发动机已经成功进行试飞;验证机整机制造即将开始。
【3】公司设立的时间表靠谱吗?
决定时间表的一个关键因素,是产品形态 - 解决有无,还是投入商业载人飞行?
如果是前者,企业只要能成功完成首飞,即大功告成;如果是后者,则需要完整走完民用飞行器适航审定流程,以确保乘员安全。
用高考来类比适航审定:考试由确定考纲、命题、组织考试、判卷等体系化工作组成。以国产C919飞机为例,其首飞时,适航审定的考纲、命题基本已经确定,只需组织考试和判卷,最终也用了5年才交付商用;而目前对于临近空间飞行器,不论国外还是国内,连适航审定的考纲几乎还是一片空白。
因此坦率说,以凌空天行的既往表现,首飞验证机乃至首飞正样产品,是有可能较好把握住进度的,但载人运营为时尚早,甚至还不可预计时间。
这自然引出下一个问题:
【4】公司资金撑得住那么长时间吗?
与纯烧钱研发全新产品的创业企业不同,凌空天行有“两条腿”支撑研发,资金压力相对较小。
一是之前已经风生水起的对外试验服务会继续开展,持续创造现金流。去年12月到现在,公司基本1周1次发射,甚至春节前都还有一次任务;
二是高速飞机研发过程中的阶段性成果,也会及时变现。比如冲压发动机肯定先于整机成熟,成熟即可向市场销售。甚至就连无人验证机的运力就已经相当于目前市面上的中大型无人机,而且具有无以伦比的速度,已经具备承接运输、科研等任务能力。
因此,“窜天石猴”的研发过程,也是不断获得现金流的过程。
【5】既然临近空间高速飞机这么好,为什么其它航空航天强国进度好像不咋样?
美国、欧洲、俄罗斯等国家和地区,都在进行临近空间民用高速飞机研发,甚至纸面性能更好的发动机已经开展地面测试,但在实际飞行试验中鲜有建树。
在临近空间飞行器研发上,欧美国家没有实质性领先我国,或者说我国研制进展快的原因,主要有以下几个方面:
I)如前文所述,与传统航空相比,临近空间飞行器是完全不同赛道。在这一赛道上,此前各国都没有像传统航空那样投入海量资源,因此没有明显的起点差异;而我国还属于相对投入较多的选手,无论世界领先的风洞群,还是来自不同行业、不同单位的数量庞大的科研队伍,都为行业奠定了扎实技术基础;
II)我国试验条件较好,以凌空天行为例,在新疆拥有几乎覆盖整个塔克拉玛干沙漠的试验空域,并且国家在空域管理等方面给予了充分便利,使得高密度试验成为可能,而高密度试验又能够快速积累数据和团队经验,快速迭代精进;
III)团队作风。凌空天行提出了“大胆假设、快速求证、大步迭代”的口号,以充分利用前面两项优势。一个直观的例子:凌空天行特别提示,“窜天石猴”模型并没有起落架。他们的说法是,起落架在飞行中是无用死重,其目的只是在地面提供支撑 - 只要能达到这一目的,为什么一定要用起落架?
【6】高速飞机贵不贵,有没有人买?
公司的目标,是高速飞机结合速度优势,在票价上能够做到与传统飞机相比,具有吸引力。控制成本的措施包括但不限于:
优化设计,如前文所述,采用天生适合高速的设计,提高效率;
取消或者合并功能项,简化系统;
采用低成本材料,例如筋斗云400发动机,外壳就采用了廉价的市售钢管;
公司设计产品时不强调技术指标绝对领先,而重点从用户角度考虑性价比。“低成本才是高技术”,“刚刚好就是最好”。
【7】说了那么多好处,那么,高速飞机还有哪些挑战?
事物都是两面的。高速飞机从概念到实现,也还存在以下挑战需要克服,包括但不限于:
I)动力过渡。以“窜天石猴”为例,其巡航阶段使用高效的冲压发动机,但该型发动机难以在2倍音速以下稳定工作,因此飞机起降阶段需要其它形式动力,或固体火箭,或传统航空发动机,或其它。如何将这些装置与飞机有机结合,既满足安全性又不过多占用有效载荷,目前没有太多现成经验,还需要企业深度摸索;
II)气动加热、飞控、噪音等传统超音速飞机也会面临的挑战,在临近空间飞行器上往往会更加复杂;
III)与既有保障体系的兼容,例如机场设施、其它交通工具等等。其中技术是一方面,不同行业间协调也是大头;
IV)适航取证的时间和金钱成本。前文已经提及,不再赘述。
小结:“窜天石猴”是我国头部民营航天企业突破常规的大胆尝试,其技术力量和资源保障已经基本做到了同行最优,但由于产品在国内外都没有先例,不确定性也客观存在,且距离商用还有较长距离。
所以看大家从什么角度来看待这事了。
