從航空市場需求到飛機設計要求

葉葉沛 / YE Yepei

(中國商用飛機有限責任公司，上海 200120)

從航空市場需求到飛機設計要求

葉葉沛 / YE Yepei

(中國商用飛機有限責任公司，上海 200120)

首先討論了確定新研發商用飛機設計要求所需的航空市場信息的統計和分析，然后介紹了把航空市場需求轉化為飛機設計要求的方法。

航空市場需求；飛機設計要求;民用飛機

0 引言

飛機、電腦和手機的最初問世，來自人類的夢想和創新，創新引領了時代的進步和市場的發展。但是，在絕大多數情況下，這種“創新引領市場”的方式并不常見，“市場需求引領產品研發”的方式才是促進企業發展和產品更新換代的基本方式。

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

進入80年代之后，美國放松了對民航市場的監管，大批新航空公司進入市場，機票價格競爭白熱化，航空乘客爆發性增長，航空運輸業開始走向市場化和大眾化。對擴大市場和降低成本的追求，迫使航空公司在機型選擇時，從關注技術先進性，轉向了關注市場適應性和運行經濟性。飛機制造商的飛機研發目標，從追求“更大、更快、更高”，相應轉向了追求“更經濟、更環保、更便捷”。在這場從“創新引領市場”到“市場需求引領產品研發”的大轉變中，不少著名的民機制造商(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爭霸的局面。

今天的民機制造商已充分意識到，深入研究市場與客戶的需求，精準定義飛機的設計要求，研發市場需要的飛機產品，是攸關企業生存興衰的命題。

1 市場和客戶需求的統計和分析

制造商研發新機型的類型(支線機、窄體機或寬體機)選擇，取決于制造商的市場戰略和研發能力。在選擇了研發機型的類型后，就可以有針對性地對下述市場和客戶需求信息進行統計和分析。

1) 各市場區的基本市場環境

市場環境的數據采集和分析，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的航空市場發展需求和前景做出合理判斷和預測。

(1)人口環境

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%，經濟活躍，將是未來的寬體機最大潛在市場。寬體機制造商尤其要關注樞紐機場所在大型城市的人口總量及其經濟對周邊地區的輻射和牽引作用。

(2)自然環境

自然環境特點既可能是市場機遇，也可能是市場風險。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勢和石油的資源優勢，大力發展樞紐航空，成為寬體機的重要市場?！扒u之國”的印度尼西亞，具有發展支線航空的天然優勢。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場，發展地面交通不如發展航空運輸，但航空運輸面臨成本高的挑戰。

(3)經濟環境

GDP總量和年均增速、經濟體制、經濟發展階段、稅收政策、存貸款利率、居民可支配收入水平和機票價格體系等經濟環境因素，對航空運輸市場產生最重要和直接的影響。統計表明，航空運輸增速的90%來自GDP增速。經濟增速較快的亞太地區已取代北美成為全球最大的航空市場。新經濟體(中國和印度等)未來將成為寬體機的重要市場。

(4)基礎設施環境

通信和交通(高鐵、高速公路、碼頭和機場)網絡等基礎設施環境，對民航市場(尤其是寬體機市場)的發展產生積極促進作用。前幾年人們曾猜測中國高鐵與航空之間將發生激烈競爭，但由于中國民航及時調整了民航產業的發展方向，高鐵的快速發展并未抑制航空運輸的發展。

(5)政治法律環境

政治和法律環境與經濟因素之間存在互相聯系和制約。航空產品往往涉及產品和技術的進出口，在國際商務領域，國與國之間的政治和法律關系可能超越一般經濟利益關系，對產品進出口、國際投資以及技術經濟合作產生重大的制約。

(6)科學技術環境

科技進步影響資源利用和生產效率，影響消費需求。例如，當飛機進入非洲市場時，制造商必須在對當地飛機運營人員的培訓和技術支援等方面增加投入。

(7)社會文化環境

信仰和價值觀、道德和行為準則、消費觀念和生活方式、民俗和習慣、語言文字等，這些軟環境因素不具備強制的約束力，但其對旅客的行為方式和消費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、客艙娛樂系統和客艙餐食有不同感受和要求。

2) 目標航空市場的需求

飛機座級、設計航程和起降距離等重要設計要求的選擇，主要依據對下述目標航空市場現狀的分析。目標航空市場現狀信息，來自客戶訪問或公共網絡。

(1)目標航空市場航線的統計和分析

針對研發新機型的類型，進行航線的統計和分析。如果新研發機型的設計航程不小于目標航空市場的最長航線距離，則意味著新研發飛機將覆蓋全部目標市場的航程要求；如果設計航程小于目標航空市場的最長航線距離，則意味著新研發飛機將放棄部分市場，但將獲得降低最大起飛重量和發動機推力的好處，提升飛機的經濟性。折衷和優化是有經驗的飛機設計師慣用技巧，通過對商載的權衡選擇或研發衍生型飛機，可為不同客戶提供其所需的客座和航程能力。

(2)目標航空市場的客流量、航班頻率和上座率統計和分析

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化運力配置的最重要基礎(見表1)，也是制造商確定新研發機型座級的參考依據。當航線客流量增長時，航空公司的應對措施可以是加大機型，也可以是增加航班頻率。當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了航空運輸的核心價值“省時”，是航空公司最重要的競爭手段之一。

表1 市場規模與機型的選擇

(3)目標航空市場運營的機場統計和分析

確定新研發機型起降性能要求的基礎，是對目標航空市場運營機場的統計和分析。所要求統計和分析的機場數據包括：跑道標高、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據。有些中小機場或經濟欠發達地區的機場，起降條件較差，要滿足在這些機場的起降要求，可能需要飛機安裝較大推力的發動機，或加大機翼面積，這將導致經濟性降低，設計師需要在機場適應性和經濟性之間做出權衡。

(4)航空公司現有機隊統計和分析

對潛在客戶的現有機隊規模、機型、機齡、所有權性質以及機隊發展規劃等信息的統計和分析，將有助于確定新研發飛機市場的優先方向和延伸方向，有助于精準定義飛機的設計要求。

3) 民航乘客的需求

民航乘客是商用飛機的最終用戶。在機場和機上進行民航乘客問卷調查，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。公商務乘客與休閑度假乘客，需求有不同的關注點。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，設計師在航線網絡構建設想和客艙布置設計中，需要重點考慮乘客的核心需求和基本需求。

2 把市場需求轉化為設計要求

第1節討論了市場和客戶需求。但是，僅利用市場和客戶需求信息，還不足以確定飛機設計要求，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，適航證是飛機進入市場的“入場券”；第二，確定適用的設計標準，設計標準是行業內廣泛認可的技術標準；第三，確定競爭要求，競爭要求是確定飛機設計指標的重要基礎。本節僅討論后兩項內容。

1) 設計標準

為了準確定義飛機技術指標，應首先給定技術標準。在概念設計中涉及的最重要的設計標準有以下幾項。

(1)旅客平均重量(包含行李)標準

多數現役民用客機的旅客平均重量(含行李)采用200lb的標準。隨著社會健康水平的提升，人的平均體重明顯提高，新研發的民用客機可能采用更高的旅客平均重量標準。2009年EASA(歐洲航空安全局)公布的基于統計得到的旅客平均重量標準為105kg。

(2)任務飛行剖面假設和備份油標準

飛機的設計航程，與任務飛行剖面和備份油標準有關。對于干線飛機而言，任務飛行剖面通常選擇“遠程巡航速度+階梯巡航”的巡航方式，備份油標準采用“1500ft待機30min+飛往200n mile備降機場+ 5%航段用油”的標準，并考慮85%概率的航路風。

(3)使用空重

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

(4)客艙布置

客艙舒適性標準不同，客座數將不同，技術性能指標也將不同?？团撟闻啪嗤ǔ绦邢率鲈O計標準：經濟艙32in，公務艙38in，頭等艙78in。

(5)直接運行成本分析模型

飛機的經濟性評估，必須有一個可信的直接運行成本標準分析模型。歐洲航協(AEA)要求進入歐洲的民機采用AEA直接運行成本分析模型來評估經濟性。

2) 競爭要求

競爭要求是確定飛機設計指標的重要基礎。確定競爭要求，就是確定飛機的設計特色和“賣點”。一旦飛機設計師依據本制造商的研發能力和可利用的技術儲備，選定了研發機型的競爭優勢項目，飛機的設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、設計航程、起飛/著陸場長、起飛/著陸限重、單發升限和輪擋性能等；

(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)經濟性競爭分析，包括直接運行成本分析、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.商用飛機經濟性[M].上海：上海交通大學出版社，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：民用飛機市場研究。