單通道窄體客機發展和市場研究

趙長輝 王 猛 宋 凱 張繼斌 晨 曦

（中航沈飛民機有限責任公司工程研發事業部，沈陽 110169）

0 引言

單通道窄體客機是目前使用最為廣泛、數量最多、市場需求量最大的一類民用客機[1-3]。截至2018 年底全世界民用噴氣客機(含100 座級)總數約24 000 架，單通道窄體客機約占70%[4-5]，在航空運輸業中發揮著不可替代的重要作用。

窄體客機是飛機制造行業重點發展的產品，可以說是發展最活躍、更新速度最快的一類客機。窄體客機產品和技術持續發展更新，包括老機型升級和新機型開發，更新周期約15 年-20 年。窄體客機技術高度綜合、難度大、門檻高，產品研發需要綜合運用各種先進技術。一些民用客機新技術最先在窄體客機上應用，如電傳操縱、大型復合材料主承力部件(平尾等)、鋁鋰合金材料、超高涵道比齒輪傳動渦扇發動機等。

窄體客機技術研究和產品開發有重大經濟和技術意義。研發窄體客機能夠有效帶動航空技術及相關技術發展。本文梳理總結了窄體客機產品的發展和市場。

1 窄體客機概述

1.1 窄體客機的概念及其特點

窄體客機是相對寬泛的概念，沒有國際權威機構的嚴格意義上的統一標準。窄體客機與上端的寬體客機界限比較清晰，但是與下端的(大型)支線客機之間界限相對模糊，可以認為處于交叉地帶上的飛機產品類別有一定雙重性。

單通道窄體客機與雙通道寬體客機對應，基本特點：客艙只有一條中央過道(寬體客機為兩條)，單排6 座或5 座布局，少數飛機為單排4 座(經濟艙)；窄機身設計(相對于寬體飛機的寬機身)，最大寬度約4.0 m左右；座位數(標準兩級客艙布局)約100 座～200 座，少數機型達到200 座～250 座；(滿客)航程約4 500 km～7 000 km[6-18]。典型機型為波音737 系列和空中客車A320 系列等。

上述為當前窄體客機的粗略標準特征參數，是建立在典型窄體客機產品特性參數統計分析的基礎之上。對于特定機型，特別是一些新機型，某些參數可能與之不一致。隨著航空技術的進步和時代的發展，窄體客機產品的商載航程等性能和舒適性持續提升，特征參數不斷發展變化。

客機的技術性能參數和特性隨市場需求變化，與民航運輸業整體發展水平和規模、航線網絡及運行模式密切相關。20 世紀50 到60 年代以來世界航空運輸業持續增長，噴氣客機需求量持續增大，其中窄體客機的需求量最大。為了適應客流量和出行距離持續增大的情況，單通道窄體客機的座位數/裝載能力和航程不斷增大，呈現大型化的趨勢。

因此，在不同時代、不同技術水平和民航業發展水平條件下，單通道窄體客機的標準是不同的，整體上相關標準參數范圍持續增大。

1.2 窄體客機的分類

單通道窄體客機可以按照載客量/座位數和航程分為小型、大型和超大型三類。大型窄體客機為傳統主流機型，特點是：客艙單排6 座布局，約130 座～180 座(兩級布局)，滿客航程約3 000 nm～4 000 nm(5 500 km～7 400 km)。典型代表是波音737 和A320 系列的中小座級型，包括A319neo/A320neo，737-7/-8/-9。加上MC-21-300/-200、C919等新研制的機型。

超大型窄體飛機的特點是：標準兩艙布局座位數約180 座～250 座(主流機型座位數約180 座～200 座)，滿客航程約3 500 nm～4 000 nm(6 500 km～7 400 km)左右，最大起飛重量約90 t～100 t以上。典型機型為757-200/-300(2004 年停產)、A321neo/LR/XLR和737-10。歷史上此類飛機中最大的機型是240 座的757-300(市場反應較差，產銷量小，可視為非主流產品)。

小型窄體客機是最近10 多年發展起來的新類型，用于填補大型窄體客機與噴氣支線客機之間的市場間隙，典型飛機為空客A220(原龐巴迪C系列)和巴航工業E195-E2。小型窄體干線客機的特點是：客艙為單排5 座或4 座布局，座位數約100 座～130座(兩艙布局)，(滿客)航程約4 500 km～6 000 km左右。載客量-客艙尺寸和航程略小于傳統的大型窄體客機。巴航工業E-Jet系列飛機的初始定位是大型噴氣支線客機，因為E-195 座位數和航程超出支線客機傳統的100 座和約2 000 km的標準，可以看作是超大型噴氣支線客機或者超級支線客機。二代升級型E195-E2 飛機航程進一步增大，座位數增大，因此算作小型窄體客機。

單通道窄體客機分類如圖1 所示。

圖1 單通道窄體客機的分類

需要指出的是小型窄體客機的概念主要是由空客公司針對A220 飛機提出來的，還沒有被業界廣泛采用。另外，大型和小型窄體客機、(超)大型噴氣支線客機的相關分類標準和方法不是特別嚴格，類型概念相對寬泛，界限相對模糊。具體機型分屬于哪一類有一定主觀性。

從干線客機大的分類上看，分為小型(S)、中型(M)、大型(L)和超大型(XL)，相關標準如圖2 所示(空客公司)。小型客機包含幾乎窄體客機的全部，中型客機包含超大型窄體客機的遠程型。

圖2 干線客機的分類[5]

2 窄體客機產品發展

2.1 窄體客機產品發展歷程

道格拉斯/麥道DC-9/MD-80/MD-90、波音737、空客A320、波音757 是窄體客機的主要機型，基本上能夠完整反映窄體客機的整體發展情況。

道格拉斯DC-9 系列飛機于20 世紀60 年代初期研制，1965 年底取證和開始交付。第二代MD-80系列和第三代MD-90 系列飛機分別于20 世紀70年代末期和20 世紀80 年代末期開始研制。20 世紀90 年代末由于市場狀況不佳加上麥道公司被波音公司收購，MD-90 飛機停產，DC-9 系列飛機終止發展。

波音737 發展50 多年經久不衰(當前Max系列遭遇停飛問題)。第一代波音737 飛機于1964 年開始研制，1967 年底取證和開始交付客戶。在第一代基礎上又改型發展了三代，包括20 世紀80 年代的經典(Classic)系列(-300/-400/-500)，20 世紀90年代后期的NG系列(-600/-700/-800/-900)和2010年的Max系列(-7/-8/-9/-10)。由于737-9 運力偏小無法有效滿足市場需求，波音公司為有效對抗A321 系列飛機研發了737-10 飛機。

波音757 于20 世紀70 年代后期開始研制，1982 年底取證和開始交付，2004 年停產。發展定位是具有高燃油經濟性的中型中程客機，包括200 座的757-200 和240 座的757-300，航程約3 000 nm～4 000 nm(5 556 km～7 408 km)(最大可選重量)。

空客A320 系列(A320/A321/A319/A318)于20 世紀80 年代初正式開始研制，1988 年初取證和開始交付。A320 采用了電傳操縱等先進技術和先進設計，高舒適性大截面尺寸客艙，樹立了窄體客機的新標準，因此后來居上。2010 年底發起研制換發型 neo 系 列(A320neo/A321neo/A319neo)，A320neo飛機2016 年取證和交付。

從歷史上看，20 世紀60 到70 年代歐洲的三款窄體客機：英國飛機公司的BAC-111、霍克·西德利的“三叉戟”，法國達索公司的“水星”，在市場銷售方面都不成功。

前蘇聯/俄羅斯發展了一系列窄體客機產品，包括圖154、雅克42 和圖204 等。從整體上看，這些飛機性能相對落后，安全性差，產銷量相對較小，市場覆蓋面較小，因此不具有代表性。

21 世紀初，窄體客機市場形成波音737 和空客A320 兩大系列飛機壟斷的局面。一些公司(國家)針對特定市場需求，開始研制發展新的窄體客機，包括龐巴迪C系列、俄羅斯MC-21、中國C919 等型號。這些飛機采用最新設計和先進技術及系統，包括先進氣動力設計、全復合材料機翼、新型齒輪傳動高效率發動機、大尺寸客艙等。相較于波音737 和A320，技術上有一定的發展突破，性能有所提升。

為了應對競爭，波音和空客除了持續改進原有產品外，一直在計劃發展新一代飛機。據相關媒體報道，波音公司一直在推進新單通道(NSA)飛機和新中型飛機(NMA)項目，分別作為波音737 和757的下一代替代型飛機，研究工作持續很多年。NSA和NMA預期采用基于787 飛機的設計技術和一些全新技術及先進系統[19]。

2.2 窄體客機產品的發展特點

窄體客機產品研制發展生命周期長，經典機型波音737 和空客A320，截至2020 年的生命期分別接近60 年和40 年，遠遠超過其他客機。

窄體客機發展上采用持續改進和系列化的方式。持續改進設計的主要技術解決方案：加長機身，增大重量、商載、載油量等；改進氣動力設計，主要是機翼，增大機翼面積，改進后緣和前緣高升力系統，增加翼梢小翼，尾翼適應性更改；改進機體結構，采用新材料、新結構、新工藝，提高結構效率、可靠性和耐久性，起落架增強及加長(按需)；換裝先進發動機，改進發動機短艙和吊掛；更新機載設備和系統；座艙內飾系統升級等。

系列化發展方面，一種機型的一代產品中一般包含2 個～3 個機型，機型間座位數相差大約20 座～30 座左右。系列機型面向不同的細分市場，覆蓋較為廣泛的市場范圍，充分滿足用戶的需求。系列機型的主要差別是機身長度不同、應急出口數量和布局不同，機翼基本相同。機體結構、機載系統和設備有較高的通用性(約90%左右)。系列飛機的操穩特性/飛行品質基本相同，飛行員駕駛資格相同。

根據全世界第二代—第四代窄體客機產品的任務航程(滿客航程)和座位數(標準兩級客艙布局)繪制了發展圖譜，如圖3 所示。從圖譜可以看出窄體客機產品發展整體上呈現座位數和航程持續增大的趨勢。新一代產品的座位數和航程相對于上一代產品有較大幅度的提升。而100 座～130 座的市場空檔由新的小型窄體客機填補。

圖3 單通道窄體客機產品發展圖譜

3 窄體客機市場

3.1 市場需求和使用情況

從客機市場需求端——航空運輸業的整體需求看，由于世界經濟持續發展和人民生活水平持續提升，對航空運輸的需求不斷增大，世界航空運輸業從二戰之后一直保持穩定增長，20 世紀以來呈現高速增長的態勢，航空運輸業在全球交通運輸體系中的作用持續上升。半個世紀以來，美國以及西方發達國家的航空運輸業在世界上占主導地位。最近二三十年來，中國、印度等新興國家民航運輸業高速發展，在全世界航空運輸業中的地位大幅度上升，作用明顯增強。

窄體客機是針對特定的航空運輸市場需求而發展的。面向的航空市場主要是大國的國內中遠距離航線和中小國家密集區域的國際航線，也能兼顧近距離航線。最初主要是美國國內航線以及歐洲國家間的航線，后來擴展到世界其他國家和地區的國內國際航線。在整個航空運輸市場中，上述這些市場規模最大，對飛機的需求最大，以其為支撐，窄體客機成為數量最大的一類的客機。

窄體客機的用戶主要是干線航空公司和新興的低成本航空公司(LCC)。據統計，一些干線航空公司機隊中，窄體客機占比約70%～80%，有的公司甚至達到85%以上。很多低成本航空公司的機隊全部采用窄體客機，并且較大部分為單一系列飛機。很多支線航空公司也配備一些窄體客機。

3.2 窄體客機產品產銷數據

從市場供給方面看，道格拉斯DC-9/MD-80/MD-90、波音737、空客A320、波音757 幾款機型是1960 年代以來世界窄體客機市場的主導機型，其他一些非主導機型產銷量小、份額低。因此，這四款主導機型的生產交付情況，基本上能夠反映世界窄體客機市場的整體情況。

窄體客機市場主導機型隨年代而變化，不同年代，市場主導機型有所不同。

20 世紀60 年代中到20 世紀80 年代末，市場上的主導機型是波音737 系列和DC-9/MD-80 系列，后者的產銷量約為前者的70%。第一代和第二代737 系列飛機總產量3 132 架。DC-9 系列和MD-80 系列飛機總產量分別為976 架和約1 200 架。

20 世紀80 年代后期20 世紀90 年代中后期，A320 系列飛機開始交付并快速發展，與波音737 和MD-90 形成短暫的三足鼎立的局面，但是MD-90 飛機并不成功，1995-2000 年間的總交付量只有114架。20 世紀90 年代后期開始，波音737 和A320 主導窄體客機市場。

波音757 從20 世紀80 年代到20 世紀90 年代中后期是超大型窄體客機的主導機型，在其之后A321 逐步成為主導機型。

1967-2018 年，波音737 和A320 系列飛機年交付量數據如圖4 所示。1978-2005 年波音757 的訂貨交付情況如圖5 所示。

由于沒有DC-9/MD-80 系列飛機的年交付量統計數據，因此1960 年到20 世紀80 年代窄體客機交付量數據近似取波音737 交付量數據的1.7 倍。

1997-2018 年，737NG系列飛機總交付量6 854架(另有148 架公務型)。737max系列飛機總訂貨/交付量為5 012 架/376 架。

1988-2018 年，A320 系列共訂貨14 281 架，交付8 323 架，現役7 954 架，訂貨儲備5 958 架。(2019 年初數據)

1983-2005 年期間，757 系列飛機總交付量1 049 架，其中994 架757-200，757-300(1999 年開始交付)只有55 架。

新研制機型方面，截至2020 年4 月，A220 飛機訂貨642 架，共交付量113 架。E195/190-E2 飛機訂貨約300 架，共交付約80 多架。C919 和MC-21飛機訂貨分別為800 多架和近200 架。

圖4 波音737 和A320 系列飛機交付量統計(1967-2018)[1]

圖5 波音757 系列飛機訂貨和交付統計(1978-2005)[1]

綜合統計，截至2019 年底，全世界窄體客機訂貨量約13 000 架，包括波音737max、A320neo、A220、E195-E2、C919 和MC-21 等機型。2018 年窄體客機交付量約1 300 架。

3.3 近期市場特點

從機型的訂貨數據看，最近20 年，需求量最大的是150 座～160 座的大型窄體客機，即波音737-800 和A320 及其后繼型波音737-8 和A320neo。

180 座以上的超大型窄體機市場需求量呈現顯著增長的態勢，需求量與150 座～160 座的大型窄體機比較接近。截至2020 年2 月底，A321neo(含A321LR、A321XLR等型號)訂貨量達到3 375 架，A320neo的數據為3 936 架，兩款機型訂貨基本持平。老一代A321 和A320 飛機的訂貨數據分別為1 791 架和4 770 架。訂貨數據充分反映出窄體客機市場的最新變化：大載客、大航程、高使用靈活性的新一代超大型窄體客機充分滿足當前區域直飛細長航線需求，與大型窄體客機平分市場。

小型窄體客機市場潛力較大。以A220 為代表的新機型性能高、經濟性好，是老一代100 座級飛機的理想替代機型，有一定市場潛力。

3.4 面臨的危機和挑戰

從前面的市場數據看，最近10 多年窄體客機產銷情況非常好，這主要得益于全球航空運輸市場繁榮、需求旺盛。在這種情況下，飛機廠商的未來市場預測都比較樂觀。但是2020 年初爆發的新冠肺炎疫情導致全球經濟衰退，航空運輸業遭受巨大打擊，窄體客機市場全面萎縮。比較悲觀的估計是世界航空市場可能5 年-10 年后才能完全復蘇，屆時窄體客機才有可能實現較高的年產銷量。從長遠看，危機過后的一個時期內窄體客機市場將會持續向好。

4 結論

單通道窄體客機是市場保有量和需求量最大、使用最廣泛的客機類型，在民航運輸業發揮著不可替代的作用。新冠肺炎疫情造成窄體客機市場大幅度萎縮，C919 項目預計將面臨一定危機和挑戰，需要采取有效措施應對，盡快完成取證。針對市場對于超大型窄體客機需求強勁的新情況，建議后續優先發展C919 加長型飛機。