欧盟航空业创新的“成绩单”

杜婷

14年前，当欧盟高调宣布投资16亿欧元启动“清洁天空空”计划时，很多人怀疑这一计划能否给欧洲航空空航天工业带来任何实质性的好处。如今，14年过去了，“洁净天空空”计划进入第二阶段。不仅欧盟增加了40亿欧元的投资，参与这一项目的600多家欧洲企业也不再局限于大型国有企业和航空航天领域的一流供应商，包括许多私营企业、大学甚至行业外的企业。近日，欧盟发布了“清洁日空2”计划的首份全球评估报告(以下简称“评估报告”)，这是该项目自2007年启动以来，欧盟发布的首份评估报告。该报告分析了环境和社会效益，对于全面评估“清洁日空2”计划中正在进行的项目的潜在影响并验证其价值具有重要意义。同时，业界也将这份报告视为欧盟“清洁日空”计划14年来的定期成绩单。

“清洁日空”计划的由来

“清洁日空”计划是欧洲最大的创新技术研究计划。它由欧盟在2007年提出，最初由欧盟研究框架计划和航空空企业发起。“清洁日空”计划的主要研究项目包括:开式转子技术、齿轮传动涡扇发动机、涡轴发动机、涡桨发动机、活塞发动机的地面试验；智能襟翼、创新尾翼、电动尾桨验证试验:层流机翼、全电动系统、智能旋翼桨叶等飞行试验。所有这些研究项目的最终目标都是发展更清洁的空气空技术，降低飞机噪音和温室气体，减少航空空运输对环境的影响，从而建立一个有竞争力的欧洲航空空运输系统。

2014年，作为《清洁日空》的延续，《清洁日空2》上线。作为一个庞大的跨国项目，Clean Days 空在选择合作伙伴方面，尤其是在为一些大型项目选择核心合作伙伴时，一直被欧盟诟病缺乏公开性和公平性。因此，为了提高公平性和透明度，欧盟将“清洁日空2”计划中项目负责人的比例从原来的50%降低到40%，剩下的60%将通过公开招标的方式在全球招募英雄。在公开招标的合作伙伴中，一半是长期合作的核心合作伙伴，另一半是通过项目结盟的普通合作伙伴。

与“Clean Day 空”计划相比，“Clean Day 空2”计划更注重大型综合验证项目，以提高技术成熟度，满足下一代商用飞机、支线飞机、公务机和螺旋桨飞机的要求。根据欧盟的部署，“清洁日空2”计划由两个大型飞行器飞行验证平台、两个大型系统综合技术验证平台和其他横向项目组成。两个大飞机飞行验证平台由空客运公司牵头，支线飞机项目由Lenya Markey公司牵头，高速旋翼机项目由Agust westland公司和空客运直升机公司联合牵头。大系统综合技术验证平台中，机身以达索、空和萨博为主，发动机以赛峰、劳斯莱斯和MTU为主，机载系统以特雷兹和利勃海尔为主。环保设计由Flawn的Hof公司牵头，小型飞机由捷克的Evektor和piaggio公司牵头。

阶段性成果

根据计划，“清洁日空2”将持续至2024年，瞄准“欧盟2050战略远景”中期目标。至此，总投资40亿欧元的“清洁日空2”计划初步实现了预期目标。根据欧盟委员会的评估，在“清洁日空2”计划框架下开发的技术将减少20% ~ 30%的二氧化碳、氮氧化物和噪音。削减的基准是2014年服役的最先进的民用飞机。到2024年这个阶段计划结束，目标是把技术成熟度提升到6级。

“净日空2”计划主要由两个大型飞行器飞行验证平台、两个大型系统综合技术验证平台等横向项目组成。两个大飞机飞行验证平台由空客运公司牵头，支线飞机项目由Lenya Markey公司牵头，高速旋翼机项目由Agust westland公司和空客运直升机公司联合牵头。

在“清洁日空2”计划中，空客户在层流翼和开旋翼技术的研发上投入了大量的资源。虽然空客户短期内无法从这两项新技术中获益，但他们计划在这些新技术的基础上，在2030年左右推出一款新概念飞机。

“清洁日空2”计划的另一项重要内容是对下一代中短程客机可能采用的候选技术进行飞行试验，将技术成熟度提升至6级。其中，与发动机相关的新技术最受关注，包括混合动力推进的概念，以及激进的非常高涵比发动机(VHBR)的开发和验证。

在“Clean Days 空2”计划中，发动机相关项目由罗尔斯·罗伊斯和赛峰推动，他们致力于将新技术应用于下一代商用发动机。该项目包括两个飞行试验验证项目和四个地面试验项目。罗洛领导的远程客机高涵多比发动机试飞已于2019年开始。

赛峰旗下的斯奈克玛公司在“清洁日空”计划中开展了两项未来中短程商用飞机发动机项目的研究:一项是开式转子技术的研究，另一项是涵道比大于15: 1的超级高涵多臂发动机验证机的研制。这台验证机将于2022年开始地面测试。

虽然距离“清洁日空2”计划结束还有几年时间，但项目管理团队已经计划启动“清洁日空3”计划。如果计划成功通过，那么“清洁日空3”计划将采用与以往完全不同的逆向计划方法进行编制，最早将从2021年1月开始。与之前不同的是，在“清洁日空3”计划中，欧洲航空空安全局(EASA)将参与其中，这将有利于未来新技术的应用。

在“清洁日空3”计划中，一个迫在眉睫的问题是如何保证项目的顺利实施，避免再次出现无疾而终的局面。2017年，赛峰进行了反向旋转开式转子发动机项目(CROR)的全尺寸地面测试，但空同年宣布不再为赛峰提供飞行测试平台。虽然空客户并没有对CROR的技术设计理念提出太多的批评，但显然空客户并不看好这项技术在近中期的应用前景。因此，为了避免这种情况再次发生，管理层正在考虑要求主制造商做出承诺，双方将探索一种“看得见、强有力的联系”，以实现协调发展。

此外,“清洁日空3”计划的另一个指导性变化是，那些技术成熟度较低的概念也会得到支持。那些被认为还没有成熟到可以被充分验证，但有前途的技术将被作为候选的基础研究项目。一旦达到所需的技术成熟度，这些技术就可以转移到示范项目中。相反，如果某些技术在论证验证阶段表现不佳，可能会被退回基础研究项目池进行多轮迭代研究。

欧盟的首次评估

此次欧盟发布的《评估报告》聚焦“清洁天空空2”计划涉及的远程飞机、中短程飞机、支线飞机、通用/公务机等四大细分市场，从任务层面、机场层面、机队层面三个方面对2014年服役的最先进民用飞机的环境效益和社会经济效益进行评估。

评估报告指出，从环境效益来看，在任务层面，“清洁日空”计划取得了实质性进展，大部分新概念的技术成熟度已经达到甚至超过了原定目标。

其中，支线飞机研究项目在性能上有显著提升，可减少碳排放20% ~ 34%，氮排放56% ~ 67%，噪音20% ~ 68%。在干线飞机方面，中短程碳排放可降低17% ~ 26%，氮排放可降低8% ~ 39%，噪声可降低20% ~ 30%。通用/公务机领域的技术也正在实现并超越其目标，可减少碳排放21% ~ 31%，氮排放27% ~ 28%，噪音20% ~ 50%。目前还没有一款商用旋翼机在性能上可以与新型混合动力概念飞机相媲美，因此还不能确定参考飞机，为定量评估新型混合动力概念飞机的减排降噪性能做出参考。

在机场层面，评估报告认为“降噪技术的进步极大地改善了机场”。以阿姆斯特丹史基浦机场、罗马菲乌米奇诺机场、斯德哥尔摩阿兰达机场、汉堡机场和图卢兹布拉尼亚克机场为代表机场，评估了2050年机场采用“清洁日空2”计划技术的效果，并预测了噪声差异。

在噪声水平上，2050年欧洲机场受60-65dB(A)昼夜等效声级影响的区域将减少约10% ~ 15%，受影响人口和高度受影响人口将显著减少10% ~ 25%，碳排放将减少8% ~ 13.5%，氮排放将减少6.5% ~ 10.5%。

在车队层面，评估报告认为“清洁日空2”计划有望实现欧洲绿色新政的新目标——2050年“碳中和”目标。预计2050年，全球75%的可用座位公里将由采用“清洁日空2”计划技术的飞机运营，其余25%的可用座位公里仍将由采用传统技术且尚未退役的飞机运营。与采用传统技术的飞机相比，“清洁日空2”计划的新技术可在2050年使单座每公里碳排放量和氮排放量分别减少15%和31%。同时，评估报告预计，2050年，中短程(4000公里以下)飞行的中大型飞机将产生55%以上的碳排放，这两类飞机在所有飞行中的比例约为55%，而2020年为15%；全球10000公里以上长途飞行造成的排放将减少到6%，比2020年下降3%。

在社会效益方面，评估报告从流通和连通优势、航空空层面的宏观经济影响、社会影响和社会竞争力等方面对“清洁日空 2”计划的社会影响进行了评估。

在流动性和连接性方面，引进航程800公里、巡航速度300公里/小时的窄体飞机后，4小时内可送达的乘客比例可大幅提升30%。如果飞机巡航速度达到400 km/h，比例可以提高到37%。

两架概念型快速旋翼机和70座级多任务支线涡桨飞机性能显著提升，完全可以执行搜救、应急医疗等业务。此外，由于飞行速度提高，飞行时间缩短，更容易运送乘客。在机场枢纽支线和商业城际客运的任务模拟中，飞行时间减少25% ~ 43%。与世界其他地区相比，航空空行业的总增加值和总就业人数高于欧盟28国宏观经济水平的平均水平。预测显示，欧洲乃至全球与航空空相关的就业呈正增长趋势，航空空创造的总增加值也大幅增长。

在竞争力和社会影响方面，所有利益相关者都认为“清洁日空2”计划在提高欧盟工业技术知识、竞争力和创造就业方面发挥了积极作用。“清洁日空2”计划使航空空行业能够轻松地合作和分享想法。研究人员可以了解行业的需求，中小企业有机会接触行业领袖和相关设施。该行业还可以受益于中小企业的创新潜力以及研究中心和学术界的专业能力。

评估报告称，“清洁天空空在航空空领域成功建立了强大的创新网络和优质供应链，积极推动清洁绿色航空空的发展。截至2020年底，“清洁日空2”已发起并评估了4项核心伙伴关系倡议和11项提案倡议。预算40亿欧元、资金18亿欧元的公私合作计划吸引了众多参与者。目前，来自各领域的940多家实体参与了550多个项目，来自汽车等其他行业的新生力量也加入了该计划，并提供了关键的创新动力。统计数据显示，中小企业的参与度非常高。许多中小企业是第一次参与欧盟计划。5000多名欧洲工程师和科学家参与了清洁日空2计划。

可以看出，14年来，作为欧洲最大的创新技术研究计划，“洁净天空空”计划取得了明显的成绩。更重要的是，在这一计划的带动下，欧盟进一步凝聚了一批小微企业、高校和科研院所参与航天事业。相信“洁净的天空空 It的未来有望逐渐成为未来欧洲航空空行业的核心合作伙伴，这可能比“洁净的日子空”计划本身更有价值。