五十载“破茧化蝶”

——国产大飞机C919的前世今生
发布时间:2023-03-06     稿件来源:《群众·大众学堂》     作者:曲清涛    

大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。从一张张图纸上的构想到真正冲上云霄,中国人的大飞机梦经历了半个世纪的筚路蓝缕,终于破茧化蝶,飞进现实。

上世纪60年代,周恩来总理乘坐螺旋桨飞机访问欧洲,欧洲媒体称中国是没有翅膀的雄鹰,讽刺中国民航制造业的落后。19708月,国家在上海启动试制生产运输机的 708工程,飞机代号-1019809月,大飞机-10首飞成功。但在当时的历史条件下,孱弱的工业配套,使得早产的-10根基不稳,虽经多次试飞,但仍没能解决配套发动机研制周期的问题,再加上翼型、气动研制、参数设置、材料技术上等短时间内难以克服的困难,让-10项目不堪重负,最终搁浅。

直到2008年,中国航空工业领域瞩目已久的C919大型客机项目,经过反复论证,再次落地上海,中国人追梦大飞机的旅程再次启航。2009年,中国商飞正式发布首个单通道常规布局150座级大型客机,机型代号COMAC919,简称C919。字母C,是CHINA的首字母,也是中国商飞英文名称COMAC的首字母。而919中,第一个9有着天长地久的寓意,后面的19,寓意C919大型客机最大载客量190人。从此,C919的研发正式起航,中国商用飞机产业开启新的篇章。

201511月首架飞机完成装配总装下线,20175月在上海成功进行首次试飞。2017年之后,中国商飞共生产了6架试飞机在陕西阎良、山东东营等地进行验证试飞。20229月,大飞机取得中国民航适航证,并交付首家用户东航,截至目前,C919已拥有超过1200架的订单。寄托着几代中国航空人毕生心血的中国大飞机,终于飞进了现实。

C919客机是继-10之后,我国首款按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。全机长38.9米,翼展35.8米,座级158168座,航程40755555公里,经济寿命80000飞行小时。大飞机的研制成功,对振奋民族精神的意义不亚于两弹一星,不亚于载人航天飞机。

而摘取大飞机这颗现代工业皇冠上的明珠之路却并不轻松。C919大飞机研制过程几乎每天都遇到新的困难和挑战。一个全新的机型,除了要进行大量的核心技术攻关外,最难的是要进行飞机总体的顶层设计,要无中生有地设计出一架飞机。因此,C919是有完全自主知识产权的,是中国人自己的大飞机,绝对是中国智造

C919的设计研制中,突破了一项项关键技术。在新材料应用上,C919建立了铝锂合金的材料规范体系、设计许用值体系和制作工艺规范体系,并首次将这些材料应用到民用飞机上,用量达到机体结构重量的7.4%。不仅如此,它还大胆尝试了钛合金3D打印等绿色加工方法,充分体现了C919大型客机带动国内基础工业的能力与未来趋势。C919机头采用四块玻璃的承载式风挡设计,风挡参与受力,大大减轻了飞机整机重量,提升了飞机结构承载效率。玻璃比波音和空客用得少(其玻璃数量为6块),每块还比空客大50%。窗框面积也相应减少,像是超大全景天窗,使飞行员的视野更加广阔。在鸟撞实验中,2公斤重的冷冻鸡以800公里/小时的速度撞击到机头上,结构没有明显缺失。另一个值得关注的是我国第一次自主设计的超临界机翼。常规机翼在跨音速飞行的时候,空气阻力像堵墙一样垂直挡在飞机前方,使耗油量增加。超临界机翼的设计使用,巧妙地化解了这个难题,使C919的巡航速度每小时提升100多公里,得到了国际同行的一致认可。C919采用的昂际航电综合模块化航电平台,可以减轻飞行员负担,提高导航性能,改善人机界面,被认可为是当今航电系统解决方案中最先进、最尖端的技术体系之一。此外,C919大飞机还采用先进的电传操纵和主动控制技术,用以提高飞机综合性能,改善人为因素和舒适性;采用先进客舱综合设计技术,提高客舱舒适性;采用先进的维修理论、技术和方法,降低维修成本等。

在飞机制造中,最具技术含量、成本占比最高的是结构、发动机和航电系统三个部分。目前,C919的结构系统由中国商飞设计,多家国内企业一起制造,具备完全自主知识产权;发动机则由美、法合资公司CFM提供;航电系统由中美合资的昂际航电公司提供。除上述三大系统外,飞机其他部分的组件和技术也多由中外合资企业提供。C91960%的国产化率带来一些关于国产化的质疑,国产化还是组装机成了过去这些年C919始终挥之不去的流言

其实在研发模式上,不仅是中国商飞,波音与空客采用的也是主制造商供应商模式,即供应商提供子系统,制造商进行总体设计与集成。毕竟,民航客机作为人类有史以来最复杂的工业产品之一,前后牵涉到数十万个零部件,不可能由一家甚至一国包办,只能通过国际合作,采用大量的国外供应商也十分正常。目前,波音、空客也存在大量零部件外包,其主流飞机上不乏中国、日本、韩国等其他国家代加工的部件。

事实上,能将那么多的飞机零件组装起来,本身就是一件了不起的事情。C919飞机上有几百万个接口,关系到液压、航电等多系统之间的关联,绝不是简单的拼接,而是要实现全系统的关联。那么如何关联,就取决于飞机的设计方案,中国商飞的知识产权也体现在对系统之间的集成控制上。C919的供应商遍布全球,其中不乏有同样为空客和波音提供零件的供应商,但需要什么样的零部件,对零部件有怎样的技术要求,这完全是由中国商飞决定的,体现出我们的自主权和决定权。

C919破茧化蝶,不仅代表着国产大飞机正式登上历史舞台,与欧美巨头形成共竞蓝天的格局,更是标志着我国航空工业以及民航市场的起飞,是我国从制造大国迈向制造强国的关键一步。当年面对质疑、嘲讽和不屑,靠着脚踏实地的奋斗,使新中国的航空工业从追逐跟跑,向着自主创新大步迈进,一天天由小变大,由弱变强。站在新的起点上,中国大飞机事业的发展任务依然艰巨。但只要保持踔厉奋发、勇毅笃行的精神,秉持自主创新、开放合作的态度,坚持质量第一、安全第一的原则,就必将迎来中国大飞机更加美好的明天。

(作者系成都飞机工业有限责任公司工程师)

责任编辑:王昆鹏

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