國產(chǎn)“大飛機”的創(chuàng)新與突破

文｜本刊記者 安薪竹

國產(chǎn)“大飛機”的創(chuàng)新與突破

文｜本刊記者 安薪竹

經(jīng)過近10年的艱苦努力，中國人的“大飛機”夢想即將成為現(xiàn)實。它的研制和應(yīng)用始終與國際同行業(yè)深度融合，也悄然改變了中國在全球飛機制造業(yè)中扮演的角色。

C919夢想起航

目前，中國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的C919大型客機已基本完成機載系統(tǒng)安裝和主要的靜力、系統(tǒng)集成試驗，并于2017年2月28日和3月1日完成兩次滑行測試，預(yù)計將在2017年上半年首次飛上藍天。

C919是由中國商飛公司研制的中短程商用干線飛機，這意味著中國成為繼美國、歐洲之后少數(shù)擁有大型商用飛機制造能力的國家。經(jīng)過近10年的艱苦努力，中國人的“大飛機”夢想即將成為現(xiàn)實。它的研制和應(yīng)用始終與國際同行業(yè)深度融合，也悄然改變了中國在全球飛機制造業(yè)中扮演的角色，即從只能生產(chǎn)零配件的分包商，逐漸全面掌握民用飛機的核心技術(shù)，變成自主設(shè)計并完成總裝的制造主體。

在研發(fā)制造C919的過程當中，中國商飛規(guī)劃了102項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，不僅帶來了新材料、現(xiàn)代制造、先進動力等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的群體性突破，還推進了力學(xué)、計算數(shù)學(xué)等諸多基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，其技術(shù)擴散率高達60%。

關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新

從立項至今，C919已經(jīng)走過了10個年頭；而中國研制大飛機的夢想，至今已有46年。

中國最早的大飛機項目“運10”的研制始于1970年，曾于1980年首飛，1985年項目終止。當時中國的工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，技術(shù)水平不足，無法保障飛機的性能，“運10”未能進入運營，最終沒有完成一條完整的產(chǎn)品線。

2007年開始，中國瞄準美國波音、歐洲空中客車兩大巨頭壟斷的大飛機市場，開啟了商用干線飛機的制造計劃，并于2008年5月成立了中國商用飛機有限責(zé)任公司，專門實施中大型客機項目。高端技術(shù)裝備的升級與突破不可能一蹴而就，中國商飛在不斷探索與開拓的過程中，創(chuàng)造著大飛機研制與產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)造的中國模式。

據(jù)中國商飛大型客機C919項目常務(wù)副總設(shè)計師陳迎春介紹， C919整機的產(chǎn)權(quán)屬于中國商飛所有，研制時以中國商飛公司的團隊為核心，負責(zé)飛機的設(shè)計、總裝、試飛、銷售等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。氣動外形由中國自主設(shè)計、自己試驗完成；飛機的機體從設(shè)計、計算、試驗、制造由中國完成；系統(tǒng)集成也由中國自己完成。C919是確確實實的“中國制造”。

機翼不僅是整個飛機結(jié)構(gòu)中主要承載部件，也是技術(shù)最為復(fù)雜、制造難度最大的部件。大型民航客機油耗驚人，為了讓飛機更省油，C919的機翼設(shè)計運用了中國自主研發(fā)的超臨界機翼，使巡航氣動效率提高20%以上，減阻8%左右。在靜力試驗中上翹2米卻安然無恙的機翼，運用了超臨界翼型，是C919的驕傲。

C919使用的超臨界機翼由西安飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司（下文簡稱西飛）研制完成，然而飛機機翼制造的關(guān)鍵技術(shù)之一——整體壁板數(shù)控噴丸成型技術(shù)，長期被國外壟斷，是制約中國大飛機研制的核心技術(shù)。西飛通過大量的基礎(chǔ)理論研究和系統(tǒng)性試驗，先后攻克了一系列超臨界機翼的關(guān)鍵核心技術(shù)，具有完全的知識產(chǎn)權(quán)，打破了國外技術(shù)封鎖和壟斷，使西飛成為世界上掌握該技術(shù)的少數(shù)幾個公司之一。

天津大學(xué)陳清焰團隊工作人員在運行“全尺寸機艙環(huán)境模擬艙”，進行“大型客機座艙氣流組織的數(shù)值模擬”研究

這是C919關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的一個縮影。歐美國家在大型客機研制上技術(shù)領(lǐng)先、市場成熟，對于中國國產(chǎn)大飛機而言，則面臨著許多技術(shù)瓶頸。在研發(fā)制造C919的過程當中，中國商飛規(guī)劃了102項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，不僅帶來了新材料、現(xiàn)代制造、先進動力等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的群體性突破，還推進了力學(xué)、計算數(shù)學(xué)等諸多基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，其技術(shù)擴散率高達60%。

國際化的飛機制造產(chǎn)業(yè)鏈

C919的機型與波音737空客A320機型類似，實際總長38.9米，翼展35.8米，高度12米，標準航程為2200海里，增大設(shè)計航程為3000海里，巡航高度35000英尺。與國際市場的同類機型相比，C919在載客量、燃油耗費等方面性能上已經(jīng)有所超越。

在C919誕生之前，中國就已經(jīng)成為全球飛機制造的重要供應(yīng)地。目前全世界有超過8000架正在飛行的波音飛機安裝了中國制造的零部件；空客的取材則更為便利，早在2008年就在中國天津建立了A320的總裝線。

當國產(chǎn)商用飛機的計劃到來時，這些中國企業(yè)自然成為C919的機體供應(yīng)商。為C919生產(chǎn)超臨界機翼的西飛不僅能夠為空客生產(chǎn)A320飛機的整個機翼，并已經(jīng)向波音交付超過3000架新一代737垂直尾翼；沈飛民機公司是C919垂直尾翼的供應(yīng)商，同時也是波音787項目垂直尾翼前緣的全球唯一供應(yīng)商。

在世界航空工業(yè)，全球采購和協(xié)同已經(jīng)是不可阻擋的潮流。中國國產(chǎn)商用飛機的制造思路是：由中方完成設(shè)計和總裝，所需部件采取全球招標，并逐步提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)能力。

2015年11月29日，中國首架噴氣式支線客機——ARJ21飛機從上海飛往成都

中南高技術(shù)展示交流會開幕，中國C919大飛機等受關(guān)注

經(jīng)過全球招標，GE、Honeywell、CFM等16家跨國公司被中國商飛選中，成為C919機載系統(tǒng)的供應(yīng)商。中國同時推動這些國際供應(yīng)商與國內(nèi)企業(yè)開展合作，組建了航電、飛控、電源、燃油和起落架等機載系統(tǒng)的16家合資企業(yè)，雙方既共享市場，又通過技術(shù)轉(zhuǎn)移、擴散提升中國民機產(chǎn)業(yè)研發(fā)與制造的整體水平。

這樣的模式帶動了中國航空企業(yè)在核心領(lǐng)域的參與：C919最為核心的航電、飛控和發(fā)動機都有中方企業(yè)參與其中，而機身和氣動布局近乎完全由中航工業(yè)和商飛完成，即使是起落架、輔助動力、液壓系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等方面，也是由中航工業(yè)和國外合作伙伴合作完成。

與此同時，C919的制造凝聚了中國的優(yōu)勢資源。中國22個省市、200多家企業(yè)參與了這一大型客機研制，并確定了寶鋼等16家材料供應(yīng)商和54家標準件潛在供應(yīng)商。多家金融機構(gòu)參與金融服務(wù)與租賃等戰(zhàn)略合作，陜西、江蘇、湖南等省建立了一批航空產(chǎn)業(yè)配套工業(yè)園區(qū)，并有數(shù)十萬產(chǎn)業(yè)工人參與到大型客機研制中來。

在世界航空工業(yè)，全球采購和協(xié)同已經(jīng)是不可阻擋的潮流。中國國產(chǎn)商用飛機的制造思路是：由中方完成設(shè)計和總裝，所需部件采取全球招標，并逐步提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)能力。

逐步走向國際市場

然而想要正式進入市場角逐，C919還需要經(jīng)過嚴格的審查。

國產(chǎn)大型客機市場準入證的獲取是一大難關(guān)。世界上新研制的飛機，都要在美國聯(lián)邦航空局（FAA）或歐洲航空安全局（EASA）的航空安全標準體系中證明自己的安全品質(zhì)，才能獲得市場通行證，這就是適航取證。如果沒有進入歐美市場的適航認證，國產(chǎn)大飛機將無法在國外運營。C919客機正在為此努力。

目前中國已經(jīng)與美國等國家建立了相應(yīng)的適航雙邊關(guān)系，20架MA60飛機出口到剛果等7個國家，95架Y12系列已經(jīng)出口到烏干達等20個國家。通過這些型號審定工作，推動了中國國產(chǎn)航空產(chǎn)品走向國際市場。

在C919之前，同為中國商飛公司研發(fā)的支線客機ARJ21已經(jīng)率先通過了中國民航局的適航審查，并接受了美國聯(lián)邦航空局嚴格的“影子審查”，于2015年成功交付成都航空公司運營，為C919適航取證提供了經(jīng)驗。

原ARJ21審查組組長、中國民航局原華東管理局副局長吳堅說，ARJ21歷時12年才獲得了參與民用航空運輸活動的“入場券”，有了ARJ21的艱難摸索，C919在一些領(lǐng)域的認證時間會大大縮短。

為了適應(yīng)商用飛機走出國門的需要，自ARJ21開始，中國開始致力于建設(shè)一套國際公認的、高標準的民用航空體系，然而在短期內(nèi)做到與美國、歐洲相媲美還有相當大的差距：美國與歐洲的適航體系建設(shè)已有50余年并且至今仍在不斷完善，適航體系與飛機制造能力齊頭并進，已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗和人才。與之相比，剛剛起步的中國適航體系還需要艱苦奮斗。

C919真正能與波音、空客爭奪市場份額，同樣還有漫長的路要走。中國《航空知識》執(zhí)行主編王亞男指出，目前C919試飛的是基本型飛機，后續(xù)的完善和改進以及型族的跟進非常重要。國際主流機型的研發(fā)也是如此，基本型的出產(chǎn)與在市場上成功還有相當大的距離，空客A320從首飛到實現(xiàn)盈利，就經(jīng)歷了20年的漫長努力。

目前C919大型客機擁有中國國際航空公司等23家國內(nèi)外訂戶，訂單總數(shù)570架。其中，包括美國通用電氣租賃（GECAS）等國際客戶。中國商飛目前并未正式公布C919的價格，但預(yù)計價格不會超過5000萬美元，而主要競爭對手波音737與空客A320的價格在5000萬至8000萬美元之間。

目前C919已經(jīng)進入首飛前最后的準備階段，2017年也將成為中國民用航空業(yè)具有標志性意義的一年：除了C919即將完成首飛，中國商飛公司還將在2017年全面啟動寬體客機項目，并且實現(xiàn)ARJ21新支線飛機小批生產(chǎn)交付——中國正在迎來商用飛機的“國產(chǎn)時代”。