圖文解構C919首架機

周穎

C919順利完成了首飛，為中國又增添了一件國之重器，這是同家意志和人民的創造力的最好體現，極大地振奮了國人的民心士氣。今天，筆者帶大家圍繞C919首架機走一圈，更加直觀仔細地認識我國的大型客機。

機頭右側

由于C919采用了承載式整體風擋玻璃，因此C919和波音B787一樣沒有能夠打開的側舷窗的。而傳統飛機駕駛艙的打開側舷窗也是飛行員緊急逃生的出口，像這樣不能打開側舷窗的飛機就必須為飛行員專門設計至少一個應急逃生門。圖中右側的風擋上方就是C919的機組應急逃生門。

右邊的機頭大氣數據探頭和左側一樣，它們有兩個作用：第一是為了安全的備份：第二是為了校準。之所以需要校準，是因為飛機本身有一定的橫向尺寸，當飛機壓坡度側傾時，就會有一邊的探頭真實高度下降，而另一邊探頭的高度增加，兩邊的探頭測量的數據會產生一定的誤差。雖然民航飛機側傾角度一般不大，兩邊探頭的高度差很小，但為了更精準地測量高度，大氣數據計算機會把兩邊“實際高度”不同探頭測到的數據進行比較、加權，再根據飛參數值進行綜合評價，從而解算出最精準的飛行高度——飛行的嚴謹性由此可見一斑。

左前登機門

乘客一般都從機身左側艙門登機，專業叫做登機門：右側艙門是為飛機提供配餐、報刊等機上用品的，專業上被稱為勤務門。因為這些艙門也是應急逃生出口，所以所有的門框都會用與機身顏色有明顯區別的線條來表示，以幫助救援人員找到這些應急出口。我們可以看到，在門的上邊有一根比門寬的“線”。這是一條導流槽，是個很貼心的設計，如果遇到下雨，雨水就會從導流槽向門的兩側分流，而不會讓您穿越“水簾洞”。

艙門開啟

C91 9成功首飛落地后，試飛工程師馬菲第一個打開左前登機門，隨后首飛機長蔡俊從容步出機艙。C919艙門的開啟是將門把手向上提起開鎖，直接向外向前平推/拉開就可以將門打開并鎖住，與空客飛機的設計類似。

前機身背部

C919的前機身背部，有若干神秘的天線和探頭，從左到右分別是：空中防撞系統（TCAS）天線、風標式側滑傳感器、TCAS天線、機身上部防撞燈、刀型甚高頻（VHF）通信天線。其中風標式側滑傳感器僅在首架機和部分試飛型C919飛機上有，以后正式生產型是沒有的。

在材料使用上，C919以第三代鋁鋰合金、復合材料為代表的先進材料首次在國產民機大規模應用，使用量占C919飛機結構重量的26.2%。先進鋁鋰合金的應用，屬國內首次。通過大量的研發和驗證試驗，建立了鋁鋰合金的材料規范體系、設計許用值體系和制作工藝規范體系。C919的機身蒙皮、長桁、地板梁結構上應用第三代鋁鋰合金，用量達到機體結構重量的7.4%。

艙門內側及右側

首飛的這架C919并不是交付運營商的完整飛機。仔細觀察會發現登機門內的艙內壁板上還有白色的線束圍起來預留的位置。這里將會安裝乘務員使用的客艙綜合服務顯示控制器。通過這種大屏母觸摸式顯示器，乘務員可以集中控制客艙燈光、播放音樂和錄像、檢查飛機飲用水和廢水的勤務狀態、微調客艙溫度等工作。

艙門右側機身從上到右下依次有4個探頭，分別是全靜壓探頭、大氣總溫探頭和兩個迎角傳感器。前兩個探頭與機頭兩邊的一樣，但并非C919的標準配置探頭。因為這是第一架實現飛行狀態的C919，需要通過多種方式來測量與飛行密切相關的重要大氣數據。這里的全靜壓探頭和大氣總溫探頭，是為安裝在機身里面的測試設備提供數據的。該設備會實時記錄和向地面回傳數據。首飛機組還有手持式GPS來測量空速。C919首飛時，技術人員會通過手持GPS、飛機自身傳感器、地面遙測等多途徑獲取空速數據，以避免飛機自身空速測量系統發生異常而導致嚴重后果。以后C919進入型號合格審定試飛時，還有可能在機頭雷達罩上安裝一根較長的空速管以校準空速。這些額外的探測裝置在正常的生產交付型號中會被取消。另外，包括兩個迎角傳感器在內的探頭并不水平向前，而是向下偏斜。這是為了在較大迎角飛行時，探頭最大限度地指向順氣流方向，測量的數據盡可能準確。

左側CFM LEAP-x1C渦扇發動機

C919的心臟是由著名的航空發動機廠商CFM公司生產的LEAP-X1c發動機。發動機的整流罩上看到CFM的商標和LEAP的標識。發動機的后部還畫有發動機進排氣危險區域標示——這是強制涂裝，世界上每架民航飛機的每臺發動機上都有，不過，這和乘客關系不大，主要是給地面機務工程師看的，防止他們受到傷害。

衍生自世界最暢銷的CFM56系列發動機的這款大涵道比渦扇發動機，采用了大量應用先進技術，使得發動機綜合性能大幅提升、利用成熟發動機進一步發展升級也極大地降低了研發成本和技術風險，更好地滿足了客戶的經濟需求和環保要求。與CFM56系列標準發動機相比，LEAP-X1C發動機燃油消耗可減少16%，二氧化碳排放量可減少12%，氮氧化物排放量比國際民航組織規定的標準低50%，且更為安靜。是中國的C919選用的唯一國外動力裝置。

CFM56系列發動機安裝在空客A320系列飛機和波音737系列飛機上，而其發展型號LEAP系列發動機也針對空客、波音和中國商飛開發了不同的改型，分為X1A（專門配屬空客A320NEO，單臺起飛推力32900磅力，折合14.92噸力）、X1B（專門配屬波音B737MAX，單臺起飛推力28000磅力，折合12.7噸力）和X1C（專門配屬中國商飛C919，單臺起飛推力30000磅力，折合13.6噸力）三大系列。C919使用國際上成熟可靠的貨架產品，可以降低研發風險，為后續適航取證鋪平道路。當然，也希望國產的民用航空發動機能夠盡快裝備使用。

C919一共安裝了兩臺LEAP-X1C渦扇發動機，通過吊架系統吊裝在機翼下方。C919的發動機與機身之間的吊架采用了IPS（推進系統一體化）設計技術，使得氣動損失降低，減小了結構重量。采用翼吊發動機設計有如下好處：1，發動機距離地面近，維護方便，絕大部分日常維護我們技術工程師站在地上就可以完成，個別高的地方拉一個小梯子就可以接近。2，發動機安裝的位置比機翼里油箱的位置低，即使全部燃油泵都不工作，發動機也有重力供油作為備份從而確保安全。3，發動機裝在機翼下方，進一步遠離機身，機翼的本身還可以有效遮蔽發動機的噪聲，從而讓客艙環境更舒適。4，發動機本身的重量也能抵消飛機機翼的升力對機翼結構的一部分彎矩，這一點作用和機翼燃油箱是類似的。endprint

LEAP-X1C發動機正面

從正面可以很清楚地看到風扇進氣整流錐上的防鳥擊螺旋。這個螺旋隨著發動機的旋轉而變成閃爍的圖案，可以有效嚇阻低空飛行的鳥類。LEAP-X1C風扇為18片3D碳纖維樹脂氧化復合材料樹脂傳遞模塑成型（RTM）寬弦葉片，S型的風扇葉片前緣有鈦合金材料包裹增加強度。每片風扇葉片使用的碳纖維連接起來長達322千米。看吧，航空發動機的風扇葉片充滿著工業之美，如果說飛機是一個國家的工業之冠的話，航空發動機無疑是這頂王冠上最璀璨奪目的那塊寶石。在挖掘打磨這顆寶石的征途上，我們還要繼續努力啊。

右側發動機正面

從正面看C919右側發動機短艙，發動機本體幾乎可以看作是軸對稱圓柱體，它要為飛機提供前進的推力，這是發動機提供的一次能源。除此之外，它還要通過發電機為飛機提供電源、通過發動機驅動的液壓泵為飛機提供液壓、通過發動機的壓氣機部件為飛機的空調等多個系統提供壓縮空氣等這些二次能源。因此，需要有傳動和降速的附件齒輪箱，并連接液壓泵、發電機、滑油泵諸多附件，以及發動機正常運行所需的電子發動機控制器、滑油箱、防冰管，起動引氣管等。所以這些設備和附件都安裝在發動機外部，由發動機短艙把它們包裹起來。圖中主起落架前方機翼下表面安裝的橘紅色設備是攝像頭，就是為了觀察主起落架工作狀態的，正式交付C919上沒有這個攝像頭。

融合式翼梢小翼

C919翼尖的融合式翼梢小翼是為了降低翼尖的渦流。彎曲的融合小翼可以讓C919減小約2%的誘導阻力。別小看這2%，每年可為航空公司節約以百萬元計的燃油。小翼的后面為靜電放電刷。飛機在飛行時會和空氣摩擦積累電荷，需要這些放電刷隨時將機身上積累的靜電釋放出去。小翼的前面是航行燈和頻閃燈，航行燈在整架飛機上的布置是左紅右綠尾白，可以幫助人們在夜間有效識別航空器的相對位置。紅色的航行燈表明這是左翼尖的翼梢小翼。請注意，C919的航行燈使用了壽命較長LED光源（據2016年珠海航展采訪中航上電蒲董事長得知，未來航空用LED光源將被激光光源所取代——編者注）。

左翼外段

緊挨著翼梢小翼的外側翼段后緣為副翼（紅圈內），是飛機的主要操縱面之一。副翼的后緣有5根放電刷。一般而言，副翼運行動作是差動的——也就是一邊上升一邊就下降，它的差動改變了兩側機翼外側彎曲的程度，從而改變了兩邊機翼外側升力的大小——借此實現了飛機橫向滾轉操縱，就是我們常說的飛機壓坡度。

機翼前緣為放下的前緣縫翼（藍色方框內）。前緣縫翼是飛機的一種升裝置，它可以幫助飛機在起飛或者降落時增加升力，讓飛機更快地起飛或者更低速的降落。在專業上講它可以通過前伸、開縫、增加機翼的面積和彎度來顯著增加升力，增加臨界迎角，有效防止失速。

左翼內段

C919左側機翼內段，前面是縫翼，后面黃框內彎曲向下偏轉的是位于機翼后緣、內側的襟翼。襟翼也是升裝置，屬于次要操縱面。和副翼的差動運行不一樣，襟翼一般它只能兩側同步向下偏轉，不能向上偏轉（很多戰斗機或者有些民航飛機有襟副翼飛控系統，這是把襟翼和副翼功能結合在一起了，襟副翼就能實現既同時向下偏轉又雙側差動控制的運動）。圖中可殲C919的襟翼是向后并向下偏轉，有一條明顯的開縫，增加機翼面積同時還增加機翼彎曲程度。這樣的單塊結構襟翼不僅制造控制簡單，結構還輕巧。空中客車A320也采用了類似結構的襟翼。襟翼下表面為容納運行控制機構的整流罩，這樣的設計符合面積率的氣動修型，它在航空界還有個比較有意思的名字——“庫其曼胡蘿卜。

機翼下表面的B-001A為飛機國籍登記和注冊號。不知是否為巧合，C919的注冊號和前不久下水的第一艘國產航母都是001A。B是國籍標志，是國際上指定分配給中國的無線電聯絡代碼。需要特別說明的是，不論是大陸、香港特別行政區、澳門特別行政區還是寶島臺灣，民用飛機的國籍標志全部都是B。

國籍標志和注冊號之間橢圓形的蓋板是機翼燃油箱的檢查蓋板。燃油裝在機翼里面的優點為：盡可能地利用飛機上空間；在飛行中燃油的重力可以抵消機翼的升力對翼根造成的彎矩，使得結構受力上更均衡：降低采用下單翼飛機的整機重心，讓飛機更穩定。

C919在中央翼緣條、發動機吊掛、球面框緣條、襟縫翼滑軌、垂尾對接接頭等部位應用鈦合金，用量達到機體結構重量的7.3%。鈦合金有強度高、耐高溫、耐腐蝕等優異性能。

輔助動力裝置

C919的輔助動力裝置（APU）安裝在尾錐里面。尾錐最后方深色部分的圓孔是排氣孔，垂尾根部向上打開約45度的小門就是APU的進氣門。APU是一個小小的渦輪噴氣發動機，使用和主發動機同樣的燃油。APU主要是提供電力和壓縮空氣。電力用于給飛機系統供給115伏、400赫（茲）的三相交流電，而壓縮空氣可以用于起動發動機，也可以用于帶動空調。這樣C919的發動機未起動時，客艙環境依然舒適怡人，整架飛機有足夠的電力供應，也進一步減少了對地面設備的依賴。一般來說，當主發動機起動后，飛機上所需要的電力氣源供應就由主發動機來產生，此時APU可以關閉。如果C919在高原機場運行，APU還可以在起飛的時候繼續為飛機提供空調，從而減少主發動機的引氣損失，讓飛機更安全地起飛。

乘坐航班時，如果在發動機氣動時發現空調好像變小了或者沒風了，這表明APU引出的壓縮空氣都被用于起動發動機了。當發動機完成后，舒爽的空調氣就又會來了。

尾翼

C919的垂直尾翼和水平尾翼，它們分別由固定的垂直安定面+方向舵和可以改變安裝角的水平安定面+升降舵構成。方向舵、升降舵和前文所述副翼一起構成了C919的主要操縱面，而襟翼、縫翼、擾流板則是飛機的次要操縱面。

升降舵用于控制飛機俯仰操作——就是控制飛機抬頭爬升還是低頭下降。雖然方向舵名義上是用來控制飛機航向的，但實際上飛行中飛機轉向是依靠副翼和升降舵的聯合操縱來實現的。方向舵主要作用，是在轉彎時協調防止出現向外或者內的側滑，或在平飛時修正航向和風偏。endprint

注意小圖紅圈處的幾個紅點是水平安定面的安裝角變化范圍。C919采用了干線民航客機主流的氣動布局，因此飛行中水平安定面可以實時改變安裝角，以配平由于飛機氣動中心和重心改變所帶來的俯仰力矩，減輕升降舵的操縱負荷。

圖中可見垂尾下方的機尾側面有個明顯的平面。這一是為了可調安定面和舵面偏轉時不要出現明顯的縫隙，保證運行時氣動平滑性：二是對機尾進行的氣動修型，以獲得明顯的減阻效果。C919采用了機頭一風擋整體平滑過渡、機尾氣動修型、融合式小翼、IPS一體化推進系統和超臨界機翼，整體氣動優化比傳統民航飛機減少了5%的阻力，可為航空公司帶來很好的經濟效益。

左側主起落架

C919的主起落架，圖中可見承力支柱/緩沖支柱外筒、收放機構、雙機輪，以及在其上排列有序的管路和導線，包括剎車液壓管，輪速、胎壓、剎車壓力以及空/地邏輯傳感導線等。C919首架機的起落架輪胎是沒有內胎的，機輪剎車為碳素多盤式剎車，重量更輕，剎車效能更強。順便提一下，飛機的機輪一般是沒有動力的，完全依靠發動機推力/螺旋槳拉力或者車輛牽引在地面移動，而且只有主起落架上有剎車系統。

主起落架艙

C919主起落架艙中排列整齊的銀色管路，是飛控系統的舵面液壓管（藍色方框）。采用全電傳操縱的C919取消了復雜的操縱索系或者傳動連桿，全部舵面是由液壓系統驅動。這樣不僅降低了飛控系統重量，同時減少了很多運行機構，大大提升了操縱效率和可靠性。為適應起落架艙較為惡劣工作環境的結構防腐要求，艙內涂布了淡黃色水置換型防腐劑。

C919為了降低阻力，盡可能減少開口的大小。起落架區域也是如此設計的。起落架上的板（左側紅圈）是起落架艙的蓋板，當起落架收起后，蓋板和旁邊的起落架艙門一起將起落架艙口封閉起來，與機翼下表面融合成為完整的氣動面。C919的機身下部也有巨大的起落架艙門（右側紅圈）。這個門是為了起落架機輪進出起落架艙而設計的，只在起落架收放的瞬間打開。當起落架收起或者放下鎖定后，它會關閉與機腹貼合，最大限度地平順氣流，減小阻力。

C919的液壓系統獨創性地引入了高壓液壓系統，正常工作壓力達到了5000磅力/英寸2（351，5千克力/厘米2），與傳統的3000磅力/英寸2（2110千克力/厘米2）的液壓系統相比，可以用更小尺寸的液壓管路，小直徑管路在液壓系統上可節省很多重量。這也是未來民航客機液壓系統的發展趨勢。

C919展示樣機的駕駛艙

C919的人機界面是相當優秀的。駕駛艙采用雙人駕駛體制，配備觀察員一名，這也是目前主流民航干線客機的標準人力配置。整個駕駛艙的布局非常簡潔、信息顯示高效，配置5塊大屏幕寬視場液晶彩色顯示器來綜合顯示各項航姿、導航、發動機和分系統指示、檢查單等信息。這些綜合航電顯示器采用四上一下布局，5塊顯示屏幕硬件規格完全一致，不僅硬件上可以互相替換，其各自顯示信息可以根據飛行員指令任意切換或者由計算機控制自動切換。在正副駕駛員的兩側還配備了兩塊稍小的彩色液晶顯示器，這是C919為飛行員貼心設計的電子飛行包（EFB）。這個電子飛行包避免了飛行人員攜帶沉重的紙質飛行手冊，用顯示器來給飛行員提供各種需要的航行資料信息。為了方便飛行，C919在正副駕駛位置都布置了平視顯示指引系統（HUG），非常類似戰斗機的平視顯示器（HUD），也可以理解為民機版的平視顯示器。它把最重要的飛行數據信息以及自動駕駛系統中的飛行指引符號投射到飛行員面前的平板玻璃上，這樣飛行員可以不用低頭看顯示器了。所有的字符和圖案成像于無窮遠處，在觀察外界環境的同時直接讀取實時飛參信息，避免了飛行員眼睛焦距在遠近距離上頻繁轉換而導致的疲勞。該系統在飛行中最重要的進近落地階段，特別是夜間落地時，可幫助飛行員有效地安全操控飛機。

C919采用側桿正桿操縱系統，側桿系統解放了飛行員面前的空間，有效緩解了飛行人員飛行時勤務壓力。正桿系統也可以給飛行員更好的桿中立位置感覺。C910配備了包線保護功能的4余度數字電傳飛控系統。這套飛控系統非常高效，并應用了主動控制技術。首飛視頻中可以看到機長也多次在空中“松桿”，可見飛機操穩特性極佳。而且因為是電傳操縱，操縱桿上的鉸鏈力矩是很小的，即使是女飛行員也一樣輕松操作，這對于航空公司的機組限制也降低很多。

C919展示樣機客艙

C919客艙全長1146英寸（29.1米），可以根據客戶要求選擇全經濟級、混合級、高密度級3種客艙布置構型，為全系單通道。全經濟級168座，排距32英寸（0.8米）：混合級158座，其中公務艙2排8座，排距36英寸（0.91米），經濟艙1 50座，排距32英寸（0.8米）；高密度級174座，排距30英寸（0.76米），公務艙為2+2座，經濟艙是3+3座布局。

現在乘坐民航班機都能自己選擇座位。一般而言，乘客在選擇座位的時候都會選擇靠窗（視野好，看飛行風景或者拍風景照）或者靠過道（相對寬敞，起身活動方便）。中間座位有很強的被擠壓的感覺，因而不受乘客歡迎。且市場上主流的民航干支線飛機同級別座位是同樣寬度，這樣就導致更沒有人愿意主動選擇中間座位。而C919不僅在靠窗和靠過道的座椅選用了比常規的17英寸座椅（43.18厘米）更寬的18英寸（45.72厘米）寬座椅，對于3座聯排的中間座椅更是加寬到了19英寸（48.26厘米）。別小看這幾厘米，立刻就讓乘客特別是中間乘客的“甬道效應”大大緩解。

從展示樣機客艙來看，C919的每位乘客都有獨立的娛樂系統，可以在飛行中自由選擇喜歡的娛樂內容。這些措施也是C919在客艙舒適性上以人為本設計理念的具體體現。不僅座椅加寬，客艙選擇先進的緩降下翻式行李架，這樣可以在保證足夠行李載荷的情況下讓旅客的頭部空間更寬敞，機身空間利用率更高。客艙舷窗數量更多，面積更大。客艙燈光位LED光源，可以中央統一調控，也可旅客自行調節。燈光明暗變化過渡柔和，燈光整體色彩可根據不同飛行環境需要由乘務員進行調節。這些細節無一不體現了中國商飛的誠意和對航空市場服務特點的尊重，相信能夠打動運營商、飛行員和旅客了。endprint

右后側勤務門

在右后側勤務門的下方偏右處有個帶兩片柵門的開口，這被稱為外流活門，是飛機客艙環境控制的一個重要的設備。飛機的空調除了溫度調節和冷卻設備外，還有一個最重要作業，就是對機艙進行增壓。人類習慣了地表的大氣壓力，而隨著高度的增加，氣壓就會很快下降。比如在C919的巡航高度，外界環境氣壓大致相當與海平面的三分之一。所以，為了防止機上人員因低壓缺氧感到不適，就必須為整個機艙進行增壓。調溫、冷卻和增壓統稱為環境控制。雖然飛機的座艙是增壓艙，但實際上飛機的機艙并不是絕對密封的。這個外流活門用來對機艙的壓力進行控制的。在地面的時候它全打開，機艙與外界環境相連通，壓力一致，避免出現艙門打不開或關不上的尷尬場面：當飛機準備起飛時活門開始關閉，并隨著機艙壓力以及飛行高度的增加逐漸關小。飛機空調裝置與外流活門的密切配合，讓機艙環境壓力始終保持在乘客感覺舒適的范圍，同時保持艙內空氣的新鮮。飛機的空調非常高效，保證每兩分鐘就將機艙里的空氣全部更換一遍，比手術室的國家標準換氣速度還要高。

左側機身中部應急出口

C919的應急出口總共有9個，駕駛艙1個，客艙8個。圖中可見在左翼位置的機身上的兩個應急出口。這些應急出口可以保證在緊急情況下所有乘客90秒內全部撤離飛機。當然，除了機身左右的前后登機門和前后勤務門經常打開，其他的都不能隨意亂動。而且所有的門都不能隨意開啟，除非已得到援權并進行了一些隔離手段。否則，一開門就會釋放應急滑梯。所有的應急出口都會傭與機身明顯有差異的顏色進行涂裝，確保有效的救援識別。

前后貨艙門

C919的機腹貨艙前后各一個艙門，均為向外打開，里面可以裝得下LD-3準集航空標裝箱。機腹貨艙的設計可以極大地增加航空公司的贏利能力。客機在運輸旅客的同時，還可同機運輸托運行李，以及同樣目的地的快遞、鮮活產品等貨物。

前貨艙門右邊還有個小艙門，這里是C919的設備中心，機載計算機等設備都放在這里，是飛機的各個系統的控制大腦安裝區域。

前起落架

圖為掛著黃色的飛機牽引桿的C919前起落架。前起落架具有轉向功能，這樣在地面滑跑時，駕駛員可以更靈活地控制飛機的方向。前起落架前方的機身下表面，有一個橘黃色的攝像頭，是專門用來觀察起落架的工作狀況的。這個是非標準設備，不會出現在以后正式交付的C919上。

前起落架前方機頭下部紅圈處，是C919的沖壓渦輪艙門。沖壓渦輪就相當于一臺風力發電機，是一項保障安全的措施。當飛行中出現兩發失效時，這臺沖壓渦輪就可以放出來，利用氣流吹動渦輪發電，直接為飛機提供寶貴的應急電力。電力除供應保障飛行安全的關鍵電子設備外，還可帶動液壓泵，以保證飛機的操縱系統還能有效工作。沖壓渦輪一般只能單向操作，一旦放出在空中是不能收回的，只有回到地面才能重新收艙門內。endprint