沈海軍
7月12日下午,C919大型客機102架機從上海起飛,順利完成首次空中遠距離轉場飛行。多地同步試飛模式由此開啟。這意味著,C919大型客機項目轉入了密集研發試飛的新階段。與此同時,C919大型客機103架機的電纜管路基本鋪設完成,下一步將進行系統安裝,并于年內進行試飛;104架機將于年底進入總裝階段……
作為我國首款按照最新國際適航標準和國際主流市場運營標準研制、具有自主知識產權的干線民用飛機,C919于2007年立項,2015年11月總裝下線,2017年5月首飛成功。
十年磨一劍。一架大飛機匯聚著全國人民的殷切期待,也凝結著幾代航空人的接續努力。它的出現填補了國內大型客機研制的空白,彰顯了中國制造的實力和今日中國航空業的輝煌成績,也是中國航空業40多年來探索、奮斗的重要成果。
在我國,大飛機主要是指起飛重量超過100噸的運輸飛機,也包括擁有150座以上的干線噴氣式客機。目前,全球只有美國、歐洲四國、俄羅斯和我國具有制造大飛機的能力,壟斷國際干線客機市場的則只有美國的波音和歐洲的空客。國際航運體系習慣上把300座以上的客機稱作“大型客機”,這主要是由各國的航空工業技術水平差異決定的。
作為一個國家核心競爭力的集中體現,航空工業從來就是大國博弈的高端平臺,是國家的戰略性支柱產業,強大的航空工業是一個國家建立獨立自主穩固國防的重要基礎,是保持一個國家國際社會地位的重要基石,也是衡量國家綜合國力和科技實力的重要標尺。C919不僅承載著中華民族的使命和夢想,更是通過經驗總結和科學論證的理性選擇。
如今,在上海郊外的中國商飛公司基地,停放著一架帶有五星紅旗標志的大飛機。它就是我國第一架按英美適航條例自主設計的大型噴氣客機—運-10。它是一個傳奇,既讓人自豪,又充滿悲情色彩。
新中國的航空制造業是從無到有發展起來的。
1970年,毛主席視察上海時提出:“上海工業基礎這么好,可以造飛機嘛?!蓖?月,經國務院批準,上海市試制生產大型運輸機被納入國家計劃,大飛機代號為“運-10”。因為這項任務是1970年8月下達的,故項目代號為“708工程”。該計劃的最初目標是研制國家領導人出訪專機,樹立大國形象,因而在性能方面強調全天候、高航速、大航程。1975年1月,運-10飛機的圖紙設計基本完成。1976年,制造出了第一架用于靜力試驗的飛機。1978年,全機靜力試驗一次成功。1979年,制造出第二架用于飛行試驗的飛機,并于1980年9月首次試飛成功。此后,運-10還進行了各種科研試飛課目,先后轉場北京、合肥、哈爾濱、烏魯木齊、昆明、成都等地,并曾7次飛抵起降難度最大的西藏。

運-10最激動人心的試飛是從成都飛拉薩。新中國建立后,西藏開辟了空中航線,但由于受到飛行高度的限制,所有飛機都不是真正意義上的“飛越”,而是在世界屋脊的眾多高峰間“穿越”,運-10則實現了真正意義上的飛越。
到1985年,運-10共飛了130個起落、170個小時,最遠航程3600千米,最大時速930千米,最高飛行升限 1.1萬米,最長空中飛行時間4小時49分。從性能上看,運-10客艙按經濟艙178座、混合級124座布置,最大起飛重量110噸,已經達到了“大飛機”的標準,總體上與當時波音707飛機的水平相當。它的出現填補了中國大型客機研制的空白,證明了中國人能夠研制大飛機。
此后,運-10一直試飛到1985年2月。在大約完成了一半試飛任務的時候,撥付經費耗盡。由于經費問題及發展戰略不清晰,運-10飛機很快下馬。
航空工業從來都是一個國家工業體系發展程度的綜合體現,運-10作為大型客機,其設計與建造必然反映出當時我國的民用航空工業甚至整個工業體系的整體水平。其下馬則是那個時期我們困難而又貧弱的工業能力的縮影—中國羸弱的工業體系無法順利造出高技術的大飛機。因為嚴重缺乏很多大型部件的生產能力,運-10不得不大量采用土法上馬的解決方式,由此導致在長時間使用中出現結構質量和壽命、安全等方面的問題。
自20世紀80年代中期停飛后,運-10飛機一直停放在中國商飛公司的制造基地,作為“永不放棄”的象征,激勵中國民用飛機制造業前行。
改革開放為我國大飛機的發展帶來了新的生機,也指明了方向:引進國外成熟技術或與國外廠商合作研制,在生產中掌握大型客機的結構特點和生產工藝,為以后的自主研制打下基礎。
自1984年起,中國航空工業與美國麥道公司簽訂協議,實施150座級大型民用飛機MD-80的合作生產和MD-90國產化中美干線飛機合作項目。該項目取得了美國聯邦航空局(FAA)的生產合格證,共向國內外客戶交付37架飛機,其中5架出口到美國,國產化率基本達到70%。
1986年8月,數位國內航空專家聯名上書,建議立即著手研制150座大型客機。是年12月,國務院做出與國外合作生產、消化吸收國外技術,發展我國150座干線飛機的決定。
與麥道公司的合作,在中國民航發展史中具有重要意義。在與麥道的合作中,我國才真正接觸到西方先進的飛機生產技術、工藝和技術規范。尤其是MD-90型機,1989年11月14日開始研制,1993年第一架原型機起飛,在中型干線飛機中算是非常先進的。
MD-90型機采用了許多高成本效益技術的設計,在技術上和經濟上都具有競爭性。雖然MD-90型機在第一時間就拿到中國來生產;但由于虧損嚴重、銷路問題以及麥道公司被波音公司兼并等多方面因素,僅制造2架后,計劃即中止,上海的麥道生產線被迫關閉。受此影響,這次“以市場換技術”的嘗試失敗了。
20世紀八九十年代,除了人們更為熟知的MD-90外,我國在“大飛機”項目上還曾有與波音UHB、德國MBB的MPC-75、空客AE-100的合作嘗試以及中國西安飛機公司(簡稱西飛公司)自主嘗試的NRJ項目;不過,都因多方面因素未能取得成功。
在此期間,國內一些企業開始承接波音公司和空客公司的客機產品部件轉包生產,只是國外公司對轉包生產過程嚴格控制,嚴密封鎖了核心技術。
1993年11月,我國政府再次做出決策,要求“下決心,不失時機地研制中國自己的、掌握知識產權和總體設計技術的150座級以上的干線飛機,力爭在2000年前后搞出樣機并取得國內適航證”。中國航空工業又一次開始尋求國際技術合作,分別與韓國、新加坡以及波音、空客公司進行商談。1998年,由于空客公司以巨額技術轉讓費相挾,我國決定終止該項目。
這幾次嘗試反映了中國航空業在經濟發展和社會進步的浪潮中“摸著石頭過河”的艱難與曲折。
隨著經濟的發展,國內航空市場蓬勃發展,對民用客機的需求大增。在采購國外民用客機的同時,我國也出現了一批有志于發展祖國航空工業的人士,他們在為改變我國主要依靠購買外國飛機來建設民航事業的狀況而不斷努力。
西飛公司在國產支線客機運-7的基礎上,包括改裝電子設備、空調系統、內部裝飾,改裝翼梢小翼和失速警告系統后,發展出運-7-100(Y7-100)型客機。該機駕駛艙為3人體制,載客人數增加到52人。100型可以滿足復雜氣象條件下起飛、航行和進場著陸的要求,基本性能和舒適性也得到了提高。1986年5月,運-7-100正式編入航班投入運營。盡管如此,該機由于故障率相對比較高,使得運營成本增加,逐漸退出主流客運市場的競爭。
在吸取了Y7-100的經驗教訓后,西飛公司對其重新進行減阻、減重和優化設計。于是,一款名為“Y7-200A”的新機型誕生了。和Y7-100相比,Y7-200A在發動機、導航通訊設備及自動飛行控制系統、駕駛體制、座艙布局等方面都做了重大改進,是大量采用國外成熟技術的先進成品。


總體來看,在安全性、經濟性、舒適性和維護性等方面,Y7-200A均達到當代國際先進支線客機水平,價格卻只有國外同類飛機的2/3,性價比相當高。1999年1月,Y7-200A被正式命名為“新舟60”。
新舟60駕駛艙為2人駕駛體制,機身長度較運-7-100型加長1米,載客量增加至56~60人,動力裝置采用美國普惠公司的PW127C渦槳發動機,比運-7-100型飛機降低油耗30%,噪聲水平顯著降低,大大提高了飛機的經濟性和舒適性。
新舟60是我國首次按照《中國民用航空規章》第25部《運輸類飛機適航標準》(CCAR-25)進行設計、生產和試飛驗證的飛機。2000年6月,取得中國民航適航部門頒發的飛機型號合格證。這標志著國產支線客機的發展邁上了一個新臺階。除國內民航公司外,新舟60現已出口到老撾、菲律賓、津巴布韋和緬甸等國家。
之后,在新舟60飛機的基礎上,西飛公司又研制出了新一代支線渦槳飛機—新舟600。與新舟60相比,該飛機突破了機身設計、登機門以及內飾等多項技術難題,較大地提升了飛機的安全性、維修性和舒適性。此外,新舟600飛機具有起飛距離短、節油性能好的特點,機身重量更輕,可靠性和安全性更高,壽命循環成本大大降低。新舟600飛機在維護性、操控性、經濟性和舒適性等方面都達到了世界同類飛機的先進水平。
該飛機于2006年正式立項,2008年10月首飛成功,2010年12月首次交付用戶;目前,已進入我國及東南亞一些國家的民航市場。
繼新舟60、新舟600之后,西飛公司推出了系列發展的全新渦輪螺旋槳支線飛機—新舟700。新舟700的標準座級為78座,滿載航程1500千米,高溫、高原性能優異,可短距頻繁起降,采用電傳操縱,匯聚了全球頂尖供應商。未來還將推出縮短型和加長型兩個版本,以滿足不同客戶的需求。


當下,國際渦槳支線市場由ATR(即法國和意大利合資的區域運輸機公司)和加拿大龐巴迪公司的飛機主宰。新舟700飛機將打破這一格局,挑戰渦槳支線飛機世界第一的地位。目前,新舟700飛機已獲得訂單近200架。
在我國自主研制的支線客機中,翔鳳也是很有名的,其科研代號為ARJ21,全稱Advanced Regional Jet 21,即“21世紀新一代支線噴氣機”。ARJ21是由中國商用飛機有限責任公司研制的新型渦扇支線飛機,亦為我國第一次完全自主設計并制造的支線飛機。
ARJ21-700是ARJ21客機系列的基本型,為70~90座級雙發動機中、短航程支線客機,是我國首次按照國際民航規章自行研制、具有自主知識產權的中、短程新型渦扇支線客機,也是中國首次按照FAR25申請美國聯邦航空局(FAA)型號合格證的飛機。
該飛機于2008年11月在上海成功首飛,2014年底完成適航取證,邁出投入商業運營前的最后一步。2016年6月,ARJ21-700交付成都航空公司,正式投入商業運營。目前,成都航空公司已先后接收了5架ARJ21飛機,機隊累計安全飛行2600余小時,安全載客6.5萬余人次。
事實上,ARJ21項目的更大意義在于為中國民機發展闖出一條路,為后續的大飛機項目奠定基礎。
在經歷了完全自力更生和“以市場換技術”兩條大飛機發展道路的探索后,我國開始了對國產大飛機研制的再一次沖擊。
2003年,王大珩院士上書國務院,建議國家應該加快研制大飛機的步伐。2006年,國務院將大型飛機重大專項確定為16個重大科技專項之一。一年后,中央正式做出自主研制大型飛機、發展有競爭力民用航空產業的戰略性決策。這是我國在國家層面做出的第四次發展大型民機決策,最終促成了C919的面世。
C919中的“C”是China的首字母,也是中國商飛公司英文縮寫COMAC的首字母,其寓意將與空中客車(Airbus)及波音(Boeing)形成ABC鼎立的格局;第一個“9”寓意“天長地久”,“19”代表客機的最大載客量為190座。C919客機是建設創新型國家的標志性工程,具有完全自主知識產權。它屬于150座級別的飛機,基本型混合級布局158座,全經濟艙布局168座、高密度布局174座。
C919全機長38.9米,翼展35.8米,全機高11.95米。飛機駕駛艙采用兩人駕駛體制,配置有大屏幕液晶顯示器,采用側桿操縱。飛機設計航程為4075~5555千米。設計經濟壽命為80000飛行小時/48000起落架次/25個日歷年。最大起飛重量72.5噸,最大商載18.9噸,標準商載15噸。巡航速度0.78馬赫,最大使用速度0.82馬赫,最大飛行高度12千米,巡航高度1萬米。
C919大型客機不僅具有完全自主知識產權,還具有更安全、更經濟、更舒適、更環保等特性。由于飛機采用了先進的新一代發動機,不但巡航燃油消耗率大大降低,而且直接使用成本也較現役同類客機低10%。此外,它大量采用復合材料,其第三代鋁鋰合金材料、先進復合材料在機體結構用量分別達到8.8%和12%,這使得飛機整體減重7%以上,對提高航空公司的經濟效益大有裨益。相較于國外同類型飛機80分貝的機艙噪聲,C919的噪聲可望降到60分貝以下。

C919使用的新一代發動機具有低噪聲、低排放的特點,通過環保設計理念,有望將飛機的碳排放量較同類飛機降低50%。在安全性上,C919采用了大量先進技術,例如新穎的氣動布局等,使安全性得到更好保障。
走進位于上海浦東的中國商飛公司基地部裝車間,一架嶄新的C919大型客機停放在車間中央,C919客機的幾百萬零部件都要在這里“聚首”,完成總裝。隨后噴上乳白色的“外套”,待整裝完畢后,拖到3千米外的專用試飛跑道,奔向藍天。
大型客機被譽為“現代工業的皇冠”,是目前世界上最復雜、技術含量最高的產品,其制造產業鏈覆蓋機械、電子、材料、冶金、儀器儀表以及化工等幾乎所有工業門類,涉及數百個學科。國外相關機構調查顯示,現代社會大部分技術擴散案例中,60%的技術來自航空工業,它是典型的高技術、高附加值的高端裝備業。如果將船舶單位重量創造的價值計為1,那么汽車是9,噴氣式客機是800。其拉動作用不容小覷。
通過對C919的設計研制,我國掌握了民機產業5大類、20個專業、6000多項民用飛機技術,促進了航空工業跨越式發展,提高了自主創新能力,也帶動了新材料、現代制造、先進動力、電子信息、自動控制以及計算機等領域關鍵技術的群體突破,形成“大飛機效應”,也掀開了中國制造的嶄新篇章。
從這個角度看,C919的成功不單是一架飛機的起飛,也不僅是一個飛機型號的研制成功這么簡單,而是中國航空產業和大飛機事業的起飛。
據預測,未來20年,全球航空市場需要新增3萬多架商用大飛機,總價值近5萬億美元。中國也會在未來10年內成為世界最大的航空運輸市場。龐大的市場需求為國產大飛機發展提供了良好的機遇,集技術密集、資本密集、風險密集于一身的大飛機制造,也將為我國工業制造能力的全面提升注入一劑強心針。
C919的首飛成功,只是國產大飛機項目的第一個里程碑,要正式投入商業運營,還有一段漫長的征途:它必須首先取得中國民航局頒發的適航證;之后還要獲得美國聯邦航空管理局和歐洲航空安全局的認證,才能進入國際市場運營。C919的試飛、試驗和適航取證結束后,力爭到2021年交付首家用戶。
就在C919全面試飛試驗取證的同時,中俄合作的CR929遠程寬體客機整體外形和尺寸正式確定,初步設計工作全面展開,相關設計研發、風洞試驗、供應商選擇正穩步推進。
與此同時,進一步提高大飛機的國產化率也被提上議事議程。
大飛機國產化的關鍵是材料和發動機。其中,發動機的研制引人關注。李克強總理在2015年全國“兩會”所做的《政府工作報告》中,首次將發展航空發動機、燃氣輪機列入其中。國家要求,加快實施制造強國戰略,突破高推重比、先進渦槳(軸)發動機及大涵道比渦扇發動機技術,建立發動機自主發展工業體系,開發先進機載設備及系統,形成自主完整的航空產業鏈。業內通常認為,10~15年后,中國能研發出適用于國產大飛機的先進航空發動機。
一個國家的競爭力,很大程度上體現在制造業水平上,而制造業中最重要、最核心的是裝備制造業。通過幾代人的努力,C919國產大飛機研發成功,標志著中國工業發展從低端經濟活動開始奮起向高端進發。
多年來,圍繞大飛機項目,各方爭議不斷,有人認為“造不如買,買不如租”,還有人疑惑:國際上已經有了非常成熟的大飛機產品,為何我們還要自己造?
我國航空工業40多年來的探索與奮斗證明,“中國一定要造自己的大飛機”,這是我們的必然選擇。只有這樣,才能在一定范圍內打破壟斷、降低成本,讓普通老百姓也坐得上、坐得起飛機,結束中國上空飛著的都是國外民用客機的歷史。更為重要的是,大型民用飛機擁有舉足輕重的地位。“發展大型民機產業將顯著帶動國民經濟增長,對科學技術發展有巨大牽引作用,同時也是夯實保障國家安全的基礎?!?/p>
50年前,時任外交部長的陳毅說:“我這個外交部長,出國就是不能坐自己的飛機,地位就與別人不同?!边€有一次,由于出國訪問都是坐國外的飛機,周總理對身邊的人感慨道:“要是能坐上咱們自己的飛機出國訪問,那該有多好!”
如今,國人的大飛機夢終于實現。
從運-10到C919,經歷漫長的40多年,“自主研制大飛機,發展有市場競爭力的航空產業”,已經成為一項堅定不移的國家戰略。中國的大飛機項目所承擔的不僅僅是民族的托付,更開啟了一個經濟高速增長、科技迅速進步的大時代。