全球航展首秀 国产大飞机你知道多少?
2020-11-20蔡晓臻
本刊记者 / 蔡晓臻
国产大飞机C919最为特邀嘉宾,出现在2020江西省南昌飞行大会,这是C919国产大飞机的全球航展首次动态展示。国产民用大客机翱翔在天,是几代中国航空人的梦想。根据东兴证券研报的数据显示出,2020年可以认为是大飞机元年。按照中国商用飞机有限责任公司预测,中国民机市场规模约每年 4000亿元(相当于去年全年军方装备采购费)。目前中国民航飞机保有量约4000架,如果逐步替代30%-50%存量,C919大飞机将持续放量。根据商飞官网统计,目前C919累计客户已达28家,订单总数超过1000架。C919大飞机预计最迟2021年进入量产,目标年产100架。
艰难的研发之路
为什么我国一定要研究国产的大飞机呢?飞机制造业是国家战略性产业,对国家的军事安全有重大影响,对经济和科技发展有重大推动作用,配装航空武器系统的空中力量对战争胜负具有关键性甚至决定性的作用。在民用领域,航空运输是目前最快捷、最高效的交通运输系统,随着经济全球化的进一步深入以及社会进步和技术发展,航空运输将有更大的扩展空间。民用航空制造业的发展水平也是一个国家实力的象征,也是推动经济与科技进步的重要力量。
我国国产大飞机“三剑客”分别为军用运-20、大型客机 C919 和水陆两栖飞机AG600。生产大飞机的过程要涉及多个学科,包括空气动力学、材料学、航空电子学等,也涉及如化工、电子、冶金多个部门。大飞机能够体现一个国家的工业水平,目前全球也只有美国、俄罗斯、欧盟等能实现自主制造大飞机。2017年5月5日,中国国产大飞机 C919 首飞成功,标志着中国成为第四个拥有自主制造大型干线客机能力的国家或团体。
回顾过去,中国的大飞机研制之路走过了一段艰难、坎坷的历程。
在中国商飞公司总装制造中心祝桥基地,停放着一架运10飞机,它是我国第一架自主研制的大型客机。上世纪60年代末,随着国际民航业的快速发展,喷气式客机取代螺旋桨客机的时代已经来临。1970年8月,研制我国首架大型民用飞机的项目正式启动,上海飞机制造厂负责飞机的制造,该机代号为运10。经过十年的艰苦奋斗,1980年9月26日,中国人自主研制的第一架大型喷气式客机运10首飞成功。
运10飞机副总设计师程不时对此表示:“中国人的智慧与勤劳是充分体现在这个飞机的建造期间。这么苦的情况下,居然把个大飞机就干成了。这对我们民族来讲,是一种能力,我们中国能干这个事。”
运10的研制成功在当时中国的经济条件和技术水平下可谓创造出了一个奇迹,但是之后由于种种原因,1985年运10项目被搁置。在随后的上世纪80年代末和90年代,我国又进行了几次国际合作来发展民用飞机,但是最终这些尝试都未能持续推进。
随着中国经济的快速增长和民航业的不断发展,航空运输产业展现出巨大的市场需求。研制具有自主知识产权的商用飞机被再次提上日程。2002年,我国的ARJ21新支线飞机项目立项,2007年,大型客机C919研制项目启动。
经过十余年的努力,ARJ21终于走完了一款商用飞机研制、试验、运营的全过程,在2016年正式投入航线运营。紧接着,2017年5月5日我国自主研制的第一款全面采用先进技术、且具有完全自主知识产权的大型喷气式客机C919在上海浦东国际机场实现完美首飞,这标志着我国真正具备了研制现代干线飞机的核心能力。
中国工程院院士C919总设计师吴光辉表示,C919就是引领未来装备制造业的发展,对整个产业的带动起到非常举足轻重的作用。是我们国家提高装备制造能力、提高科学技术水平的一个牵引性的项目。
2019年8月1日,国产C919大型客机第四架试飞飞机在上海浦东国际机场完成首次飞行,C919向着投入航线运营的目标又迈进了一步。2020年3月,C919大型客机在山东东营完成了飞行推力确定试飞,这是C919试飞过程中的关键课目,这一试飞的完成,标志着C919大型客机的取证试飞工作全面提速。
据预测,在未来20年,全球商用飞机交付量将达4万多架,总价值将近6万亿美元,其中中国的新机交付量将达9000多架,占全球的22%。中国的大飞机之路正在加速迎接未来,中国航空人的梦想也在加速实现的路上。
国产大飞机的奥秘
C919是中国继运-10后自主设计并且研制的第二种国产大型客机。国产大飞机的正式下线,意味着我国成为世界少数几个具有大型客机研制能力的国家,也将逐渐打破波音、空客的垄断。那么,国产大飞机都有哪些奥秘呢?
其一,C919在命名上有自己的寓意。
据中国商用飞机有限责任公司副总经理、大型客机总设计师吴光辉表示,C919的名字中,第一个“9”的寓意是天长地久,“19”代表的是中国首型大型客机最大载客量为190座。“C”是China 的首字母,也是商飞英文缩写COMAC的首字母,同时还寓意要跻身国际大型客机市场,要与Airbus(空中客车公司)和Boeing(波音)一道在国际宽体大型客机制造业中形成ABC并立的格局。市场布局为与波音737、空客A320竞争的机型。
其二,C919在设计上采用了大量先进技术。
1、采用先进气动布局和新一代超临界机翼等先进气动力设计技术,达到比现役同类飞机更好的巡航气动效率,并与10年后市场中的竞争机具有相当的巡航气动效率;
2、采用先进的发动机以降低油耗、噪声和排放;
3、采用先进的结构设计技术,如目前只有波音787使用的四面式风挡技术,减少阻力;
4、采用较大比例的先进金属材料,如铝锂合金,其中复合材料占20%,一方面减轻飞机的结构重量,另一方面,机舱内噪音可望降低20分贝,降到60分贝以下;
5、采用先进的电传操纵和主动控制技术,提高飞机综合性能,改善人为因素和舒适性;
6、采用先进的综合航电技术,减轻飞行员负担、提高导航性能、改善人机界面;
7、采用先进客舱综合设计技术,增宽中间座位、提高行李舱高度等,提高客舱舒适性;
8、采用先进的维修理论、技术和方法,降低维修成本。
C919的自主创新在于:
据中国商飞大型客机C919项目常务副总设计师陈迎春介绍,C919飞机是我国完全自主创新的,其中包括飞机的总体方案自定;气动外形由中国自主设计、自己试验完成;飞机的机体从设计、计算、试验、制造由中国完成;系统集成由中国自己完成;中国式特色管理。然而由于研发技术不成熟,机载设备仍是进口的,包括发动机、航电、飞控及起落架等。
其三,零部件的完全国有化并不遥远。
从长远发展来看,中国实现C919客机零部件的完全国有化,将其国产率提升到更高水平,是完全有条件达成的,只是需要更多的时间予以发展,毕竟我国歼-20、运-20等大型设备的诞生都是中国技术的最佳证明。
未来随着大飞机国产占比的提升,产业链内具有核心技术且技术壁垒较高,在军用领域已有应用或已成为国外大飞机产业链的重点供应商,产品附加值较高且有潜在较大市场空间的国产供应商有望崛起。