中国的大飞机产业发展之路(一)
2022-08-05冀中仁
冀中仁
所谓大飞机,是指起飞总重量超过100 吨的运输类飞机,包括军用和民用大型运输机,也包括150 座以上的干线客机。它是民航使用最广泛的主力机型。
在数十年的时间里,我国使用的大型客机都是从国外购买的,我们自己并不能生产。我们使用的大型客机不是欧洲的“空中客车”,便是美国的“波音”飞机。无论是从经济因素还是安全视角来看,这种状况对我国的长远发展都是有极大弊端的,甚至存在着严重的国家安全问题。为彻底改变对国外大型客机依赖的不利局面,我国政府进行了一系列努力和探索。在中国商飞公司总装制造中心祝桥基地,停放着的运-10 飞机,是我国第一架自主研制的大型客机。这架新中国大飞机运-10 首飞也曾一飞冲天,而首飞成功之后最终却成为国人众说不一的故事。我国的大飞机产业发展之路也非一帆风顺。
一、新中国首架大飞机“运-10”曾一飞冲天
大飞机项目曾得到我国几代领导人的高度关注和重视。早在建国初期,毛主席和周总理就对发展我们自己的大飞机制造业有所考虑。
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,为了改变我国客机依赖进口的局面,中央军委、国家计委以(70)军工字270号文向上海市下达了大型客机的研制任务,代号“708 工程”,首批研制三架飞机,十二台发动机,“在上海搞一个生产和维修大型客机基地”。该飞机型号后命名为“运-10 飞机”。
据运-10 飞机副总设计师程不时等参与者介绍,运-10 飞机的研制是以上海640 所和5703 厂为主进行的。1975年基本完成全机发图工作。共设计图纸143000 标准页,编写技术条件211 份,提供技术报告789 份,开展各类课题研究171 项,编制并应用计算机程序138项,编写各种技术手册约200万字。运-10 01 架机体于1978 年11 月顺利通过静力试验,02 架飞机于1980 年9 月26 日首飞上天。以后持续五年之久的许多次试飞表明,飞机的基本性能和飞行品质符合设计要求。该项目共研制飞机两架,其中01架用于静力试验,02架用于试飞。共飞行130 个起落,170 小时,证明运-10飞机操纵性稳定性好,飞行性能达到了设计指标。其间,曾飞到北京、哈尔滨、广州、昆明、合肥、郑州、乌鲁木齐、成都等地,并七次飞到拉萨。
据介绍,当时“运-10”飞行最远航程8600 公里,最大时速930 公里,最大起飞重量110 吨,最高飞行升限超过1000 米。该机还在被称为“空中禁区”“死亡航线”的西藏连续7 次试飞,均获得成功。“运-10”成为中国第一架按英美适航条例设计的国产飞机,也由此成为继美、苏和欧共体之后第四个能自己造出100 吨级飞机的国家。
曾与中国航空界有着不解之缘的王超平回忆说。到1985 年,“运-10”共飞了130 个起落,170 个小时,最远航程3600 公里,最大时速930 公里,最高飞行升限11000 米,最长空中飞行时间4 小时49 分。
从性能上看,“运-10”客舱按经济舱178 座,混合级124 座布置,最大起飞重量110 吨,已经达到了“大飞机”的标准。当时的航空航天工业部评价其为“填补了我国民航工业在这方面的空白”。中国人的智慧与勤劳是充分体现在这个飞机的建造期间。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。
国际航空界对“运-10”的研制成功曾给予高度关注。时任波音副总裁的斯坦因纳1980 年5 月在《航空周刊》上著文:“‘运-10’不是波音的翻版,更确切地说,它是该国发展其设计制造运输机能力十年之久的锻炼。”同年11月28 日,路透社载文说:“在得到这种高度复杂的技术后,再也不能把中国视为一个落后的国家了。”“1988 年,原三机部民机司副司长郑作棣曾撰文指出,‘运-10’飞机的研制在技术上有10 项突破。
拥有驾驶波音707 飞行2000 小时经验的美国驻华使馆武官参观飞机后对中国设计师说:“凡是熟悉波音飞机的人,站在运-10 飞机舱门前看一眼就可以明白,运-10 不是波音飞机的复制品,机翼构型明显是不同的。”当时波音公司的总裁对中国设计人员说:“你们毕业了,我们只不过比你们早毕业几年。”该公司一位副总裁在美国《航空航天周刊》撰文说:“运-10 不是波音707 的翻版,更确切地说,她是该国发展设计制造运输机能力的十年之久的锻炼成果。”
但是之后由于种种原因停供研制费,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。
20 世纪80 年代中期,中央对民用飞机工业发展制定了“三步走计划”:第一步是装配和部分制造支干线飞机,当时主要是装配麦道80/90 系列飞机,由麦道提供技术;第二步与国外合作,联合设计研制100 座级飞机;第三步是2010年实现自行设计、制造180座级干线飞机。可惜的是,“三步走”没有走下去。
“运-10”项目下马后,中美合作的“麦道项目”作为国内研制大飞机的一种延续又进行了近十年,从1985 年3 月至1994 年10 月,国内共组装了35架麦道82,其中返销美国5 架。1992年3 月,中美开始合作生产麦道90,机体的国产化程度达到70%。
1996 年,中国航空工业总公司与空客、新加坡科技签约了联合设计生产100 座级飞机AE-100 的协议。1997 年8月,波音并购了麦道公司,麦道90 项目在生产试飞两架后就仓促结束。
1998 年,空客终止了AE-100 项目。于是,一切有关大飞机的研制工作彻底停滞。按照当时的价格计算,麦道90 亏损了5 亿美元。但不容否认的是,“正是因为有了研制‘运-10’的基础,才有上世纪八九十年代中美飞机项目的合作。
尽管我们自己研制的大飞机没有形成产业,但研制大飞机的技术和制造基础得以延续。这使得中国成为世界上有能力造大飞机、并有设计大飞机潜力的少数几个国家之一。”
国家发改委国有资产研究中心主任高梁在接受《了望新闻周刊》采访时分析说。作为国务院组织的“大飞机项目论证组”成员,王超平和高梁等专家表示,“运-10”工程是中国航空工业发展历史上的重要一页,应认真总结这段历史而不应回避。
“运-10”如同两弹一星,也是中国人的骄傲。高梁指出,“运-10”下马之后,关于大飞机的讨论一直在进行。对于运-10 的研发中途放弃,有些国人认为这是中国航空业的一个巨大战略性错误。运-10 下马不是因为民航不买,根本就不是有没有市场的问题。当时正处于所谓的“中美蜜月期”,可能是认为合作更能促进发展而且成本更低,才使中国痛失了一个发展大型飞机的机遇。
由于麦道和“AE-100”项目的挫折,“十五”计划没有再安排大飞机项目,而把重点放在发展支线飞机上。但是,由于大型飞机本身所具有的重要战略意义,制定“十一五”规划时,领导层面临着新的历史抉择:中国要不要自主研发大飞机?
过去有许多恩恩怨怨,现在也有许多争论。但是,几乎所有的争论只是围绕着产品的优缺点说来说去,却掩盖了更为重要的技术能力问题。例如,对运-10 下马的一种官方解释是:1981 年初,民航总局对运-10 型飞机研制提出意见,认为该机还有不少重大技术问题有待解决,其中如影响安全和经济性能的全机疲劳试验尚未进行,飞机性能还要通过大量试飞才能验收,机上4 大系统还缺乏试验数据,有些机载设备还存在问题等等,继续研制类似波音707 型水平的飞机是否可取,需要斟酌。
二、C919的研制经历
为彻底改变对国外大型客机依赖的不利局面,国务院于2006 年2 月9 日,颁布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 年一2020 年)》,大型飞机被确定为“未来15 年力争取得突破的16 个重大科技专项”之一。为此,国务院成立了大型飞机重大专项领导小组,组织了专家论证委员会独立开展论证,经过6 个月的工作,形成了《大型飞机方案论证报告》。
2006 年1 月,立项,将大型飞机项目列为国家中长期科技规划的16 个重大专项之一。
2007 年8 月,胡锦涛主持政治局常委会,同意成立大型客机项目筹备组。2008 年3 月,国务院通过了组建方案,批准组建中国商用飞机有限责任公司。
2008 年5 月揭牌。中国商飞在上海揭牌成立,总部设在上海。公司注册资本190 亿元。C919 项目于2008 年11 月启动,计划2015 年底首飞,2016 年取得适航证并交付用户。
C919 客机的发展目标是为8—10 年后的民用航空市场提供安全、舒适、节能、环保、具有竞争力的中短程单通道商用运输机。在市场定位上,以中国国内为切入点,同时兼顾国外市场,提供多等级、多种航程的产品。
2008 年中国商用飞机有限责任公司正式启动大型客机项目论证工作,举全国之力、聚全国之智,邀请国内外47家单位468 位专家组成了大型客机联合工程队,成立了由20 位院士、专家组成的大型客机专家咨询组,形成了大型客机的初步总体技术方案,完成了大型客机项目技术经济可行性研究报告,梳理出了第一批需要启动的14 项专项技术攻关项目。2009 年5 月,中航工业成飞/成飞民机派遣联合设计小组进驻上海飞机设计研究所,参与C919 大型客机机头工程样机结构部分设计。
2009 年6 月19 日,中航工业成飞/成飞民机完成了C919 工程样机制造工艺总方案的论证和发布工作。2009 年8月31 日,实现了C919 工程样机全三维结构数模100%的发放。
2009年9月1日上午9时30分,C919 机头样机在中航工业成都飞机有限公司开工制造。吴光辉介绍,机头长7.9米,宽3.96 米,高4.16 米,包括雷达舱、驾驶舱、卫生间、厨房以及座舱。
2009 年9月8日,C919外形样机在香港举行的亚洲国际航空展上正式亮相。这也是国产C919 客机首次在世人面前亮相,至此,国产大飞机的神秘面纱终于揭开。
2009 年11月24日,C919机头上下部装配状态通过评估,实现上下部对合。2009 年12 月8 日,C919 工程样机正式下线,整个工程设计制造仅用了半年的时间。
2009 年12月10日上午,“C919大型客机机头工程样机主体结构验收仪式”在中航工业成飞举行。2009 年12月21 日,中航工业商用飞机发动机有限责任公司与CFM 国际有限公司在北京签订谅解备忘录,计划在国内合资建立用于装配C919 的LEAP-X1C 型飞机发动机总装和试车的生产线。
2009年12月26日,C919大型客机机头样机工程在上海商飞正式交付,这是我国大飞机项目取得的又一重大进展。中国拥有自主知识产权的C919 大型客机2012 年11 月16 日在珠海航展上获得中外6 家客户共100 架订单。
四川航空与中国商飞于10 月22 日签署了20 架C919 大型客机订单协议,这也是C919 上周收获的第二笔订单。(2011 年)中国商飞公司董事长张庆伟表示,启动用户的确定为C919 大型客机研制顺利进入工程发展阶段奠定了市场基础。
C919 大型客机计划2010 年完成初步设计,2012 年完成详细设计,2014年实现首飞,2016 年完成适航取证并投放市场。2013 年10 月5 日中国商飞副总经理罗荣怀说,C919 计划遇到“挫折”,中国商用飞机公司生产的C919型单通道飞机原定于2014 年试飞,但现已推迟至2015 年,飞机交付期将推迟至2017 或2018 年,中国国产大飞机可能要在2020 年后才能服役。
2013 年12 月31 日,从中航工业成飞民机公司传来好消息,C919 大型客机项目机头部件首架实现装配下架。中国商飞、中航工业及相关单位在成飞民机公司举行了交付仪式,并为首架机头部件下架产品揭幕。
据悉,此次装配下架的机头部件主要应用于设计验证性试验。为确保项目研制节点,担负制造任务的成飞民机公司从2013 年7 月起着手组织相关生产资源,对项目计划进行详细策划和管控,解决了天窗骨架零件制造、钛合金蒙皮零件成形等关键技术攻关课题,并于11月29 日完成相关零件、工装等资源配套,实现了装配开工。
成飞公司和成飞民机公司全体参研人员日夜赶工,经过短短一个月的时间,完成了相关装配制造工作,实现装配下架,达到交付状态。2014 年,成飞民机公司将再接再厉,完成101 架试飞验证飞机和01 架静力试验机机头制造,成为国内飞机制造行业当之无愧的“机头专业户”。
2014 年7 月31 日,C919 大型客机首架机机头部段在中航工业成飞民机装配下线。2014年8月22日《中国航空报》报道:日前,C919 大型客机首架机在中航工业西飞618 厂房迎来中机身的总装下线。
在整个中机身团队的共同见证下,首架机中机身部段在总装型架上完成了下架前最后的测量,被稳稳地移放到了地面托架上。中机身作为前、后机身的桥接,是影响到中央翼、外翼、机身对接的重要部段,它的成功下线是整个机体工作包的重要成果,至此,C919 大型客机向结构总装下线又迈出了坚实的一步。
2014 年9 月19 日9 时19 分,第一架C919 大型客机在中国商飞上海浦东总装基地正式开始结构总装工作。首架飞机首先进行的是前机身与中机身的机体对接,其它部段将在两个月内陆续交付,并运抵上海进行总装。
中国商飞上海浦东总装基地于2011年5 月开始建设,现已投入使用,到2020 年已具备150 架C919 大型客机和50 架ARJ21 新支线飞机的生产能力。