2017年5月5日,国产大飞机C919成功首飞,成为中国航空工业制造史上的一个重要里程碑。C919是一架怎样的飞机?它是如何带动上下游产业发展的?首飞一年来,大飞机取得了哪些新进展?今天,“新时代·新本领”栏目,带您一起了解国产大飞机C919——

十年磨一剑 国产大飞机冲上云霄

  翱翔蓝天:几代航空人的梦想成为现实

2017年5月,C919大型客机101架机首飞成功

  2017年5月5日14时,上海浦东国际机场,伴随着发动机的轰鸣声和震耳欲聋的欢呼声,一架蓝白绿相间、尾翼上标有“C919”字样的飞机从第四跑道启动、滑行、加速,一飞冲天。

  79分钟的亮相之旅,标志着C919从一个名字、一叠叠设计图纸,变成翱翔蓝天的雄鹰。这一天,几代航空人用心血和汗水浇灌的梦想成为现实。这一天,中华民族再次向世界证明了自己的聪明才智与创造伟力。

C919大型客机101架机首飞机组

  C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机?;拘突旌霞恫季?58座,全经济舱布局168座,高密度布局174座,最大载客量190座,标准航程4075公里,最大航程5555公里,经济寿命达8万飞行小时。

  据C919副总设计师黎先平介绍,“C919”的代号中,也暗藏着寓意。C是China的首字母,也是主制造商中国商飞英文缩写COMAC的首字母,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190座级。

2015年11月,C919大型客机101架机总装下线

  从2007年国产大飞机立项,到2015年11月总装下线,再到2017年5月成功首飞,国产大飞机十年磨一剑,填补了国内大型客机研制的空白。

  C919是一个全新机型,作为主制造商,中国商飞首先要进行飞机总体设计,要“无中生有”设计出一架飞机。只有自己对飞机总体情况把握清楚,才能给出技术参数,告诉各个供应商怎么干,要拿出怎样的零部件和商品。没有整体设计,即使把全世界最好的发动机、机身、飞控、电传等组合起来,也得不到一架能飞的飞机。此外,系统集成能力也是自主知识产权的重要方面。C919上有几百万个接口,涉及液压、航电、飞控、动力、燃油等多个复杂系统之间的关联,绝不是简单拼接。

  “正因为我们自主进行了顶层设计,才敢拍着胸脯说,C919是有完全自主知识产权的,是我们自己的大飞机!”C919总设计师吴光辉说。

  攻坚克难:102项核心技术攻关,C919成为一架了不起的飞机

  据了解,7年研制时间里,中国商飞攻克了航电、飞控系统控制律、电刹车等102项核心关键技术,其中三大技术亮点更是让C919成为一架了不起的飞机。

  ——“超临界机翼”让飞机更省油

  C919的机翼设计采用了超临界机翼。与传统机翼相比,超临界机翼可使飞机的巡航气动效率提高20%以上,进而使其巡航速度提高将近100多千米/小时。同时,采用超临界机翼还可以减轻飞机的结构重量,增大结构空间及燃油容积。

  ——航电核心处理系统让飞机更“聪明”

  在民用飞机产业有个形象的说法:航电系统是飞机的眼睛、耳朵、大脑等中枢神经系统。先进的航电核心处理系统可以让飞机变得耳聪目明、辨别方向、正确“思考”。C919航电系统的核心——IMA,使用的是目前最先进的高度集成数据处理和网络传输技术。飞机搭载的IMA,由两台核心处理计算机柜负责处理全机各系统的数据,承担全机信息交换中心的职能。这种处理方式,不仅提高了数据传输的处理效率,也大大减少了全机电缆的长度,从而实现有效的减重。

  ——第三代铝锂合金材料让飞机更“长寿”

  C919的机体主结构上,设计人员大量使用了世界先进的第三代铝锂合金材料,这在国内尚属首次。相比于普通铝合金,铝锂合金在同等重量下强度更大,在同等强度下重量更轻,这一性能对实现飞机结构减重与提高飞机寿命而言非常重要。

2017年,C919进行环控试验

  国产大飞机拥有这些了不起的技术背后,凝聚着研发团队十年如一日的汗水和心血。

  为了研制出先进的超临界机翼,研发团队前后总共设计了约600副机翼、1500副小翼及400多副带吊挂/发动机短舱的一体化机翼,通过大量的探索尝试最终找到了最优设计,保证了C919在下线后的未来十年,在气动外形设计上保持世界领先水平。

  复合材料的研制同样如此,由于第三代铝锂合金此前没有在国内民用飞机上使用过,缺乏大量的数据做支撑,攻关团队常常为了一个又一个细节,反复尝试、多次验证。在研制过程中,研发人员发现,C919尾翼上的一个工艺反复出现质量问题。为此,团队先后做了上百次实验,最后找出问题的根源——复合材料成型过程中一个温度曲线的特定参数需要作调整。

  “国内民机研发的基础薄弱,还要突破国外的技术壁垒,自主创新之路充满荆棘。研制团队正是在一步又一步的积累、一个又一个的突破中,最终实现C919核心技术的攻关?!?回忆起研发过程中的曲折和坎坷,C919复合材料工程师汤家力深有感触。

  中流砥柱:C919不仅是一架大飞机,更是带动上下游产业腾飞的助推器

  “C919从机头到航电系统,再到机舱娱乐设备、灯光、广播等,都不乏‘四川造’”“C919不仅翅膀是陕西造,而且其机载信息系统处理计算机和光电转换器也是陕西造”“那个成功首飞的C919,江西制造占了四分之一”……

  2017年5月,C919成功首飞后,与大飞机有着亲密关系的省区市都争相表明对国产飞机制造的贡献,背后折射出C919对民机产业整合、对上下游产业链带动的显著作用。

C919飞机进行发动机点火测试

  大型飞机技术的突破,能带动上下游产业链的发展,形成“大飞机效应”。C919大型客机的生产、配套、组装涉及200多家企业、22个省市,数十万人参与其中,推动建立16家航电、飞控、电源、燃油和起落架等机载系统合资企业。目前,C919大型客机国内外用户达到28家,订单总数达到815架。未来,随着C919进入量产阶段,将进一步带动上下游产业的蓬勃发展。

C919总装车间

  一直以来,飞机制造被誉为“现代工业上的皇冠”“现代工业之花”。作为一个集技术密集、资本密集、风险密集于一身的产业,国产大飞机制造不仅能够带动上下游产业链的发展,也为我国工业制造能力的全面提升注入了一剂强心针。

  2014年10月,C919项目迈入全面试制阶段,中国航天科工集团航天海鹰特种材料接到了一个大活儿——三个月内完成C919首架机后机身后段的研发工作。后机身后段是全机复合材料应用占比最大的部段之一,平均比例达到了60%,包含37个复合材料零件、335项金属件、379项配套材料和13000多个紧固件,任务量极其巨大。面对这个“不可能”的任务,航天海鹰的研制团队平均每天工作15到20个小时,以精益求精的工匠精神提前完成了研发任务。航天海鹰这个年轻的企业也在百般锤炼中拥有了大量具有自主知识产权的航空制造技术,许多新项目随之落地生根、茁壮成长。

  航天海鹰的“淬火成钢”,不过是“大飞机效应”带动综合工业水平提升的一个缩影。通过C919的设计研制,我国掌握了民机产业5大类、20个专业、6000多项民用飞机技术,带动新技术、新材料、新工艺群体性突破。这些新成果也将实现批量生产,推动中国工业制造能力的进一步飞跃。

  C919总设计师吴光辉表示,“没有 C919 项目的拉动,我们的航空工业不可能发展得这么快”。

  再接再厉:C919踏上试验试飞取证新征程,CR929远程宽体机全面展开初步设计工作

  首飞成功,只是国产大飞机第一个里程碑,要正式投入商业运营、在天空中“自由飞翔”,还有一段漫长的征途要走。首先必须取得中国民航局(CAAC)颁发的适航证,才能投入国内商业运营。之后,C919飞机还要逐步获得美国联邦航空管理局(FAA)的认证、欧洲航空安全局(EASA)的认证,才能进入国际市场运营。

2017年11月,C919大型客机102架机发动机点火成功

  一年多来,C919大型客机为“毕业考试”——适航取证工作全面冲刺。今年6月,在走访中国商飞上海飞机设计研究院时,我们看到展板上悬挂着C919大型客机2018年的重点任务:设计优化,101、102架机试飞等等,每项任务都明确标出时间节点;在试飞中心,工程师们正在对102架机进行改装,在上海飞机制造有限公司总装车间里,制造工人正在有条不紊地组装103架机……

C919大型客机101架机、102架机同框

  据C919副总设计师黎先平介绍:“首飞成功后,C919第二架机(102架机)顺利腾空而跃,目前试验试飞取证工作进展顺利?!?/p>

  未来,C919还将经历鸟撞、结冰、失速、大侧风等高风险试验,还要到高温、高寒、高原等不同的自然环境和气候条件下反复试验,只有经受住极端条件的考研,才能说飞机是安全的。

  “未来几年,我们要完成中国民航第25部规章规定的全部科研和取证的试飞工作,并且尽早实现首架交付。为此,我们全线科研人员都在朝着这个目标不懈奋斗?!崩柘绕剿档?。

中俄远程宽体客机命名CR929 合资公司LOGO发布

  就在C919全面踏上试飞试验取证工作新征程的同时,今年6月,大飞机制造的前线又传来新消息。CR929远程宽体客机整体外形和尺寸正式确定,初步设计工作全面展开,相关设计研发、风洞试验、供应商选择正在稳步推进。(中央纪委国家监委网站 李鹃 陈斯阳)

视频
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专访

C919大型客机副总设计师黎先平

  1.C919是一个全新机型。作为主制造商,关键是掌握了哪些方面的自主知识产权?

  黎先平:首飞之后,有的人说供应商从国外把东西运给我们,我们弄个壳子把东西往里面装就好了,但实际上不是这么容易的事情。

  第一,对于飞机来说,这个壳子造出来不简单,它是最复杂的壳子,最有科技感的壳子,没有这个壳子飞机就飞不起来??亲拥暮没?,牵涉到飞机今后油耗的高低。我们的壳子使用了先进的气动力技术,结构效率高,复合材料的应用好。因此,和其他在役飞机相比,油耗方面占据一定的优势。另外,飞机长什么样子是我们自己决定的,飞机的气动力布局如何打造、结构重量怎么样,这些都是我们自己决定的。

  第二,我们的系统建设成什么样子?设计研发飞机的系统,不是到市场上,或者到国际上去买几个计算机、买几个航电、买几个飞控,然后把这几根线缆接上飞机就研制成功了,不是这么简单的事情。飞机的设计一定是我们从顶层提需求,考虑清楚我们到底要实现哪些功能。尽管 C919 的供应商来自全球,但顶层需求是我们自主设计的,提完需求之后再分解到各个部门各个系统,明确地向来自全球的供应商提出技术规范。因此, C919 究竟需要怎样的零部件,这些零部件要达到怎样的技术要求,完全是由中国商飞公司决定的,这充分体现了主制造商的自主权和决定权。

  2.C919目前已经进入试验试飞取证阶段,CR929也处于初步设计阶段,未来大型客机制造的方向是如何规划的?

  黎先平:目前我们是三个型号的飞机同时在推进,但是它们各自所处的阶段都不一样。ARJ21支线飞机目前已经投入运营,我们主要解决运营的问题,研究运营的规律。与此同时,还要追踪设计上是否存在问题。C919的重点工作就是要适航取证,把ARJ21走过的道路重新走一遍??硖蹇突鶦R929项目初步设计阶段的工作已经全面展开,相关设计研发、风洞试验、供应商选择正在稳步推进。

  从飞机制造的发展方向来看,飞机的产品线从支线客机到单通道窄体客机,再到双通道宽体客机,产品系列变得越来越丰富。从技术发展上来看,我们面临的挑战越来越艰巨。双通道飞机体积更大、座级更多,它的气动平台等技术问题需要我们一步步去攻克。从某种意义上说,一代新的气动力就决定了一代飞机,所以我们目前也在研究和储备新的气动力技术。此外,电的技术在设计上应用的范围可能比C919更广,复合材料的用量会更大,这对我们的研究人员来说都是一个很大的挑战。

  3.习近平总书记高度重视大飞机的发展,在党的十九大报告和2018年新年贺词中都为大飞机“点赞”。在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会开幕会上,习近平总书记强调,我们着力引领产业向中高端迈进,C919大型客机等加快追赶国际先进水平。未来,国产大型客机在追赶国际先进水平上有哪些计划,如何更好地践行“让中国的大飞机翱翔蓝天”?

  黎先平:大飞机等重大科技成果被写入十九大报告,在2018年新年贺词中习近平总书记特别提到C919大型客机飞上蓝天。在最近的中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会开幕会上,总书记再次点赞,我们感到十分鼓舞和振奋,同时也是一种鞭策和激励。对我们全线的广大技术人员,实际上也是一种动员令。

  从2007年党中央国务院提出要开展C919大型客机研制以后,实际上我们一直在严格按照中国民航局的适航标准,开展研制工作。在研发过程中,在考虑下一代飞机的设计过程中,我们也在先进的气动布局、先进的气动力设计手段等方面不断探索。下一步,我们还将继续追赶世界民机的先进技术,这方面我们义不容辞,并且我们要奋勇直追。所以这个对我们的技术、对我们全线广大技术人员而言,都提出新的挑战和要求,我们在总体设计、系统集成、电子电气、飞行控制、发动机的技术等等各方面,都要向着世界级的目标、世界级的标准去迈进、去奋斗。(采访整理 李鹃)

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