國(guó)產(chǎn)“大飛機(jī)”的創(chuàng)新與突破

文｜本刊記者 安薪竹

國(guó)產(chǎn)“大飛機(jī)”的創(chuàng)新與突破

文｜本刊記者 安薪竹

經(jīng)過近10年的艱苦努力，中國(guó)人的“大飛機(jī)”夢(mèng)想即將成為現(xiàn)實(shí)。它的研制和應(yīng)用始終與國(guó)際同行業(yè)深度融合，也悄然改變了中國(guó)在全球飛機(jī)制造業(yè)中扮演的角色。

C919夢(mèng)想起航

目前，中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的C919大型客機(jī)已基本完成機(jī)載系統(tǒng)安裝和主要的靜力、系統(tǒng)集成試驗(yàn)，并于2017年2月28日和3月1日完成兩次滑行測(cè)試，預(yù)計(jì)將在2017年上半年首次飛上藍(lán)天。

C919是由中國(guó)商飛公司研制的中短程商用干線飛機(jī)，這意味著中國(guó)成為繼美國(guó)、歐洲之后少數(shù)擁有大型商用飛機(jī)制造能力的國(guó)家。經(jīng)過近10年的艱苦努力，中國(guó)人的“大飛機(jī)”夢(mèng)想即將成為現(xiàn)實(shí)。它的研制和應(yīng)用始終與國(guó)際同行業(yè)深度融合，也悄然改變了中國(guó)在全球飛機(jī)制造業(yè)中扮演的角色，即從只能生產(chǎn)零配件的分包商，逐漸全面掌握民用飛機(jī)的核心技術(shù)，變成自主設(shè)計(jì)并完成總裝的制造主體。

在研發(fā)制造C919的過程當(dāng)中，中國(guó)商飛規(guī)劃了102項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，不僅帶來了新材料、現(xiàn)代制造、先進(jìn)動(dòng)力等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的群體性突破，還推進(jìn)了力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等諸多基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，其技術(shù)擴(kuò)散率高達(dá)60%。

關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新

從立項(xiàng)至今，C919已經(jīng)走過了10個(gè)年頭；而中國(guó)研制大飛機(jī)的夢(mèng)想，至今已有46年。

中國(guó)最早的大飛機(jī)項(xiàng)目“運(yùn)10”的研制始于1970年，曾于1980年首飛，1985年項(xiàng)目終止。當(dāng)時(shí)中國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，技術(shù)水平不足，無法保障飛機(jī)的性能，“運(yùn)10”未能進(jìn)入運(yùn)營(yíng)，最終沒有完成一條完整的產(chǎn)品線。

2007年開始，中國(guó)瞄準(zhǔn)美國(guó)波音、歐洲空中客車兩大巨頭壟斷的大飛機(jī)市場(chǎng)，開啟了商用干線飛機(jī)的制造計(jì)劃，并于2008年5月成立了中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司，專門實(shí)施中大型客機(jī)項(xiàng)目。高端技術(shù)裝備的升級(jí)與突破不可能一蹴而就，中國(guó)商飛在不斷探索與開拓的過程中，創(chuàng)造著大飛機(jī)研制與產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)造的中國(guó)模式。

據(jù)中國(guó)商飛大型客機(jī)C919項(xiàng)目常務(wù)副總設(shè)計(jì)師陳迎春介紹， C919整機(jī)的產(chǎn)權(quán)屬于中國(guó)商飛所有，研制時(shí)以中國(guó)商飛公司的團(tuán)隊(duì)為核心，負(fù)責(zé)飛機(jī)的設(shè)計(jì)、總裝、試飛、銷售等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。氣動(dòng)外形由中國(guó)自主設(shè)計(jì)、自己試驗(yàn)完成；飛機(jī)的機(jī)體從設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)、制造由中國(guó)完成；系統(tǒng)集成也由中國(guó)自己完成。C919是確確實(shí)實(shí)的“中國(guó)制造”。

機(jī)翼不僅是整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)中主要承載部件，也是技術(shù)最為復(fù)雜、制造難度最大的部件。大型民航客機(jī)油耗驚人，為了讓飛機(jī)更省油，C919的機(jī)翼設(shè)計(jì)運(yùn)用了中國(guó)自主研發(fā)的超臨界機(jī)翼，使巡航氣動(dòng)效率提高20%以上，減阻8%左右。在靜力試驗(yàn)中上翹2米卻安然無恙的機(jī)翼，運(yùn)用了超臨界翼型，是C919的驕傲。

C919使用的超臨界機(jī)翼由西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（下文簡(jiǎn)稱西飛）研制完成，然而飛機(jī)機(jī)翼制造的關(guān)鍵技術(shù)之一——整體壁板數(shù)控噴丸成型技術(shù)，長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，是制約中國(guó)大飛機(jī)研制的核心技術(shù)。西飛通過大量的基礎(chǔ)理論研究和系統(tǒng)性試驗(yàn)，先后攻克了一系列超臨界機(jī)翼的關(guān)鍵核心技術(shù)，具有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，打破了國(guó)外技術(shù)封鎖和壟斷，使西飛成為世界上掌握該技術(shù)的少數(shù)幾個(gè)公司之一。

天津大學(xué)陳清焰團(tuán)隊(duì)工作人員在運(yùn)行“全尺寸機(jī)艙環(huán)境模擬艙”，進(jìn)行“大型客機(jī)座艙氣流組織的數(shù)值模擬”研究

這是C919關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的一個(gè)縮影。歐美國(guó)家在大型客機(jī)研制上技術(shù)領(lǐng)先、市場(chǎng)成熟，對(duì)于中國(guó)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)而言，則面臨著許多技術(shù)瓶頸。在研發(fā)制造C919的過程當(dāng)中，中國(guó)商飛規(guī)劃了102項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，不僅帶來了新材料、現(xiàn)代制造、先進(jìn)動(dòng)力等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的群體性突破，還推進(jìn)了力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等諸多基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，其技術(shù)擴(kuò)散率高達(dá)60%。

國(guó)際化的飛機(jī)制造產(chǎn)業(yè)鏈

C919的機(jī)型與波音737空客A320機(jī)型類似，實(shí)際總長(zhǎng)38.9米，翼展35.8米，高度12米，標(biāo)準(zhǔn)航程為2200海里，增大設(shè)計(jì)航程為3000海里，巡航高度35000英尺。與國(guó)際市場(chǎng)的同類機(jī)型相比，C919在載客量、燃油耗費(fèi)等方面性能上已經(jīng)有所超越。

在C919誕生之前，中國(guó)就已經(jīng)成為全球飛機(jī)制造的重要供應(yīng)地。目前全世界有超過8000架正在飛行的波音飛機(jī)安裝了中國(guó)制造的零部件；空客的取材則更為便利，早在2008年就在中國(guó)天津建立了A320的總裝線。

當(dāng)國(guó)產(chǎn)商用飛機(jī)的計(jì)劃到來時(shí)，這些中國(guó)企業(yè)自然成為C919的機(jī)體供應(yīng)商。為C919生產(chǎn)超臨界機(jī)翼的西飛不僅能夠?yàn)榭湛蜕a(chǎn)A320飛機(jī)的整個(gè)機(jī)翼，并已經(jīng)向波音交付超過3000架新一代737垂直尾翼；沈飛民機(jī)公司是C919垂直尾翼的供應(yīng)商，同時(shí)也是波音787項(xiàng)目垂直尾翼前緣的全球唯一供應(yīng)商。

在世界航空工業(yè)，全球采購(gòu)和協(xié)同已經(jīng)是不可阻擋的潮流。中國(guó)國(guó)產(chǎn)商用飛機(jī)的制造思路是：由中方完成設(shè)計(jì)和總裝，所需部件采取全球招標(biāo)，并逐步提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國(guó)產(chǎn)能力。

2015年11月29日，中國(guó)首架噴氣式支線客機(jī)——ARJ21飛機(jī)從上海飛往成都

中南高技術(shù)展示交流會(huì)開幕，中國(guó)C919大飛機(jī)等受關(guān)注

經(jīng)過全球招標(biāo)，GE、Honeywell、CFM等16家跨國(guó)公司被中國(guó)商飛選中，成為C919機(jī)載系統(tǒng)的供應(yīng)商。中國(guó)同時(shí)推動(dòng)這些國(guó)際供應(yīng)商與國(guó)內(nèi)企業(yè)開展合作，組建了航電、飛控、電源、燃油和起落架等機(jī)載系統(tǒng)的16家合資企業(yè)，雙方既共享市場(chǎng)，又通過技術(shù)轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散提升中國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)研發(fā)與制造的整體水平。

這樣的模式帶動(dòng)了中國(guó)航空企業(yè)在核心領(lǐng)域的參與：C919最為核心的航電、飛控和發(fā)動(dòng)機(jī)都有中方企業(yè)參與其中，而機(jī)身和氣動(dòng)布局近乎完全由中航工業(yè)和商飛完成，即使是起落架、輔助動(dòng)力、液壓系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等方面，也是由中航工業(yè)和國(guó)外合作伙伴合作完成。

與此同時(shí)，C919的制造凝聚了中國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源。中國(guó)22個(gè)省市、200多家企業(yè)參與了這一大型客機(jī)研制，并確定了寶鋼等16家材料供應(yīng)商和54家標(biāo)準(zhǔn)件潛在供應(yīng)商。多家金融機(jī)構(gòu)參與金融服務(wù)與租賃等戰(zhàn)略合作，陜西、江蘇、湖南等省建立了一批航空產(chǎn)業(yè)配套工業(yè)園區(qū)，并有數(shù)十萬(wàn)產(chǎn)業(yè)工人參與到大型客機(jī)研制中來。

在世界航空工業(yè)，全球采購(gòu)和協(xié)同已經(jīng)是不可阻擋的潮流。中國(guó)國(guó)產(chǎn)商用飛機(jī)的制造思路是：由中方完成設(shè)計(jì)和總裝，所需部件采取全球招標(biāo)，并逐步提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國(guó)產(chǎn)能力。

逐步走向國(guó)際市場(chǎng)

然而想要正式進(jìn)入市場(chǎng)角逐，C919還需要經(jīng)過嚴(yán)格的審查。

國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)市場(chǎng)準(zhǔn)入證的獲取是一大難關(guān)。世界上新研制的飛機(jī)，都要在美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）或歐洲航空安全局（EASA）的航空安全標(biāo)準(zhǔn)體系中證明自己的安全品質(zhì)，才能獲得市場(chǎng)通行證，這就是適航取證。如果沒有進(jìn)入歐美市場(chǎng)的適航認(rèn)證，國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)將無法在國(guó)外運(yùn)營(yíng)。C919客機(jī)正在為此努力。

目前中國(guó)已經(jīng)與美國(guó)等國(guó)家建立了相應(yīng)的適航雙邊關(guān)系，20架MA60飛機(jī)出口到剛果等7個(gè)國(guó)家，95架Y12系列已經(jīng)出口到烏干達(dá)等20個(gè)國(guó)家。通過這些型號(hào)審定工作，推動(dòng)了中國(guó)國(guó)產(chǎn)航空產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng)。

在C919之前，同為中國(guó)商飛公司研發(fā)的支線客機(jī)ARJ21已經(jīng)率先通過了中國(guó)民航局的適航審查，并接受了美國(guó)聯(lián)邦航空局嚴(yán)格的“影子審查”，于2015年成功交付成都航空公司運(yùn)營(yíng)，為C919適航取證提供了經(jīng)驗(yàn)。

原ARJ21審查組組長(zhǎng)、中國(guó)民航局原華東管理局副局長(zhǎng)吳堅(jiān)說，ARJ21歷時(shí)12年才獲得了參與民用航空運(yùn)輸活動(dòng)的“入場(chǎng)券”，有了ARJ21的艱難摸索，C919在一些領(lǐng)域的認(rèn)證時(shí)間會(huì)大大縮短。

為了適應(yīng)商用飛機(jī)走出國(guó)門的需要，自ARJ21開始，中國(guó)開始致力于建設(shè)一套國(guó)際公認(rèn)的、高標(biāo)準(zhǔn)的民用航空體系，然而在短期內(nèi)做到與美國(guó)、歐洲相媲美還有相當(dāng)大的差距：美國(guó)與歐洲的適航體系建設(shè)已有50余年并且至今仍在不斷完善，適航體系與飛機(jī)制造能力齊頭并進(jìn)，已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)和人才。與之相比，剛剛起步的中國(guó)適航體系還需要艱苦奮斗。

C919真正能與波音、空客爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額，同樣還有漫長(zhǎng)的路要走。中國(guó)《航空知識(shí)》執(zhí)行主編王亞男指出，目前C919試飛的是基本型飛機(jī)，后續(xù)的完善和改進(jìn)以及型族的跟進(jìn)非常重要。國(guó)際主流機(jī)型的研發(fā)也是如此，基本型的出產(chǎn)與在市場(chǎng)上成功還有相當(dāng)大的距離，空客A320從首飛到實(shí)現(xiàn)盈利，就經(jīng)歷了20年的漫長(zhǎng)努力。

目前C919大型客機(jī)擁有中國(guó)國(guó)際航空公司等23家國(guó)內(nèi)外訂戶，訂單總數(shù)570架。其中，包括美國(guó)通用電氣租賃（GECAS）等國(guó)際客戶。中國(guó)商飛目前并未正式公布C919的價(jià)格，但預(yù)計(jì)價(jià)格不會(huì)超過5000萬(wàn)美元，而主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手波音737與空客A320的價(jià)格在5000萬(wàn)至8000萬(wàn)美元之間。

目前C919已經(jīng)進(jìn)入首飛前最后的準(zhǔn)備階段，2017年也將成為中國(guó)民用航空業(yè)具有標(biāo)志性意義的一年：除了C919即將完成首飛，中國(guó)商飛公司還將在2017年全面啟動(dòng)寬體客機(jī)項(xiàng)目，并且實(shí)現(xiàn)ARJ21新支線飛機(jī)小批生產(chǎn)交付——中國(guó)正在迎來商用飛機(jī)的“國(guó)產(chǎn)時(shí)代”。