新中國75周年華誕·航空工業篇|國產大飛機C919飛向世界
「我用自己的一生,見證了新中國民航事業的發展和壯大,也見證了中國民航強國夢正在一步步實現。」9月10日,在國航首架C919首航儀式現場,有媒體記錄下「兩航起義」親歷者張伯平的激動心情。
國慶前夕,隨着國航和南航首架C919相繼開啟商業運營,C919國產大飛機已經邁入多用戶運營階段。回想兩年前國慶前夕,兩架C919飛機相繼從上海浦東國際機場飛抵北京首都機場,「領取」C919飛機型號合格證(TC),標誌着中國按照國際通行適航標準研製、具有自主知識產權的大型客機通過適航審定。兩年過去,國產大飛機的用戶從0家變為3家,交付投入商運的飛機從0架變為9架,執飛的航線從0條變為7條(截至2024年9月19日)……C919承載着民族夢想飛向世界、與美歐共競藍天的腳步正在加速。
中國航空工業 追趕美歐 邁步三強鼎立
如果從1970年的運-10算起,國產大飛機的夢想已經穿越了半個世紀,歷經了幾代民航人的努力。1970年7月,毛澤東在視察上海時提到「上海的工業基礎這麼好,可以搞飛機嘛」。當年8月,上海市試製生產運輸機的報告獲通過,任務名定為「708工程」,飛機代號「運-10」。來自全國21個省市自治區的上百家工廠、科研院所參與到了運-10的研製中,花費十年時間,讓運-10在1980年秋天實現首飛。之後,運-10進行了研製試飛和轉場試飛,先後飛抵多個國內主要城市,證明運-10性能符合設計要求。但遺憾的是,之後因為種種原因,運-10項目終止了。這之後,中國與外國的合作也以失敗告終。國產大飛機的夢按下了暫停鍵。
自主研發 打破壟斷
直到21世紀初,面對巨大的經濟效益和龐大的產業帶動作用,國產大飛機再度被提上日程。有了中國支線飛機ARJ21在前探路,國產大飛機C919從2007年立項到2017年首飛,成為全球航空界的新星。
2007年C919立項時,相關技術與市場的雙重壟斷讓中國民航科研人員面臨着巨大的挑戰,比如C919電傳飛行控制律的設計。控制律技術歷來是發達國家嚴格限制出口與轉讓的關鍵技術,故而研發團隊在設計電傳飛行控制律時沒有任何經驗可以借鑒。為了攻克這項技術,C919飛行控制律聯合攻關隊在一種「你也不知道你不知道什麼」的狀態下,摸着石頭過河。為了保證成千上萬電子信號的傳輸萬無一失,他們把飛行中各種不同的高度、速度、角度甚至乘客不同的座位分布都作為狀態點進行預算分析。而為了確保研發進度,他們曾在長達近半年的時間裏實行「611」工作制(一周工作6天,每天工作11小時),最終將控制律從一項項技術指標、一張張三維圖紙蛻變成為C919保駕護航的完整系統。
除了科研人員外,無數能工巧匠的參與也極大助力了國產大飛機的騰飛。
能工巧匠 優化技術
2015年,飛機鉚裝嵌工技能專家王巍作為特聘專家被引進航天海鷹,負責C919飛機後機身後段的裝配工作。
裝配一架後機身後段,涉及200多個零部件,製孔2萬多個,其中金屬材料製孔公差0.076毫米,複合材料製孔公差只有0.03毫米,加上後機身後段曲率大,所以對製孔精度更是苛刻。一旦有某個孔報廢,不但經濟損失巨大,還會影響飛機服役時間。然而,對王巍來說,辦法總比困難多。為了不浪費材料和時間,王巍憑藉自己發明的直角垂直鑽孔技術,成功解決了複合材料鉚裝和製孔難題。此外,他還通過研發數字化製造技術、優化檢驗工序,使裝配周期縮短了30%,產品開發周期縮短了40%至60%,成本降低了30%以上。
而為了保障國產大飛機能夠安全地進行商業運營,取證試飛階段,工作人員們更是嚴謹細緻。
六架雄鷹 適航取證
C919共投入6架試驗機進行試飛,在上海浦東、西安閻良、山東東營、江西南昌四地全面開展失速、動力、性能、操穩、飛控、結冰、高溫高寒等科目的大強度試飛。同時有兩架地面試驗飛機分別投入靜力試驗、疲勞試驗等試驗工作。中國商飛曾以「首飛不易適航難,六架雄鷹非等閒。夏去疆南迎酷暑,冬來漠北盼嚴寒。結冰遍向神州覓,風側單吹嘉峪關。莫道審查多峻厲,成功取證盡歡顏!」總結了五年取證試飛路的艱辛。
以自然結冰試飛為例,為了演示和確認飛機在自然結冰條件下的功能和性能,C919高寒團隊不僅要「看天吃飯」,更要嚴謹把控試驗條件,並在試驗後進行細緻分析評估。攝氏零下35度的機場,即便是身着「大棉襖+厚棉褲+雷鋒帽」,貼着暖包也難在室外呆上片刻。但為了驗證最嚴苛的環境,機艙溫度降至冰點以下的情況下,機上作業不能戴手套。各科目監控人員也要時刻守候在監控室,提前從監控畫面把脈飛機的健康狀態,確保飛機能在稍縱即逝的低溫窗口期順利起飛。高寒專項試飛科目要求在零下30攝氏度以下起飛,防冰液保持時間最多35分鐘,太陽升起,氣溫逐漸升高,多耽誤1分鐘都可能導致起飛溫度不達標,試驗無效。而隨着試飛結束,便是嚴謹細緻的分析、評估、排障環節,直至深夜。然後,又迎來了新一天的早場試驗……
熱評|只要敢追 就可以「飛」
今年的9月19日有些特別:南航首架C919完成了商業首航,國產大飛機的用戶增至3家;東航的C919進行國產大飛機首次加注可持續航空燃料的商業飛行;中國商飛的C919飛機首次飛抵拉薩……自從2007年C919正式立項後,大飛機人一步一個腳印地將計劃落實,國產大飛機實現一個又一個零的突破,只要敢追,就可以「飛」。
自2023年5月28日全球首架C919開啟商業運營以來,國產大飛機C919已經累計執行商業航班近3500班,承運旅客超50萬。雖然目前產能的提升還略顯緩慢,但C919新的生產線已經提上日程,產能翻倍指日可待。屆時,隨着產能的釋放,必將帶動更多產業鏈上的企業分享民機市場紅利。可以說,從C919騰空而起的那一刻開始,中國、乃至世界航空工業及民航市場變革的齒輪便已經開始轉動起來。
不可否認,國產大飛機事業前路漫漫,但俗話說得好,「一口吃不成個胖子」,相信只要大飛機人如研製秉持自主創新,開放合作,砥礪前行,終會由弱變強,不僅是為全球民機市場添上一個「C」,而是將這個「C」永久地刻印上去。就如C919命名時對中國民機事業的那份美好期待──「C」既是COMAC的「C」,也是CHINA的「C」。
1949—1969艱難起步
逆向仿製
•新中國成立不久,中國就在蘇聯援助下開始建立航空工業,但到1950年代末期,蘇聯便終止了援助,多個型號的飛機、發動機項目因此擱淺。儘管如此,中國仍於1966年開始參照蘇聯安-24研製50座級支線飛機運-7,後於1986年投入客運,結束了中國民航全部使用外國飛機的歷史。
1970—1984首次立項
「708工程」
•1970年8月,代號「708工程」的運-10啟動研製,是國家第一個達「大飛機」標準的項目。1980年9月,首架運-10成功首飛,並開始在全國多地進行試飛。但到1985年,由於綜合國力等種種因素,運-10項目被擱置。
1985—1999國際合作
引入技術
•20世紀80年代中期,中國飛機工業提出「三步走」:由為外資裝配組裝開始,到與國外合作研製100座級飛機,最終實現自行研製180座級飛機。1985年,上海飛機製造廠與美國麥道公司合作組裝生產MD82客機。1992年起,雙方又啟動了新型號MD90的組裝。
一波三折
•在與麥道合作的同時,1996年,中國和空客公司開始聯合研製AE-100型客機。但在知識產權和關鍵核心技術問題上,外國飛機製造商不肯讓步。隨着1997年麥道公司被波音公司併購,以及隨後空巴AE-100項目的終止,「三步走」計劃停滯。
2000—現在 自主研發
舉世矚目
•「三步走」計劃的停滯讓中國航空業確定了新思路:一是不再寄望海外技術轉移;二是先攻克支線飛機,為大飛機探路。2002年,70到90座的ARJ21支線飛機研製立項,2007年在上海總裝下線。有了支線飛機的研製經驗,當年C919大飛機正式立項。經過10年努力,C919終於在2017年首飛成功。2023年5月28日,由C919執飛的東方航空MU9191航班完成了國產大飛機的首次商業飛行。
數看C919大飛機
名稱由來
C:China的首字母,也是中國商飛英文縮寫COMAC的首字母
9:有着「天長地久、經久不衰」的美好寓意
19:飛機最大載客量192人
機高 11.95m
總長 38.9m
翼展 35.8m
航程 4075-5555公里
巡航速度 0.78馬赫
最大飛行高度 12131米
座級 158-192座
目錄單價 6.53億元人民幣
資料來源:央視新聞、中國商飛
C919科技含金量
邁向100%國產化
•C919目前採用美法合資企業生產的LEAP發動機。長城證券於2019年12月的研報中稱,中國航發專門為C919量身定做的大涵道比渦扇發動機CJ1000A,已完成驗證機設計工作,正開展零部件試製和試驗工作,預計2025年服役。
極限測試不停歇
•從2017年首飛到拿型號合格證(TC),C919極限測試沒有減少。五年間,C919經受冰雪大風、高溫嚴寒的嚴酷考驗,向全機靜力試驗、失速、顫振、最大煞車能量、最小離地速度等極限試驗試飛發起挑戰,交出一份份圓滿「答卷」。
C919絕非「組合機」
•不僅是中國商飛,波音與空巴也採用「主製造商─供應商」模式,供應商提供子系統,製造商進行總體設計與集成。C919飛機上有幾百萬個接口,這關係到液壓、航電等多系統之間的關聯,如何關聯取決於飛機設計方案,中國商飛知識產權體現在對系統間集成控制上。
自強不息|「我們到國外買飛機的錢可以堆到太空!」
2017年5月5日下午,上海浦東國際機場,國產大飛機C919成功首飛。歡呼慶祝人群中,87歲的程不時特意來見證這一時刻。作為運-10飛機的副總設計師,程不時在2017年接受央視獨家專訪時表示,這是歷史上非常重要的一刻。
其時,主持人問到:「國外先進的一些製造工藝已經很成熟了,我們長期購買飛機的方式也已經進入正軌,現在再花這麼大的精力做這樣的飛機,必要性真的那麼大嗎?」程不時說:「我們買飛機的錢,有的人做過計算,用嶄新的百元面額的鈔票堆起來,已經比上海的百座金茂大廈還要高,就像孫猴子的金箍棒一樣伸到太空裏去了。這樣的柱子截一段下來,用到國內,你看看它要帶起多大的文化、技術的興起,工業產業的更新。」
程不時透露,運-10擱置試飛是因為有兩條不同思路:「一條就是中國哪怕條件簡陋,但可以慢慢豐富起來;另外一條思路是中國發展航空必須要有枴杖,枴杖就需要外國人來輔佐。包括具體造飛機的一些人認為,我要造就造美國飛機,我造中國飛機多不光彩。」
吐氣揚眉|總理出訪被嘲「沒有翅膀」 激起自強鬥志
「這是很大的歷史轉折,它不是一架飛機的試飛問題,而是民族轉了一個大彎以後,回到康莊大道上來。」2017年5月5日,國產大飛機C919成功首飛的現場,運-10副總設計師、C919設計專家組成員程不時感慨萬千,已然滿頭華髮的他見證了中國民機的發展。
「1960年代周總理訪問歐洲,我們是開着那螺旋槳飛機,國外有的人就嘲笑,就說中國還沒有進入噴氣時代,還有人諷刺說中國是一隻『沒有翅膀的雄鷹』。」程不時在接受央媒採訪時說,當時的新中國由於沒有國產大飛機,而屢屢被外國人瞧不起。
為了造出自己的大飛機,運-10項目應運而生,奈何最終因為各方意見不一,以及經費問題被迫終止。就在運-10項目終止後一個月,中國與美國麥道的合作便開始了。中國開始利用美國技術,建立自己的民用航空工業。再後來,國內,與麥道的合作以失敗告終;國際上,波音與空巴壟斷的局面漸漸成型。中國開始每年花費巨資購置飛機。
如今,中國終於有了自己的大飛機,並已邁出國際化的步伐。今年年初,東航C919首度飛出國門,參加為期6天的新加坡航展;隨後中國商飛的C919飛機便在越南、老撾、柬埔寨、馬來西亞、印度尼西亞等五國開展演示飛行,為後續東南亞市場開拓奠定基礎。有媒體消息指,歐盟監管機構7月在上海對C919客機進行實地認證考察,並給予積極反饋。
運10團隊資源匱乏 包裝箱裏搞研究
國產大飛機騰飛的背後,是無數科研工作者的夜以繼日,埋頭鑽研,克服國外技術壟斷。可每當回憶起研製階段的艱辛,他們總會提起,比起老一輩民航人在更為艱難的環境中孜孜不倦探索,他們的辛苦不值一提。運-10副總設計師程不時在接受央媒採訪時提到,當年的工作條件差到連辦公室都沒有,技術討論在食堂、走廊、包裝箱……
「我們當時的口號是先生產後生活,所以我們二十幾年沒有辦公室。」在程不時的記憶裏,研製團隊是借了當時龍華機場的一個廢棄的候機樓工作。「討論技術問題是在食堂。房子實在沒有了,就在走廊上、樓梯上,甚至還有在包裝箱裏面工作。」
那個時候上海市政府有個計算中心,但是對於研製飛機的程不時等人來說,龐大的計算量非一朝一夕能夠處理完,為了不影響其他單位使用的時間,運-10項目組的成員選擇在晚上12點以後到凌晨6點前這段時間利用計算中心進行研究。「我們常常是半夜出行算到清晨曙光初現的時候,騎個自行車就回來了。」
程不時回憶道,為了搞清楚發動機噴口噪聲的數值,研究人員就「身入」進去測,「他們拿着拾音器,一個杆子伸到噪聲錐裏去,不夠近,還要往裏走。非常危險,要是把人震昏,就倒在裏頭出不來了。所以就用繩子綁住,這是最土的方法,簡直是過瀘定橋的辦法。」
(來源:大公報)
