C919大型客机:—飞冲天剑指云端

2019-04-28 05:53王亚男
畅谈 2019年7期
关键词:波音客机航空

王亚男

大飞机抬头起飞的那一刻,牵动着亿万国人的心。

2018年12月28日,C919大型客机103架机在上海浦东国际机场第四跑道顺利起飞,在空中停留1小时38分钟,完成21个试验点,为恰逢成立十周年的中国商飞和国人献上了一份最好的贺礼。

据中国商飞透露,2019年还有3架试飞飞机需要进行部装、总装,6架试飞飞机计划全部投入试飞取证工作。而C919大型客机103架机的内部结构已经基于前期试飞试验成果进行调整,将向中国民航局申请型号合格证(TC)。这标志着国产大型客机的研制又取得了一大突破。

截至2018年底,C 919大型客机己获得来自28家客户的815架订单。从图纸到落地,从通过诸项试验到多次成功试飞,当国产大飞机的制造和设计能力被一次次验证后,十年磨一剑的C919大飞机,相信不久之后就将剑指云端,与国际市场开启一场未来之约!

“中國制造”风头正劲

一架C919大型客机有724根线缆、2328根导管、总长近80公里的管线,零部件总数达250万个,把这么多零部件组合在一起绝非易事。然而尽管C919大型客机完全由我国自主设计、克服了系统集成的难题,有一种质疑的声音却从未停止——C919大型客机使用的是从美国采购的LEAP-1C发动机。缺了“心脏”的大飞机,还算是正宗的“国货”吗?

航空发动机堪称现代工业“皇冠上的明珠”,它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性。一直以来,航空发动机都是中国大飞机工业的软肋。中国航发市场一直被国外公司占据着,不得不将千亿红利拱手让人。

中国工程院院士甘晓华说,飞机的设计制造一般需要15~20年,发动机要20~25年;全世界能做飞机的企业有20~30家,能做发动机的却只有3~5家。

尽管在研发水平上有着不小的差距,但国产航空发动机是必然的选择。2017年底,首台中国国产大型客机发动机CJ-1000A的验证机CJ-1000AX装配完成,标志着我国首个民用大涵道比涡扇发动机整机验证平台建立。2018年中旬,随着一声轰鸣,C919大型客机航空发动机CJ-1000AX验证机整机点火成功,核心机转速最高达到每分钟6600转,标志着我国大型客机航空发动机终于走过了最艰难的一步。后续将进一步开展发动机整机初步性能的摸底试验,如果能通过严苛的考验,那么验证机将变成真正的产品,C919大型客机和大型运输机运-20、水陆两栖飞机AG600都将拥有一颗真正的“中国心”。

C919项目启动之初曾立下10%的国产化率目标,而今,C919大型客机整机的国产化率己近60%。而“最终实现全部国产化”,才是大飞机奋斗始终的目标。

适航取证成果斐然

适航和市场,始终是民用航空产品的两个关键词。即使有了国产发动机,有一个问题也是怎么都绕不开的一一有人说,C919最大的瓶颈不是发动机,而是一张薄薄的适航证。

虽然各国民航部门都有不同的标准,但因美欧民用大飞机发展较早、技术较成熟,美欧的适航证几乎成了国际通用。

“这就好比一款网游,在开发人员内部测试之后,会再进行小范围的内测,然后进行公测,最后才正式上线运营。”一位航空业内人士如是说。在取得中国民航局颁布的核准书之前,C919试飞机的多次试飞均处于早期研发试飞阶段,也就是“内测”。103架机即将被用于申请型号合格证的喜讯,则表明C919大型客机即将接受中国民航局官方测试,完成1000多项符合性验证试验,进入“公测”的跑道,成为第一架“真正的C919”。

得益于多年前ARJ21民用飞机的适航经验,C919大型客机的取证流程变得更为便利。ARJ21从第一架机首飞到取得核准书用了三年多,整个适航取证花了6年。轮到C919,时间有望大大缩短。C919型号合格审查组组长张迎春认为:“说3年取证太乐观,说5年取证则太久。”除了103架机由于架构上变化较大需要一些研发、试验时间外,后续的104、105架机,首飞、总装时间间隔会非常小,甚至要低于102架机和101架机之间的间隔。

此外,为了打入全球“公测”,C919大型客机也向欧洲航空安全局(EASA)递交了型号合格证申请。2016年中旬,EASA己开始受理,历经3年艰苦“长征”,C919大型客机取得“国际通行证”己胜利在望。

产业化之路任重道远

C919大型客机获得的815架订单中,国外订单有34架。国内主要订购方为东方航空、南方航空、中国国航、海南航空,以及国银租赁、工银租赁、交银租赁等租赁公司。

“中短程双发喷气式客机市场需求最大,仅国内市场就非常旺,因此该类型的飞机,市场风险是很小的。”北航飞机设计专业博士徐宁认为。以C919大型客机的航程来看,国内市场就足以支撑项目的成功,但显然C919大型客机志在全球。

全球大型民用飞机产业潜力巨大。预计未来20年,全球共需交付3.5万架大型民用飞机,最低估值是5万亿美元,而中国将需要约6000架新客机与货机,价值9450亿美元,占全球同期新飞机需求总量的18%。C919大型客机诞生前,如此高的市值都将被纳入波音、空客的口袋,中国只能在低端生产线上“为他人作嫁衣”,挣取微薄的利润。

中国商飞董事长贺东风说:“C919的制造过程一定是以客户为中心,满足客户的需要,它制造的资源来自全球,市场面向全球,竞争也面向全球。”

C919大型客机的终极目标是尽快打入国际市场,从商飞连续五年参加新加坡航展来看,商飞计划先开发东南亚市场,再进军全球。据国际航空运输协会估算,到2036年亚太地区航空乘客或达35亿人次,比北美和欧洲的总和还要多出一倍以上,C919大型客机将大有可为。

专家预测,到2035年左右,C919大型客机会形成完整的产品链。

波音事故启示:先保证C919是一架“合格”的飞机

埃航空難造成的冲击仍在持续,已有多个国家加入停飞波音737MAX8的行列。有分析称,这次事故与去年印尼狮航空难的原因可能一样,都是因迎角传感器故障导致飞机进入无法拉高补充状态。这个结论如果被证实,很可能成为波音技术发展史上一次史无前例的问题。在历史上,波音公司虽遭遇过不少困境,比如新机型一时无法得到市场认可等,但还几乎没出现过因技术原因导致整个型号产品遭遇重挫的情况。

这个事件给中国的大飞机制造带来一些启示。首先是在飞机自动化操控系统设计上,一定要留出足够的安全余量,以便在系统某个部分出现问题时保证一个基本安全限度,不至于使飞机进入不可挽回的境地。在飞机设计过程中,制造厂商肯定都会根据某款机型的特征,对其操纵系统进行一些特殊设计,这不是一个值得诟病的问题。但这个过程中可能留下遗憾的是,在把飞机气动构型与操纵系统进行匹配时,是否做出保证安全的充足预案。

其次是在系统设计中,要为飞行员的手动操作留出足够空间。如果系统突然进入混乱或故障状态,那它在把驾驶权交给飞行员时,应该保证一个清晰明确的交互界面,让飞行员知道系统出了什么问题,目前是何处境,这样飞行员在接管时才有更大把握。

中国的大飞机发展才刚起步,显然不如波音和空客这些有着悠久历史的大牌企业经验丰富,所以我们在研制过程中肯定会遇到这样那样的问题和困难,甚至在运营过程中也l可能会遇到挫折。正因如此,现在中国大飞机在发展中采取的路径是稳健行进,在一些技术或系统的开发设计过程中,首先侧重安全。虽然在飞机设计中,我们能够借鉴国外已有的一些先进案例和经验,但我们仍采取稳健做法,不单纯以商业竞争为第一设计要素,而是以飞机安全运营作为第一要素。

换句话说,当面临在经济性和安全性这两者中做取舍时,我们选择优先保安全性,在此基础上才去考虑经济性,这是现在中国商用飞机研制和运营中的一个重要特征。

因此,不少人只看到了中国大飞机的进步和发展速度没有波音、空客那样快,推出新机型、包括改进型的速度比较缓慢,但没看到这背后包含了大量权衡取舍。一架飞机可能有多种设计方案,技术风险大一些的方案和技术风险小一些的方案,对应的产品在市场上的商业竞争力可能都有很大不同,那么到底选择哪种方案,对工程技术人员来说都是巨大考验。

波音737MAX8不到半年内两次发生致命事故,而且原因疑似相同,更让我们感觉到中国民用飞机领域的工程技术人员面临着多么巨大的压力。他们要在最大程度保证飞机运营安全的基础上,竭尽全力推动中国大飞机尽快实现更大突破,尽快在国际市场上获得竞争力,而他们面对的潜在竞争对手,又是有着百年行业经验的波音和空客们。

总体而言,中国大飞机对自己的立足点和实际发展情况有着清醒认识,我们不急功冒进,而是第一步先保证C919是一架“合格”的飞机,保证它飞起来后不出现安全问题。第二步再通过设计上的改进、变更以及工艺上的不断完善,让它变成一架“成功”的商用飞机,不仅要安全要能飞,还要能为运营商赚取利润。这样的出发点和大方向,无疑是正确的。

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