国产大客机C919的秘密全在这里

06.05.2017  12:23
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首飞现场,中国民航局为C919颁发特许飞行证 - News.Ycwb.Com
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C919首飞返航,5名机组人员走下飞机接受鲜花和祝贺

现场的观众鼓掌欢呼

首飞现场,中国民航局为C919颁发特许飞行证    

    文/金羊网特派上海记者 唐珩(除署名外)

    图/金羊网特派上海记者 林桂炎

    5月5日15时19分,平日里异常繁忙的浦东国际机场安静了,等待一架在后机身涂有象征天空蓝色和大地绿色的客机回家,降落。由远及近,这架由中国完全按照世界先进标准研制的大型客机——C919,轻盈地舒展双翼,稳健地降落在第四跑道上,圆满完成首飞任务。

    当日下午,第一架C919大型客机由机长蔡俊、试飞员吴鑫驾驶,搭载着观察员钱进和试飞工程师马菲、张大伟,于14时整从浦东国际机场第四跑道自南向北腾空而起、冲上云霄。在南通东南3000米高度规定空域内巡航平稳飞行79分钟,完成预定试飞科目并安全返航着陆。

    这是一个历史性的时刻。它标志着萦绕中华民族百年的“大飞机梦”终于取得了历史突破,蓝天上终于有了一款属于中国的大型客机;这也是一个标志性的成果,我国具备了研制一款现代干线飞机的核心能力。这是我国民用航空工业的重大历史性突破。

    C919大型客机首飞也标志着项目全面进入研发试飞和验证试飞阶段。C919研制批将共有6架试验机投入试飞,全面开展失速、动力、性能、操稳、飞控、结冰、高温高寒等科目试飞。同时有两架地面试验飞机分别投入静力试验、疲劳试验等试验工作。第二架试飞飞机也计划在今年下半年完成首次飞行。

【访谈】

 C919“”在哪儿?

C919的技术已接近B787

    在C919首飞现场,羊城晚报特派上海记者独家专访了国家大型飞机重大专项专家咨询委员会委员吴兴世。

    羊城晚报:C919成功首飞的最大意义,您认为是什么?

    吴兴世:C919首飞,意味着这架飞机将进一步在实践中接受检验。未来它还将走完试飞和试航审定等研制的最后阶段,最终取得型号合格证、交付用户,直接将潜在生产力转化为现实生产力。C919交付之时,离我们航空运输体系建立的那一天就不远了。在飞机的研制过程中,最重要的是怎样合理的应用先进技术,以及进一步优化地综合应用先进技术。有先进技术不等于就有好飞机。而应用先进技术的能力,买不来、等不到,只有在团队实践中才能提高。

    羊城晚报:C919在设计上达到了什么水平?

    吴兴世:客户需要的是比较好的性能和使用特性,总的来讲就是要安全、环保、经济、舒适。在这些方面来讲,这些技术已经超过了B737和A320的水平,很多方面是接近B787的。达到这个水平有两个好处,一是通过合理、优化地运用先进技术来取得更好的效果;另一个方面,我们中国人有句老话——“不要输在起跑线上”,很多民用飞机的技术必须要在实际使用的过程中才能发展成熟,早一点把这些先进技术运用到飞机设计中去,能使我们及时进入航空工业重大技术进步的起跑线。

    羊城晚报:下一步研制宽体客机,中国为什么选择和俄罗斯合作,而非完全自主研制?

    吴兴世:俄罗斯本来就有宽体客机的产业,只不过在苏联解体后衰败下来。中国民航工业的“三步走”计划包括宽体客机,但这个民机市场大概只要三个核心企业的产能就够了。如果中国和俄罗斯分别进入波音和空客的俱乐部,会形成博弈关系。中俄联合起来,既有技术、经济的需求和必要性,也有中俄现在全面战略合作伙伴关系这个国际政治角度的合理性。

【对话】       

何时能坐上C919?

距正式投入使用仍需几年

    羊城晚报特派上海记者 李斯睿

    C919顺利首飞后,羊城晚报记者专访了同济大学航空与力学学院教授,博士生导师, 飞行器工程研究所所长沈海军。他表示,C919首飞成功的意义不逊于国产航母下水。而从首飞到正式进入航线运营,标志着C919项目将迎来更为艰巨复杂的适航试飞任务和商用市场运营考验。

    羊城晚报:C919从首飞到正式投入载客运营需要多长时间?

    沈海军:首飞实际上是试飞起点,最为关键,但能检测出的相关数据并不多。而试飞需要经过非常漫长的周期,包括调整试飞、定型试飞以及使用试飞三个阶段。ARJ21也是中国商飞的飞机,于2008年11月成功首飞,投入运营是2016年6月,其间花费了近8年的时间,完成了正式交付前的所有工作。但种种原因,ARJ21仍未获得美国联邦航空管理局(FAA)的认证,只获得民航总局的适航证。整个过程普遍认为耗费时间过长。C919正式投入使用的过程可能会大大缩短,有说法是3至5年,客观而言5年时间比较合适,即2021年正式载客投入使用。

    羊城晚报:据介绍C919已收获570架订单,如何看待C919未来市场前景?

    沈海军:目前全球单通道飞机需求量最大,前景很广阔。我看到一个数据,未来20年中国需要单通道飞机4600多架,全球则需要23000多架,体量非常大。即使我们国际市场拿不下来,国内市场需求量也是巨大的。

    羊城晚报:C919打开国际市场面临哪些挑战?

    沈海军:民航客机强调取得“三证”,即向飞机设计部门颁发的型号合格证、向飞机制造厂授予的生产许可证以及最为关键的单机适航证。前两个证书相对比较好办,最难拿就是适航证。适航证相当于民航管理部门对飞机安全性的认可。C919未来要打开国际市场,这就要求它必须取得美国联邦航空管理局(FAA)或欧洲航空安全局(EASA)的适航认证。但由于FAA都是由波音的技术检测人员来做适航审定,EASA适航证检测人员大部分来自空客公司,给C919发适航证意味着抢占了他们的市场。

 C919研制成功 带来哪些影响?

    ●以第三代铝锂合金、复合材料为代表的先进材料首次在国产民机大规模应用,总占比达到飞机结构重量的26.2%。

    ●推动了起落架300M钢等特种材料制造和工艺体系的建立,促进了钛合金3D打印、蒙皮镜像铣等“绿色”先进加工方法的应用。

    ●清华、上海交大、北航、西工大等国内36所高校参与开展技术攻关和研发,建立了多专业融合、多团队协同、多技术集成的协同科研平台,构建起“以中国商飞为主体,以市场为导向,政产学研用相结合”的民用飞机技术创新体系。

    

【揭秘】

国产化率50%就不是国产?

最核心的系统集成全国产

    一说到国产客机,不少人就会产生疑问——发动机是不是国产?“中国制造”是不是只生产了外壳?内里那么多零件都是外企制造,与80年代下马、国产率高达95%的“运10”客机相比,国产化率50%多的C919被称作“国产客机”,会不会没那么有说服力?“其实现在,像飞机这类高精技术产业,最核心的是自主知识产权,比如中国人自己研制的集成系统。”C919副总设计师傅国华在接受羊城晚报记者采访时如是说。

供应商为何不全是中国的?

挑选时不会过分看国籍

    C919的发动机并非国产,“其实,系统集成是飞机设计的核心部分,而C919的系统集成完全是咱们中国人自己做的。”傅国华介绍,系统集成中的一些交联试验也正是C919的突破之处。“用通俗点的装修做例子可能会比较容易理解——比如以前我们自己装配电脑,如果是用兼容机,很多部件之间的集成才最终决定电脑的性能。”他介绍,飞机里有不同的工作系统,单个系统工作正常,但放在整个飞机的环境中间,就可能不是一回事了。以C919首飞为例,飞机要通过电磁兼容实验才能最终首飞,每个系统单独工作室的电磁兼容都是正常的,但在相互工作进行交联的时候就会产生干扰。

    “目前,C919航电系统的国产化率在50%以上,包括国内企业生产和中外合资企业生产的系统。”C919型号副总设计师周贵荣介绍。“整个国产化的研制,不管在国内也好、国外也好,我们都是按照同一套国际标准和方法来要求的。不管是国内供应商、国外供应商还是中外合资供应商,我们只会选择技术成熟的供应商,而不会过分看重国籍”。

    哪些技术完全自主研发?

    有技术从“”开始攻关

    在C919研发中,涉及飞机安全的控制律设计更是经历了从“”开始的过程。上海飞机设计研究院总体气动设计研究部操稳特性与控制律室设计主管罗东徽告诉记者,“控制律”表现的是飞机响应飞行员控制的同步性。如果飞行员操控与飞机响应不同步,就很有可能导致空难。因此,控制律设计是飞机飞行安全的生命线,也意味着飞机制造商的核心制造能力。正因为这项技术如此重要,各家飞机制造商都对此进行技术封锁,严禁出口,而目前能使用这项技术的也只有波音、空客、庞巴迪等少数几家飞机制造商。

    2012年,上海飞机设计研究院控制律设计攻关队成立。这支现在平均年龄也不过30岁的年轻团队,从气动需求、弹性模态等多个方面入手,一点一点摸索,不但在短短几年时间内将控制律系统软件研发成功,还用电信号传导取代了传统的钢索连接信号传导,这让系统的可靠率更高、维修性更好,而这个软件经过国内外30多名试飞员和飞行员反复试验,已经达到了其他飞机制造商的相等水平。

    C919预计什么时候才能进入航线商业运营阶段?傅国华说,对这个时间进行准确预测不太容易,毕竟C919是国内首个自主研制的新一代喷气式大型客机。“我们现在初步规划在2-3年投入商业运营,但不排除C919在进入商业运营前遇到一些难以预计的困难,包括供应商方面的困难”。

【现场】

首飞有多激动人心?

一小时内响起三次掌声

    5月5日13时,C919首飞现场已经挤满了人。仅飞机研制过程相关单位就有近4000人,还有从全国各地前来的媒体记者。首飞在即,大家都很激动,每个人都举着手机,请身边人为自己留下与C919的合影。

    14时,当C919首飞现场广播播报,C919首架机已经在上海浦东机场第四跑道南端开始滑行时,所有人都停止交谈,屏住了呼吸。随着C919从看台视线的左边逐步加速,在看台前方区域拉起,飞向天空,现场突然爆发出掌声和欢呼声。

    C919的顺利起飞意味着首飞已通过了第一个挑战。由于飞机要飞至江苏南通上方进行13项空中试验,在等待飞机返航的时候,研发团队在机坪上集体比出大拇指,庆祝成功起飞。而在空中,为了保障C919的顺利试飞,各航空公司取消了大量当天下午进出港的航班,未经取消的航班也尽量避免影响飞机试飞——一架春秋航空9C8840航班为让出航线,在东海上空兜了三个圈方才降落。

    着陆是C919首飞的最后一道关卡。15:19,C919自南向北逐渐下降,稳稳降落在浦东机场第四跑道上,现场再次爆发了一阵欢呼声和掌声。在滑回停机位后,全场都在等待首飞机组打开舱门、走出机舱。在机长蔡俊步出机舱向观众挥手致意后,C919客机总设计师吴光辉走上舷梯,与机长蔡俊紧紧相拥!这一幕感动了现场很多人,热烈的掌声再次响起,现场观众纷纷掏出手机,记录下激动人心的一刻。

 幕后英雄都有谁?

从试飞中心 到试飞员 都是国产!

       C919首飞圆满成功,离不开5名首飞机组成员的努力。而在他们身后,有一个庞大而精干的团队在支撑。承担本次C919试飞工作的中国商飞民用飞机试飞中心成立于2012年4月23日,属于商飞公司六大功能中心之一。这是一个专业的民机试飞验证的执行机构,主要承担着商飞公司研制型号的科研举证试飞以及生产交付试飞,同时还负责商飞公司相关飞行员的培训等工作。

    试飞中心核心人才队伍包括几个部分:首先是试飞员。试飞中心现在培养了17名试飞员,这些试飞员都是从国内的航空公司引进的,原来都是民航航线上的机长和教员,经过到国外长达一年的专项试飞培训,最终成为试飞员。试飞员和普通民航航线的飞行员是不同的,他们作为整个试飞任务最直接的执行者,操纵飞机完成整个飞行的动作和飞行试验的任务。首飞机组中,机长蔡俊、副驾驶吴鑫、观察员钱进都属于这个队伍。

    第二个核心队伍是试飞工程师。试飞工程师可以理解成整个试飞任务的策划者。整个试验的内容、条件、科目的详细分析,都是由试飞工程师在前期工作形成的。到了试飞实施期间,试飞工程师将协同试飞员在飞机上共同完成整个试飞任务。这也是民机非常大的一个特色。民机开展飞行试验,除了要注重飞行的安全外,也要提高飞行试验的效率。试飞工程师在提高效率这个环节中有着极其重要的作用。不仅帮助试飞员理解试飞项目的设计,还可以对试飞数据进行实时判读,这样试飞过程中每执行一个试验点,都可以对结果是否满足试验要求很快作出判断。他们是民机试飞中非常有特色的一支队伍。目前试飞中心一共培养了40名试飞工程师,共分为5批前往南非或美国进行长达一年的培训。首飞机组中,试飞工程师马菲和张大伟属于这个团队。

    第三个核心队伍是测试工程师。飞行试验的最终目标就是要拿到飞行过程的整个数据,用数据判读飞机和系统的工作状态,以证明飞机和系统的设计是满足相关标准和要求的。测试工程师最主要的工作就是将测试系统装到飞机上,通过这个系统对飞机飞行过程中的所有系统和飞机整体的工作情况进行记录,再将相关数据作分析。他们主要承担了测试系统的建设以及改装,包括整个设备的开发、校验等工作。

    第四个核心队伍是机务工程团队。机务工程和航线机务人员相类似,也是为了保障飞机的状态,对飞机进行相应维护和保障的工作。试验批飞机的维护工作也有自己的特点——试验批飞机的设计和状态,和最终投入航线的飞机有一定的差别。针对这些差别,机务工程团队会进行针对性的维护工作。

    第五个核心队伍是场务保障团队。他们的工作主要包括航管签派、气象实时观测和预报、特种车辆保障等。这个团队在飞行保障中其实是与空中和地面联系最密切的,地面包括登机车、指挥车、牵引车、油车等特种车辆的保障,空中则是完成空域协调、气象预报等工作。