C919，你得知道的那些事兒

“大飛機(jī)”指起飛重量在100噸以上，座位數(shù)在150座以上的大型干線飛機(jī)，包含軍用運(yùn)輸機(jī)、民用的客運(yùn)飛機(jī)和貨運(yùn)飛機(jī)；也包括一次航程達(dá)到3000公里的軍用或座位達(dá)到100座以上的民用客機(jī)。從地域上講，我國把150座以上的客機(jī)稱為大型客機(jī)，100座以下的叫做支線飛機(jī)。而國際航運(yùn)體系習(xí)慣上把300座位以上的客機(jī)稱作大型客機(jī)，這主要由各國的航空工業(yè)技術(shù)水平?jīng)Q定的。

中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司成立于2008年，總部設(shè)在上海，是實(shí)施國家大型飛機(jī)重大專項(xiàng)中大型客機(jī)項(xiàng)目的主體。中國商飛設(shè)計(jì)研發(fā)中心承擔(dān)了我國首次自主研制的C919大型客機(jī)、ARJ21新支線飛機(jī)的工程設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)抓總責(zé)任。

科研代號(hào)ARJ21（Advanced Regional Jet，即“21世紀(jì)新一代支線噴氣機(jī)”），通過公開征集得名“翔鳳”，是由中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司研制的新型渦扇支線飛機(jī)，亦為中國大陸第一次完全自主設(shè)計(jì)并制造的支線飛機(jī)。其中ARJ21-700飛機(jī)是一款完全按照國際標(biāo)準(zhǔn)研制的渦扇噴氣支線客機(jī)，混合級(jí)布局78座，標(biāo)準(zhǔn)航程型滿座航程為2220公里。

ARJ21于2008年11月28日12時(shí)23分在上海大場機(jī)場成功首飛。“翔鳳”的首飛揭開了中國民航客機(jī)工業(yè)的新的一章。據(jù)悉，2014年4月，ARJ21-700型飛機(jī)在北美完成自然結(jié)冰試飛，預(yù)計(jì)2015年ARJ21可進(jìn)行商業(yè)交付。

C919全稱COMAC C919，C取自中國（China）和中國商飛（COMAC）的首字母自不必說，而飛機(jī)型號(hào)選擇9，是因?yàn)?在中國傳統(tǒng)文化中代表永恒，后面的19指最大載客量為190個(gè)座位。

值得一提的是，C919并非是中國的第一個(gè)大型客機(jī)計(jì)劃，終止于1986年的運(yùn)-10有相似的載客量和更高的國產(chǎn)化率，但C919是第一個(gè)市場化的整機(jī)全新設(shè)計(jì)的窄體客機(jī)計(jì)劃。

 C919項(xiàng)目于2008年11月啟動(dòng)。C919專為短中程的航線設(shè)計(jì)，屬于單通道150座級(jí)，標(biāo)配為168個(gè)座位，最多可容納190個(gè)座位。C919的尺寸與空中客車A320飛機(jī)非常近似，這可能是為了共用相同尺寸的貨運(yùn)托盤。它的機(jī)身寬3.96米，高4.166米，翼展為33.6米，加上翼尖小翼時(shí)則為35.4米。巡航速度0.785馬赫，最大飛行高度12100米。標(biāo)準(zhǔn)版航距為4075公里、增程版航距則為5555公里。

 2009年9月8日，C919外形樣機(jī)在香港舉行的亞洲國際航空展上首次公開亮相。按計(jì)劃，C919將于2014年首航，2016年交付航線起用。后來因制造商發(fā)現(xiàn)中央翼盒使用的碳纖材料出現(xiàn)不明風(fēng)險(xiǎn)（同時(shí)材料亦成本太高，更換鋁鋰合金可有效降低成本），C919客機(jī)首飛日期可能延遲至少一年，由2014年推遲到2015年第二季，向客戶交付時(shí)間則需由2016年順延至2018年。

 中國商飛方面表示，由于已知銷量遠(yuǎn)小于同樣大小的波音和空中客車機(jī)款，該公司商用客機(jī)單價(jià)更貴，但隨著訂單數(shù)的攀升有望逐步降低。C919客機(jī)將比目前波音737和空中客車A320節(jié)省15%的燃料使用，由于使用與波音737 MAX和空中客車A320 neo相同的先進(jìn)引擎，減少碳排放量更達(dá)50%，且座位會(huì)更寬闊。

 飛機(jī)預(yù)計(jì)將在2014下半年在上海完成總裝。據(jù)悉，中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司（中航商發(fā)）正在研制與C919飛機(jī)配套的CJ-1000A（長江-1000A）型發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)計(jì)該發(fā)動(dòng)機(jī)最早2020年之后才能裝到C919上。（趙魯）

“一代材料，一代飛機(jī)”的啟示

一百多年來，材料與飛機(jī)一直在相互推動(dòng)下不斷發(fā)展，“一代材料，一代飛機(jī)”正是世界航空發(fā)展史的一個(gè)真實(shí)寫照。中國科學(xué)院院士曹春曉在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)指出，當(dāng)前，歐美大型飛機(jī)機(jī)體的材料結(jié)構(gòu)正從以鋁合金為主過渡至以復(fù)合材料為主，“從波音787開始，50%復(fù)合材料用量是未來飛機(jī)的起點(diǎn)”。

復(fù)合材料經(jīng)30多年的研究和應(yīng)用，技術(shù)上已經(jīng)成熟。安全、可靠，并且復(fù)合材料的損傷容限和抗蝕性顯著優(yōu)于鋁合金，更有利于耐久性和安全性的提高；同時(shí)，復(fù)合材料和鈦合金的使用可以大幅度減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量，因此帶來的經(jīng)濟(jì)效益（包括降低油耗和維修費(fèi)用等）和環(huán)保效益，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它的負(fù)面效應(yīng)（制造成本較高）；此外，復(fù)合材料的應(yīng)用使舷窗尺寸加大30%，客艙濕度和氣壓有所提高，旅客空中旅行的舒適度也有所提高。

 與金屬材料相比，復(fù)合材料更適合于制備整體結(jié)構(gòu)件。波音787機(jī)身由若干段復(fù)合材料大型整體結(jié)構(gòu)件組成，減少了1500個(gè)零件和大約5萬個(gè)連接件，顯著地減輕結(jié)構(gòu)重量，提高安全可靠性和降低制造、裝配、油耗、維修等成本。

 “（國產(chǎn)大飛機(jī)）要盡量采用一些先進(jìn)的航空材料。因?yàn)橹挥形覀兊娘w機(jī)先進(jìn)，才能在市場上具有一定的競爭力。”曹春曉認(rèn)為，在飛機(jī)選材方面，應(yīng)該向世界上先進(jìn)客機(jī)機(jī)型如波音787、A350改進(jìn)型等借鑒。

 “我國國產(chǎn)材料還未能夠達(dá)到成熟、質(zhì)量穩(wěn)定、達(dá)到適航要求并可以批量生產(chǎn)的程度，在一些材料制造上與歐美還有一定差距。這期間我們可以先進(jìn)口，但我國也應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。這需要材料相關(guān)研究部門與供應(yīng)商制造部門緊密結(jié)合、互相配合，大家一條心最終要搞出來。”曹春曉說。

歷史教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)表明，過分依賴進(jìn)口，最終難免受制于人。“以碳纖維材料為例，我國以前依賴進(jìn)口，掌握其技術(shù)的國家就敲我們‘竹杠’，要么限制進(jìn)口，要么定價(jià)貴的離譜。”曹春曉對(duì)記者說，“后來我們自主研發(fā)出來了，（進(jìn)口）價(jià)格一下子就下來了。”

因此，曹春曉表示，在航空材料的選擇上，要特別重視對(duì)具有中國特色的先進(jìn)材料的選用，例如TC21鈦合金不僅具有國際先進(jìn)水平的性能，而且在合金及其鍛造工藝上都具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

此外，中國的大型飛機(jī)研制項(xiàng)目包含大型客機(jī)和大型運(yùn)輸機(jī)兩大部分。為了縮短研制周期、節(jié)省研制費(fèi)用、降低銷售價(jià)格和提高成熟程度，曹春曉建議設(shè)計(jì)和材料工作者緊密結(jié)合，盡可能增加大型客機(jī)和大型運(yùn)輸機(jī)上共用材料的比例。“這樣做更有利于客機(jī)用國產(chǎn)材料通過適航條例。”（見習(xí)記者趙廣立）

“空客模式”對(duì)國產(chǎn)大飛機(jī)的啟發(fā)

 在論證大飛機(jī)的過程中，國外一些聲音稱，現(xiàn)在“大飛機(jī)的房子”里只能擠進(jìn)兩個(gè)人，就是美國人和歐洲人，擠不進(jìn)去第3個(gè)人了。孰不知，空客起步之初形勢亦是如此。當(dāng)時(shí)“大飛機(jī)的房子里” 只有美國人，擠不進(jìn)去歐洲人。但是歐洲人用行動(dòng)說了“不”。這對(duì)中國的大飛機(jī)之夢或許有所啟發(fā)。

 “中國能不能搞大飛機(jī)，關(guān)鍵有3點(diǎn)：經(jīng)驗(yàn)積累、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)基礎(chǔ)。目前，這3個(gè)條件已經(jīng)基本具備。”中國工程院院士劉大響曾表示，“歐洲的空客從上個(gè)世紀(jì)70年代開始研制，連續(xù)25年虧損，最終使空客得以和美國波音平分世界市場。”

空中客車大飛機(jī)的立項(xiàng)最初由法國、德國和英國發(fā)起，后來西班牙加入，其間幾經(jīng)波折。1972年10月28日，空客開發(fā)的第一個(gè)產(chǎn)品A300研制成功并在圖盧茲進(jìn)行了首次試飛。

“空客在推出A300的時(shí)候，在市場上遭遇的是一個(gè)前冷后熱的過程。開始的時(shí)候，并沒有多少廠商對(duì)其感興趣。”《航空知識(shí)》副主編王亞男告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，包括空客后期推出的產(chǎn)品，也并沒有馬上在市場上取得翻天覆地的變化。“可以說，空客忍耐了二十多年虧損，經(jīng)過了這段冷淡期。”

“不過，空客在戰(zhàn)略上擁有堅(jiān)定的信念。”王亞男說，他們堅(jiān)信只要關(guān)注市場，關(guān)注客戶需求，把所有能夠在民航客機(jī)上先進(jìn)并且適用的技術(shù)都用在新一代產(chǎn)品上，這些產(chǎn)品一定有機(jī)會(huì)獲得認(rèn)可。

結(jié)果證明正是如此?？湛痛竽懙貙⒁恍┸娪眉夹g(shù)用在民機(jī)上。比如空客后來的產(chǎn)品A320，率先使用電傳操縱（側(cè)桿）等新技術(shù)；再如空客A380，在A380的中央翼盒這種關(guān)鍵的機(jī)體材料上，空客敢于采用復(fù)合材料，成功地減重3噸，相當(dāng)于可以多載客約30～50人，飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性大幅度提高。“當(dāng)然空客飛機(jī)還有很多設(shè)計(jì)特點(diǎn)，但率先使用先進(jìn)技術(shù)確實(shí)給空客帶來了市場上的突破，奠定了空客的市場地位。”王亞男說，這種戰(zhàn)略上的決心是值得我們借鑒的。

 在很長一段時(shí)間內(nèi)，空客憑著敢于爭先的精神，以技術(shù)、性能和服務(wù)等優(yōu)勢，終于贏得了大批客戶，其全球市場份額實(shí)現(xiàn)了猛增。爾后更是后來者居上，在某些機(jī)型上甚至趕超了美國的波音飛機(jī)。

空客中國公司總裁洛朗斯·博龍?jiān)诮邮芪覈襟w采訪時(shí)表示，一個(gè)飛機(jī)制造企業(yè)如果想取得成功，必須具備三個(gè)“P”，即具有競爭力的產(chǎn)品（Product）、專業(yè)的人才（People）和可靠的合作伙伴（Partners）。

而技術(shù)創(chuàng)新恰恰是為了創(chuàng)造出更具競爭力的產(chǎn)品。A380被業(yè)界稱為“優(yōu)雅的綠色巨人”，它為21世紀(jì)旗艦產(chǎn)品樹立了創(chuàng)新和技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)：A380擁有先進(jìn)的通用駕駛艙，并裝備了更具互動(dòng)性的大顯示屏和機(jī)上信息系統(tǒng)，以及通過大容量以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路連接的集成化和模塊化航空電子設(shè)備。它的超安全性、超舒適性和超娛樂性，為乘客帶來了全新的空中旅行體驗(yàn)。

“制造大飛機(jī)不僅是把東西拼起來，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和售后服務(wù)都需要我們學(xué)習(xí)。這是一個(gè)商業(yè)理念，不僅僅是制造的問題。”中國國家大飛機(jī)項(xiàng)目論證組一位專家表示。（趙魯）