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C919:起飞!

时间:2024-10-23 03:02:48

开栏的话

“五位一体”标定总体规划,“四个全面”引领战略布局,新发展理念凝聚时代动力;“一带一路”的倡议赢得世界点赞,“命运共同体”的构想绘就人类愿景……五年来,以习近平同志为核心的党中央带领全国各族人民不忘初心、砥砺奋进。

从本期开始,本刊推出“砥砺奋进的五年”专栏,回顾党的十八大以来中国在积极探索中取得的巨大成就。

2017年5月5日,C919终于迎来首飞的历史性时刻。中华民族的“大飞机梦”取得突破性成果,标志着中国跻身少数几个拥有研制大型客机能力国家的行列。

而就在此前不久,中国第二艘航空母舰下水;中国自主研制的货运飞船天舟一号成功发射,与天宫二号进行首次自动交会对接;世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生……半个月之内,“国之重器”密集登场。这些高精尖的装备,让世界再次感受到“中国创造”和“中国智造”的强大力量。

拥有具有完全自主知识产权的大飞机,是中国航空人长久以来的梦想。伴随着ARJ21支线飞机交付运营、国产大飞机C919首飞成功和中俄远程宽体客机项目联合研制全面展开,中国民用飞机正在向市场化、产业化、国际化快速推进。摄影万全/人民画报2017年5月5日下午15时19分,经过79分钟飞行,蓝白绿相间的C919大型客机平稳着陆在上海浦东国际机场。现场4000多名观众爆发出阵阵欢呼声,首飞开始后一直安静的试飞指挥大厅里也终于响起热烈的掌声,拥有完全自主知识产权的中国国产大飞机首飞成功。

79分钟飞行,百余年历程

飞机首飞指一架新制造的飞机首次离地飞行,是由设想变图纸、图纸变实物、实物能飞行等一系列工作链中的一个重要环节。每一架飞机均有首飞,但一个新型号的首飞更有其特殊意义。5月5日13时58分,中国商飞董事长、C919首飞总指挥金壮龙签发放飞批准书。同时,C919滑向第四跑道南端,等待起飞命令。

14时整,C919开始滑行,加速,腾空!整个过程不过几十秒,在C919离开地面的一瞬间,观众席沸腾了……

几分钟后,C919攀升到3000米高度,顺利进入长江以北的江苏南通空域,以300公里/小时的速度在高空巡航。C919驾驶舱内的画面被实时传送到试飞指挥大厅。工作人员凝视着驾驶舱内的画面,随时关注各项飞行数据的变化。不久,承担试飞任务的机长蔡俊竖起了大拇指,表示飞机一切正常、情况良好。

随后,试飞机组对飞机的操稳特性、起飞着陆性能、动力装置和驾驶设备等工作情况进行了验证,完成预定试飞科目后开始返航。15时19分,飞机机翼内部照明灯亮起,C919平稳着陆。

几分钟的等待后,机长蔡俊带领试飞团队走出机舱。C919总设计师吴光辉难掩激动,登上舷梯与蔡俊紧紧相拥。

●2006年2月9日,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》发布。大型飞机重大专项被确定重大科技专项之一。8月17日,大型飞机重大专项领导小组成立。

●2007年2月26日,《大型飞机方案论证报告》通过,批准大型飞机研制重大科技专项正式立项。8月30日,决定成立大型客机项目筹备组。

●2008年5月11日,中国商飞公司成立。

●2009年1月6日,首个单通道常规布局150座级大型客机机型代号“COMAC919”正式发布,简称“C919”。

●2010年11月15日,1:1展示样机在珠海航展上展出,获得100架启动订单。

●2011年4月18日,C919飞机研制全面进入正式适航审查阶段。

●2012年7月31日,《C919飞机专项合格审定计划(PSCP)》在上海签署。

●2013年12月31日,首架机头在中航工业成飞民机下线。

●2014年8月29日,客机中机身/中央翼、副翼部段通过适航检查,完成交付。

●2015年11月2日,客机首架机正式总装下线。

●2016年12月25日,首架机交付试飞中心。

●2017年5月5日,C919首飞。

5月5日14:00,C919起飞!摄影陈建/人民画报在听完蔡俊的首飞汇报后,金壮龙大声宣布:“C919大型客机首飞任务圆满成功!”

79分钟首飞,背后却是百余年历程。

回望中国的航空工业,自从一百多年前飞机问世以来,航空领域就从不缺少中国人的身影。1909年,冯如制成中国第一架飞机,只比1903年莱特兄弟的世界上第一架飞机晚了6年。新中国成立后前30年,构建了初具规模的航空工业体系,歼击机、歼击轰炸机、直升机、教练机等先后升空。

但国产大飞机之路却并不平坦。从1970年8月启动运-10大客机项目(代号708工程),1980年运-10首飞成功不久项目即下马,1986年与美国麦道公司合作总装MD-82,2002年ARJ21-700项目历经15年坎坷后终于上马,再到如今C919成功首飞,几代中国航空人,为实现大飞机梦,奋斗了近半个世纪。C919首飞,虽比波音707、空客A300等第一代大飞机晚了几十年,但这一天还是来了。5月3日,C919试飞指挥大厅内,众多工作人员通过大屏幕监测观察C919的各项数据,紧张地进行首飞前的测试。摄影万全/人民画报

5月3日,担任C919首飞机长的蔡俊在讨论会上发言。在C919研制过程中,蔡俊和执行首飞任务的副驾驶吴鑫及观察员钱进都参与了对驾驶舱的评估,完成了两次首飞演练、两次滑行预试验、低速滑行和中速滑行等试验任务。摄影万全/人民画报

5月4日下午,机务和工程师对飞机进行首飞前检查。摄影万全/人民画报

5月5日,上海浦东国际机场,项目总设计师吴光辉(右二)和几位项目主要负责人等待着C919首飞归来。摄影陈建/人民画报

C919平稳降落后,机长蔡俊走出舱门,与走上旋梯的C919项目总设计师吴光辉握手后紧紧相拥。摄影徐讯/人民画报

C919返航后,机务和工程师们准备对飞机进行维护。摄影陈建/人民画报C919总设计师吴光辉说:“C919是在一个合适的时间,以一种正确的模式,推出的一款高水准的产品。立足国内市场,面向全球市场,这是C919的定位。”

C919是按照国际适航标准研制的单通道涡扇喷气客机,基本型混合级布局158座,全经济舱布局168座、高密度布局174座,标准航程4075公里,最大航程5555公里,经济寿命达8万飞行小时。

从立项、攻关、下线到首飞,C919用了十年时间。C919的出现也悄然改变了中国在全球大飞机制造业中扮演的角色,从只能生产零配件的分包商、生产车间,逐渐全面掌握民用飞机的核心技术,变成自主设计并完成总装的制造主体。

争议中成长

围绕C919最大的争议,或许就是“中国制造”了。

支持者认为大飞机由中方自主设计,“主制造商—供应商”模式是全球航空制造业的通行做法;反对方质疑C919的大量主要核心零部件由国外公司供应,认为大飞机不过是“进口组装”。

中国商飞将C919的发展道路归纳为“中国设计、系统集成、全球招标、逐步提高国产化”。

大飞机是复杂的系统集成工程,不同的系统集成在一起需要满足哪些要求,这一控制方案牢牢掌握在C919设计团队手中。据C919常务副总设计师陈迎春介绍,中国商飞负责飞机的设计、总装、试飞、销售等关键环节,整机产权属于中国商飞所有。

对于一架飞机而言,什么是自主设计?吴光辉认为,拥有完全自主知识产权是针对飞机整体设计来说的。这主要体现在三个方面:根据市场需求设定设计方案、零部件供应需符合设计方案、系统集成掌握在自己手中。“就像设计师装修房子,虽然建材、装饰品都从市场购买,但按设计师的思路搭配在一起,就是设计师的成果。”C919副总设计师傅国华说。C919的首飞机组来自中国民机的首批试飞员和试飞工程师团队。首飞机组由机长蔡俊(左二)、副驾驶吴鑫(右二)、观察员钱进(中)、试飞工程师马菲(右一)和张大伟(左一)组成。摄影万全/人民画报

自2008年5月中国商飞成立后,近10年间,吴光辉(中)和科研团队的工作模式经常是“711”(每周工作7天,每天工作11小时)和“724”(关键工作7天24小时运转,工作人员倒班)。摄影万全/人民画报在C919的主要供应商中,中方供应商主要包括中航工业旗下西安飞机工业集团、成都飞机工业集团、沈阳飞机工业集团、洪都航空工业集团等公司,主要承担了机头、各段机身、机翼等机体部件的制造。而发动机、航天系统、飞控系统、起落架系统等部件主要由CFM(美法合资)、通用电气(GE)、霍尼韦尔、利勃海尔等海外供应商提供。

“中国商飞的知识产权体现在对系统之间的集成控制上。C919上有几百万个接口,这关系到液压、航电等多系统之间的关联,绝不是简单的拼接。”吴光辉说。

比如电子兼容问题。单个供应商的电子器件工作是正常,但要做到在工作时互不干扰,就需要克服很多问题。对此,商飞科研人员在顶层设计上提出需求,按招标进行优化,并对系统集成和优化,进行了多项试验。

例如最受关注的发动机,C919机体结构总装现场工程团队项目经理丛昊介绍,虽然C919的发动机购自CFM公司,但吊挂结构形式却属首创。这种一体式吊挂,集成了发动机的控制部件和附属设备,波音、空客等大公司都没用过。他说:“以往的反推都是挂在发动机上,现在则是挂在吊挂上。没有前人做过,全靠我们自己试验。”

但C919依然在向着更高的国产化率、掌握更核心的技术而努力。7年研制时间里,中国商飞攻克了102项核心关键技术,掌握了民机产业5大类、20个专业、6000多项民用飞机技术。

在设计机翼时,C919集中了国内飞机气动专业百位顶尖专家,设计了500多副翼型,形成最优设计。经过在欧美多国测试,这副机翼使C919的升阻比、巡航特性、失速特性、噪声水平、结冰特性等重要指标均优于竞争机型。参与翼型设计的西北工业大学飞行器设计工程系教授白俊强表示,此项设计只能从零摸索,在C919成功之后,中国人在气动外形设计方面,终于实现了跟外国同行平起平坐。

中国商飞大多数员工,来自民航“三大校”—北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学,以及一些985院校相关专业的本科和硕士毕业生,且“80后”“90后”占公司总人数近八成。从ARJ21到C919,再到未来的宽体客机,这支年轻的队伍,还将撑起中国航空工业更美好的未来。摄影万全/人民画报

虽然C919采用的是CFM公司生产的LEAP-X1C发动机,但一体式发动机吊挂设计是C919的完全自主知识产权。摄影万全/人民画报

2015年11月2日,C919大型客机首架机在中国商飞公司新建成的总装制造中心浦东基地总装下线。按计划,第二架试飞飞机将在今年下半年完成总装。摄影万全/人民画报由于C919设计晚,拥有后发优势,因此在很多领域有所突破。例如,与同类机型波音737和空客A320相比,C919的碳排放量减少50%,燃油消耗低15%,座公里直接使用成本低10%。

国产化并不能为了国产化而进行国产化,一个要接受市场检验的产品最终目的必然是提高产品的综合竞争力。作为C919的整机制造商,中国商飞面向全球选择最优配置,也依然是未来趋势。

难题与破题

C919首飞得到了来自世界的赞誉——彭博社认为,中国将成为全球最大的民用飞机市场,C919也已做好在其中占据一席之地的准备。美国《纽约时报》刊文指出,C919的成功首飞展示了中国这个正在不断崛起的工业强国的最新实力。英国《每日电讯报》报道称,C919客机成功首航,标志着中国已将自己的形象从廉价的工厂转变为技术领先者。

C919是中国航空了不起的里程碑,甚至是中国工业的里程碑。但人们也应该面对现实:门槛依然很高,路途依然遥远。

C919的首飞仅是一次科研试飞,做了一些功能上的测试。飞机的研制是一个系统工程,不仅要有研制能力、试飞能力,还要有产业带动能力——其标准在于飞机的安全性、经济性和舒适性能否得到市场的认可。

下一步,C919还将完成适航取证工作。“适航取证”是大型客机进入市场的前提,是保证大型客机安全性的基础。在民用飞机制造领域,美国联邦航空管理局(FAA)与欧洲航空安全局(EASA)已经在事实上构成了全球标准。一款民用飞机产品如果希望进入全球主流航空市场,获得FAA和EASA的认证极为重要。

作为C919的“探路石”,国产支线客机ARJ21是中国首款按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的中短程客机,曾历经长达11年的适航审查、超过6年5000个小时的试飞,经历高温高寒、自然结冰等多重考验,几乎每一项工作都在填补中国商用飞机研制领域的空白,才取得了国内适航许可证。然而ARJ21至今仍未获得FAA与EASA的适航许可证。

C919取证将共计729项,预计飞行4200小时、2282架次,才能完成适航取证任务。吴光辉表示,有了ARJ21在适航取证方面的探索,相信C919的适航取证可以少走弯路。

目前,中国商飞已基本建成年产150架的生产基地,只要C919通过适航认证,即可满负荷组织生产。适航取证完成后,飞机能否经受住市场的检验,更是检验是否成功的最终标准。

长久以来,国际大飞机市场被波音和空客两大巨头牢牢占据。而波音737、空客A320和国产C919都是单通道150座级中短航程喷气式商务运输机,目标市场相近。

三角形是最稳定的阵型。5月5日,C919首飞;5月11日,波音在美国本土以外的首个工厂——波音737完工和交付中心在浙江舟山朱家尖航空产业园破土动工;5月12日,2008年投产的空客天津A320系列飞机总装线交付了第320架飞机。作为未来几年内全球最重要的民用航空市场之一,中国始终是一块巨大的蛋糕。

按照国际惯例,C919成功首飞后,波音和空客通过官方微博向中国商飞发出了祝贺。全球化多年来的成果表明,单打独斗和封锁闭关绝不是发展趋势。同行之间的竞争和较量,更交织着合作与学习,最终带动的是整个行业的发展。在可预期的未来,全球民用航空市场的选择也不再只是A(空客Airbus)和B(波音Boeing),也许会多一个C(中国商飞COMAC)。

C919飞机展示样机的客舱布局。摄影万全/人民画报

C919采用了目前世界上最先进的驾驶舱综合显示技术。跟一般民用飞机显示系统相比,C919不仅显示面积更大,显示的内容也更丰富。摄影万全/人民画报

C919拥有六大先进技术,分别为较大比例的先进金属材料、综合航电技术、客舱综合设计技术、结构设计技术、电传操纵和主动控制技术及气动力设计技术。摄影万全/人民画报5月5日首飞的是C919的一号原型机。按照预定,C919将有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、高温高寒等科目测验。在最终进入市场运营前,C919还将面临获得适航证的考验。摄影万全/人民画报“黄金龙骨”

C919的意义,不仅是一件产品。

在C919诞生之前,中国就已经成为全球飞机制造的重要供应地。在运-10下马后的30多年里,中国民用航空工业一直处于市场换技术的阵痛之中,虽然通过给波音、空客、麦道制造机身零部件,掌握了机身制造技术,但在发动机、航电、飞控三大核心系统上,中国仍然落后。

航空工业相比汽车工业,在更高的程度上体现了一个国家的科技和制造业的总体水平。C919的研制中,22个省市、200多家企业、近20万人参与了研制和生产,不仅带动上下游产业企业发展,还提供了更多就业机会。有专家认为,C919充分显示了“集中力量办大事”的体制优势。目前,C919已获得全球23家用户共570架飞机订单。按照惯例,盈亏平衡点产量大约在300架左右。根据相关测算,仅年产150架C919,就将直接托起一个万亿级的航空综合产业市场。

此外,C919还是一根撬动国家新材料、微电子、半导体、智能控制等数十个相关高科技产业整体跃升的有力“撬杠”,甚至可能倒逼中国工业标准升级,直接或间接带动国家工业制造能力和水平、产业发展的全面升级。

大飞机还推动了国内民机技术创新体系的形成。除了不断形成新的民机技术成果、补充完善民机技术体系,还带动了高校的飞行器设计、空气动力学、飞行器结构强度等一批专业学科建设和发展。

C919是中国开拓民用航空产业市场的开篇之作。5月22日,中国商飞宣布,中国商飞与俄罗斯联合航空制造集团合资企业——中俄国际商用飞机有限公司(CRAIC)在上海成立,这标志着中俄远程宽体客机项目联合研制全面展开。接下来的20年,C929甚至C939、C949的相继面世都不是梦。

一架大飞机关联着一个巨大的市场和更庞大的配套产业链条,其具有的产业带动、创新引领意义,还远不止这些。主导工业革命以来200多年世界经济增长的关键力量,始终是科学发展和技术进步。寻找新动能,打造新引擎,以创新引领产业结构升级,正是当下中国经济矢志努力的转型目标和变革方向。站在转型升级的战略高度,业内外专家相信,一架带着中国标签的大飞机的腾空而起,有着太多的标志性意义——“如果没有国之重器的发展,就没有中国产业的‘黄金龙骨’。”

这个“黄金龙骨”,是更有科技和市场竞争力的支柱产业体系。在这个“黄金龙骨”的支撑下,制造业大国的中国正朝着制造业强国迈进。
   

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