○白俊杰

厲害了，我的國(guó)！
——國(guó)產(chǎn)大客機(jī) C919首飛成功

○白俊杰

2017年5月5日14時(shí)許，萬(wàn)眾矚目的國(guó)產(chǎn)大客機(jī)C919在上海浦東機(jī)場(chǎng)4號(hào)跑道成功起飛，并于15時(shí)19分完成全部預(yù)定試飛科目后安全返航著陸。它的成功首飛標(biāo)志著中國(guó)成為繼美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)后，第五個(gè)可以自行生產(chǎn)大型客機(jī)的國(guó)家。

為啥是“C919”？

C919是我國(guó)第一架完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)干線飛機(jī)，基本型混合級(jí)布局158座，全經(jīng)濟(jì)艙布局168座、高密度布局174座，最大載客量190座，標(biāo)準(zhǔn)航程4075千米，最大航程5555千米。從載客量和航程等數(shù)據(jù)來(lái)分析，它與波音B737和空中客車(chē)A320處在同一量級(jí)。

C919的命名頗具深意，“C”既是中國(guó)商飛公司英文縮寫(xiě)“COMAC”的第一個(gè)字母，也是中國(guó)的英文名稱(chēng)“China”的第一個(gè)字母，體現(xiàn)了大型客機(jī)是國(guó)家的意志、人民的期望。另外，它還恰好與如今平分世界干線民機(jī)市場(chǎng)的兩家公司“空中客車(chē)（Airbus）”和“波音（Boeing）”的字頭構(gòu)成順序排列。第一個(gè)數(shù)字“9”代表“長(zhǎng)久”，后面的數(shù)字“19”則代表最大載客量可達(dá)190座。

C919上有哪些“硬科技”？

C919的橫空出世，意味著中國(guó)實(shí)現(xiàn)了民機(jī)技術(shù)集群式突破，形成了中國(guó)大型客機(jī)發(fā)展核心能力。那么，國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919到底有哪些高科技含量呢？

首先，C919的“超臨界機(jī)翼”能讓飛機(jī)更省油。

飛機(jī)的耗油量與飛機(jī)的升阻比（升力和阻力的比值）有直接關(guān)系，升阻比越高，飛機(jī)的氣動(dòng)效率越高，耗油量就越少。眾所周知，飛機(jī)的升力主要來(lái)源于機(jī)翼，而全機(jī)約70%的阻力也來(lái)源于機(jī)翼。因此，為了保證飛機(jī)的座級(jí)，避免“油老虎”的出現(xiàn)，在飛機(jī)機(jī)翼上動(dòng)腦筋，便成了提高飛機(jī)氣動(dòng)效率的關(guān)鍵。

第一、第二代噴氣式客機(jī)采用的多是傳統(tǒng)的古典翼型，古典翼型適合于低速及亞音速飛行。但是，隨著飛行速度的進(jìn)一步提高，古典翼型的設(shè)計(jì)已不可能適應(yīng)高速巡航飛行的要求，因此只能尋求一種既能適應(yīng)高速巡航飛行，又能保持較高氣動(dòng)效率的翼型，這就是超臨界翼型。

相對(duì)于古典翼型，超臨界翼型可使巡航氣動(dòng)效率提高20%以上，巡航速度提高100多千米/小時(shí)。如果用同一厚度的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)古典翼型和超臨界翼型，超臨界翼型的整體阻力比古典翼型要小8%左右，因而超臨界翼型具有較大的機(jī)翼相對(duì)厚度，而這可以減輕飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，增大結(jié)構(gòu)空間及燃油容積。

其次，C919在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用第三代鋁鋰合金材料。

在中國(guó)武術(shù)界，有著“內(nèi)練一身氣，外練筋骨皮”的說(shuō)法。C919大型客機(jī)的研發(fā)，也詮釋了這一思想。在機(jī)體主結(jié)構(gòu)上，設(shè)計(jì)人員大量使用了世界先進(jìn)的第三代鋁鋰合金材料，這在國(guó)內(nèi)尚屬首次。

鋁鋰合金材料被認(rèn)為是目前航空航天業(yè)首選的理想輕質(zhì)高耐損傷金屬材料。相比于普通鋁合金，鋁鋰合金在同等重量下強(qiáng)度更大，在同等強(qiáng)度下重量更輕，這一性能對(duì)飛機(jī)而言非常重要。同時(shí)，鋁鋰合金的損傷容限性能和抗腐蝕性能也更強(qiáng)，使用鋁鋰合金可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重并大大提高飛機(jī)壽命。

由于第三代鋁鋰合金此前沒(méi)有在國(guó)內(nèi)民用飛機(jī)上使用過(guò)，因此其拉伸性能、疲勞性能和斷裂性能等關(guān)系到飛機(jī)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)在國(guó)內(nèi)基本沒(méi)有，需要進(jìn)行大量試驗(yàn)，方能獲得其各項(xiàng)性能指標(biāo)。為此，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)先后進(jìn)行了三大塊試驗(yàn)，獲得了大量有效數(shù)據(jù)，建立了第三代鋁鋰合金的材料規(guī)范體系、設(shè)計(jì)許用值體系和制造工藝規(guī)范體系，為將來(lái)鋁鋰合金在國(guó)內(nèi)民機(jī)產(chǎn)業(yè)的廣泛使用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

再次，航電核心處理系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

在民用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)有個(gè)形象的說(shuō)法：航電系統(tǒng)是“大腦”，飛控系統(tǒng)是“四肢”，EWIS系統(tǒng)（電氣導(dǎo)線互聯(lián)系統(tǒng)）是“經(jīng)絡(luò)”。一架先進(jìn)的飛機(jī)應(yīng)該擁有聰敏的大腦、靈活的四肢、通暢的經(jīng)絡(luò)。

C919航電系統(tǒng)的核心——IMA，使用的是目前最先進(jìn)的高度集成數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。飛機(jī)搭載的IMA，由兩臺(tái)核心處理計(jì)算機(jī)柜負(fù)責(zé)處理全機(jī)各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，承擔(dān)全機(jī)信息交換中心的職能。遍布全機(jī)的多個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口裝置（RDIU）和遠(yuǎn)程交換機(jī)，為全機(jī)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、交換提供了通路，形成了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

這種網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)處理方式，相較之前一對(duì)一的數(shù)據(jù)傳輸處理方式，是巨大的變革，因?yàn)樗粌H提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶幚硇剩泊蟠鬁p少了全機(jī)電纜的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)了有效的減重。比如飛行速度、高度這些數(shù)據(jù)，以前要由大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)分別建立通路，傳輸給顯示系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、環(huán)境控制等系統(tǒng)，現(xiàn)在只需“把工作都交給網(wǎng)絡(luò)”。

這些優(yōu)點(diǎn)，還要?dú)w功于C919使用的目前最先進(jìn)的ARINC664網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，ARINC664網(wǎng)絡(luò)是一種航空總線通信協(xié)議。相比于之前被廣泛應(yīng)用但帶寬有限的老版本網(wǎng)絡(luò)，ARINC664最大的好處就是帶寬高且資源共享，這意味著原來(lái)需要通過(guò)若干根線纜傳輸?shù)男盘?hào)，現(xiàn)在可以由一根線纜傳輸。這就好比我們從A地到B地，需要開(kāi)行10列火車(chē)，但并不需要修筑10條鐵路，只需要一組雙軌鐵路，再配上可靠的信號(hào)系統(tǒng)便可完成，這樣做顯然比修10條鐵路更節(jié)約資源。

C919啥時(shí)可以飛向世界？

首飛并不是載客的商業(yè)運(yùn)行，而是適航取證所需的步驟。適航取證是確保飛機(jī)滿足按公眾要求制定的可接受的最低安全標(biāo)準(zhǔn)（適航標(biāo)準(zhǔn)）的管理和技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程，只有經(jīng)過(guò)適航審定和驗(yàn)證并取得適航合格證的產(chǎn)品才能進(jìn)入市場(chǎng)。C919首飛成功后，還要進(jìn)行各種試飛科目729項(xiàng)，預(yù)計(jì)飛行4200小時(shí)，2282架次，才能完成試飛取證任務(wù)。

C919首批將生產(chǎn)8架，除兩架做“鐵鳥(niǎo)”與“靜力強(qiáng)度”試驗(yàn)外，其余6架將投入試飛，其中包括高風(fēng)險(xiǎn)的“飛行失速”“最小速度起飛”“結(jié)構(gòu)顫振”試飛和耗時(shí)持久的“自動(dòng)飛行”，以及條件苛刻的“自然結(jié)冰試飛”。這一過(guò)程估計(jì)要耗費(fèi)3年左右的時(shí)間，當(dāng)然也可能因預(yù)計(jì)不到的困難而時(shí)間延遲。

目前，C919已獲得全球23家用戶(hù)的570架訂單。按照中國(guó)商飛的計(jì)劃，C919飛機(jī)在取證之后才會(huì)批量生產(chǎn)，希望前期每年生產(chǎn)20架，之后50架，到2020年將具備150架C919大型客機(jī)和50架ARJ21-700飛機(jī)的年批生產(chǎn)能力。

人們期盼坐上國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)飛向藍(lán)天的同時(shí)，可從北京直達(dá)新加坡、航程5555千米的C919加長(zhǎng)型已在謀劃中，比C919載客更多、航程更遠(yuǎn)的C929大型客機(jī)也已列入了中國(guó)商飛的發(fā)展計(jì)劃。待C929研發(fā)之時(shí)，我們的C919正躍躍欲試，跨向世界先進(jìn)客機(jī)之列。