肖松
2017年5月5日下午兩點(diǎn),我國首款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具備國際主流水準(zhǔn)的干線飛機(jī)C919在上海浦東國際機(jī)場第四跑道騰空而起,呼嘯著沖上云霄。這架大型客機(jī)由機(jī)長蔡俊、試飛員吳鑫駕駛,搭載著觀察員錢進(jìn)和試飛工程師馬菲、張大偉,在南通東南3000米高度規(guī)定空域內(nèi)巡航平穩(wěn)飛行,巡航速度約為300公里/小時,完成了所有預(yù)定試飛科目。經(jīng)過1小時19分鐘的飛行,C919在浦東國際機(jī)場第四跑道安全落地,首飛成功!
從1970年,我國自主研制的運(yùn)十飛機(jī)立項,到C919成功首飛,中國人的“大飛機(jī)夢”穿越了漫長的47個春秋。作為運(yùn)十飛機(jī)的副總設(shè)計師,程不時親歷了這一夢想步履蹣跚的曲折歷程,也因此透徹地理解這一夢想的現(xiàn)實(shí)意義。專家估計,隨著C919的生產(chǎn)和交付,中國航空制造業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展,市場規(guī)模將達(dá)到萬億元之巨。
>>>“8億件襯衫換一架波音飛機(jī)”的尷尬將成歷史
啟動、滑行,機(jī)頭昂起,直插云霄。5月5日下午的上海浦東國際機(jī)場,C919成功首飛。在歡呼慶祝的人群中,運(yùn)十飛機(jī)的原副總設(shè)計師、87歲的程不時是特意來見證這一時刻的。他在稍后接受了記者的采訪。
記者:C919今天試飛成功了。那么,在這個飛機(jī)產(chǎn)品背后是否還蘊(yùn)含著更多的意義?
程不時:蘊(yùn)含著就是一個大的臺階上去。外國人曾經(jīng)說中國,你中國是一只鷹,但是你沒有翅膀,你沒有這種大的民用機(jī),這個民用機(jī)在現(xiàn)代的大國的發(fā)展中間,是起非常重要的作用。
記者:但是也有人講,說國外先進(jìn)的一些制造工藝,已經(jīng)很成熟了,飛機(jī)我們長期這樣一種購買方式,也已經(jīng)進(jìn)入一個正軌。那么現(xiàn)在再花這么大的精力來制造這樣的飛機(jī),必要性真的那么大嗎?
程不時:曾經(jīng)在上個世紀(jì),有的人很感慨,中國各方面都有了,但是缺兩個東西,一個就是沒有大型運(yùn)輸機(jī),第二個就是沒有航空母艦。這個兩項,一個在軍事上,一個是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上面,非常重要的兩筆,這個我們沒有伸進(jìn)去。
記者:現(xiàn)在航母我們已經(jīng)下水了。
程不時:所以我認(rèn)為,在民族發(fā)展中間一個重大的步驟,中國為了去買外國的飛機(jī),我們要出售幾億件襯衣,才能換回來一架飛機(jī),我們中國人,難道就永遠(yuǎn)在這個低端上就這樣子嗎?我們買飛機(jī)的錢,有的人做過計算,用嶄新的百元面額最高的鈔票堆起來,已經(jīng)比上海的金茂大廈還要高,不只是金茂大廈,比十座金茂大廈要高,不止是十座,比百座金茂大廈要高,已經(jīng)伸入太空里頭去了,像孫猴子的金箍棒一樣的,伸到太空里去了。這樣的柱子截一段下來,用到國內(nèi),你看看它要帶起多大的文化的興起、技術(shù)的興起、工業(yè)產(chǎn)業(yè)的更新。
記者:運(yùn)十飛機(jī)是什么時候開始研發(fā)的?
程不時:運(yùn)十飛機(jī)的研制任務(wù)是1970年8月下達(dá)的,因此工程代號被稱為“708”工程。“708”工程啟動后,國家先后從各地調(diào)集了300多名航空技術(shù)人員,前往上海研制運(yùn)十,當(dāng)時我只有41歲,就是其中一員。
記者:您負(fù)責(zé)什么呢,參加這個項目?
程不時:我是總體設(shè)計,就是“708”工程總體設(shè)計組的副組長。在運(yùn)十之前,中國設(shè)計的只是10噸量級乘坐一兩個人的小型飛機(jī),而運(yùn)十設(shè)定的技術(shù)指標(biāo)是最大起飛重量110噸,載人100到120名。
1980年9月26日,上海大場機(jī)場,經(jīng)過十年的研制,運(yùn)十開始了首次試飛。數(shù)據(jù)記錄,運(yùn)十起飛重量110噸,最大速度超過0.8馬赫,實(shí)用升限12000米,最大航程超過8000公里。在更高、更快、更遠(yuǎn)的飛行性能上,運(yùn)十實(shí)現(xiàn)了我國20世紀(jì)內(nèi)研制過的民用飛機(jī)從未有過的超越。程不時清楚地記得,從1980年9月的首次試飛,到1984年,運(yùn)十一共飛行130多個起落、170多個飛行小時,先后到達(dá)北京、哈爾濱、烏魯木齊、廣州、昆明等國內(nèi)主要城市,同時運(yùn)十還是第一架飛抵拉薩的國產(chǎn)飛機(jī),并往返七次向拉薩運(yùn)送救災(zāi)物資。雖然在飛行中,運(yùn)十沒有發(fā)生什么問題,但在七次飛抵拉薩這個短暫的輝煌之后,運(yùn)十的試飛由于某些特殊原因戛然而止了。
直到2007年2月26日,國務(wù)院召開第170次常務(wù)會議,原則批準(zhǔn)大型飛機(jī)研制重大科技專項正式立項,標(biāo)志著C919的研發(fā)之路正式起步,也由此接續(xù)中斷了近四十年中國大飛機(jī)研發(fā)項目。并在第二年成立專門的商業(yè)飛機(jī)設(shè)計公司,程不時擔(dān)任專家組成員,與大飛機(jī)之緣得以重續(xù)。從1970年運(yùn)十飛機(jī)立項,到今天C919成功首飛,中國人的“大飛機(jī)夢”經(jīng)歷了幾代人的不斷努力和付出。47年,改變了程不時的年輕容顏,但卻絲毫未能改變他那一份航空報國的情懷。
C919定位于中國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)研制的干線民用飛機(jī),其窄體機(jī)型,是目前波音與空客市場雙雄乃至整個民航客機(jī)的主流機(jī)型。可以說,C919自立項起的市場目標(biāo)就非常明晰——打破長期由歐美壟斷的大飛機(jī)市場。那么,一旦C919成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),滿足國內(nèi)市場的需求,則意味著“八億件襯衫才換一架波音飛機(jī)”的尷尬歷史將被徹底終結(jié)。
>>>總設(shè)計師揭秘:可滿足中國任何點(diǎn)到點(diǎn)飛行
5月4日上午,C919的總設(shè)計師吳光輝還在基地的機(jī)庫內(nèi)忙碌著,首飛的日子就要到了,作為總設(shè)計師,吳光輝的心情既激動又平和。
“首飛是一款新型飛機(jī)研制的重要節(jié)點(diǎn),我作為設(shè)計師十分激動,但同時我又要不斷提醒自己要冷靜下來,多想一想,首飛中還會出現(xiàn)什么問題?!眳枪廨x說,“整體而言,我們的試飛員做好了充分的準(zhǔn)備,前期的滑行試驗也比預(yù)想得好?!?/p>
走進(jìn)機(jī)艙內(nèi),吳光輝向記者介紹了C919的設(shè)計由來與技術(shù)突破。作為總設(shè)計師,C919大到外形構(gòu)造,小到系統(tǒng)接口,都深深地刻畫在自己的頭腦中。
擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)
自主設(shè)計,對于一架飛機(jī)意味著什么?吳光輝告訴記者,擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)是針對飛機(jī)整體設(shè)計來說的。這主要體現(xiàn)在三個方面。第一,根據(jù)市場需求設(shè)定設(shè)計方案。我國已經(jīng)有了新支線客機(jī)ARJ21,原本我想設(shè)計更大的飛機(jī),但經(jīng)過市場調(diào)研,150座級的客機(jī)是市場上的主流機(jī)型,市場前景最好,因此,我們以首先滿足國內(nèi)市場需求為導(dǎo)向選定了這個機(jī)型。第二,零部件供應(yīng)需符合設(shè)計方案。C919的供應(yīng)商來自全球,其中不乏同樣為空客和波音的供應(yīng)商,而需要什么樣的零部件,對其有怎樣的技術(shù)要求,這是由中國商飛決定的。供應(yīng)商可以來自于全球,但零部件的供應(yīng)需符合飛機(jī)設(shè)計的要求,這體現(xiàn)出我們的自主權(quán)和決定權(quán)。第三,系統(tǒng)集成掌握在自己手中。一架大型客機(jī)是復(fù)雜的系統(tǒng)集成工程,不同的系統(tǒng)集成在一起需要滿足哪些要求,這一控制方案掌握在設(shè)計團(tuán)隊手中。中國商飛的知識產(chǎn)權(quán)也體現(xiàn)在對系統(tǒng)之間的集成控制上。C919飛機(jī)上有幾百萬個接口,這關(guān)系到液壓、航電等多系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián),絕不是簡單的拼接,如何關(guān)聯(lián),就取決于飛機(jī)的設(shè)計方案。endprint
攻克102項關(guān)鍵技術(shù)
飛機(jī)設(shè)計研制是一項科技攻堅的大型工程,為此中國商飛公司團(tuán)隊實(shí)現(xiàn)了102項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),主要涉及氣動技術(shù)、新材料、強(qiáng)度設(shè)計等方面。
吳光輝說:“C919設(shè)計研制中有多項重大技術(shù)突破,比如超臨界機(jī)翼的設(shè)計。飛機(jī)設(shè)計,氣動先行,機(jī)頭、后體的設(shè)計也關(guān)系到飛機(jī)阻力的減小,但機(jī)翼的設(shè)計決定了飛機(jī)的性能,是最為關(guān)鍵的。我們第一次自主設(shè)計超臨界機(jī)翼,就達(dá)到了世界先進(jìn)水平,得到了國際同行的認(rèn)可?!?img src="https://cimg.fx361.com/images/2017/12/23/jsyu201706jsyu20170608-2-l.jpg" style=""/>
此外,新材料的應(yīng)用是C919的一大亮點(diǎn)?!癈919是第一次大范圍地采用鋁鋰合金的機(jī)型,我們?yōu)榇私?jīng)過了10年的探索,鋁鋰合金的供應(yīng)商是按照我們的要求改善了材料的特性,使之能夠更好地適用于C919飛機(jī)?!眳枪廨x說。
它足以成為一款明星客機(jī)
飛機(jī)的性能究竟如何,還有待于在實(shí)際的飛行試驗中進(jìn)行檢驗。首飛完成后,C919將進(jìn)入適航取證階段,接受各項飛機(jī)適航的測試考驗,為敲開市場大門做準(zhǔn)備。
吳光輝說:“C919是在一個合適的時間,以一種正確的模式,推出的一款高水準(zhǔn)的產(chǎn)品。C919首先是要滿足我們國內(nèi)的航空運(yùn)輸需要,因為中國是全球最大的民航市場,飛機(jī)需求最多。立足國內(nèi)市場,面向全球市場,這是我對C919的定位。從設(shè)計航程看,C919可以滿足中國任何點(diǎn)到點(diǎn)的飛行?!?/p>
吳光輝參與過我國多款主要機(jī)型的設(shè)計工作,而他認(rèn)為,C919是最先進(jìn)的,相信也會是最成功的。“我希望,也期待著,C919能夠受到市場的追捧,希望它能夠成為一款明星客機(jī)。”
>>>目前已獲得570架訂單 波音空客無法打壓
C919雖是國產(chǎn)大型飛機(jī),但是其設(shè)計研發(fā)匯集了全世界最先進(jìn)的經(jīng)驗和技術(shù)。作為C 919的主供應(yīng)商,中航工業(yè)旗下的航電、飛控、電源、燃油和液壓等系統(tǒng)研制單位,陸續(xù)與國外航空制造商合作,成立了16家合資企業(yè),共同為C919飛機(jī)提供包括航電系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、燃油及惰化系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、輔助動力裝置、起落架系統(tǒng)、空氣管理系統(tǒng)、防火系統(tǒng)、內(nèi)飾系統(tǒng)在內(nèi)的多種系統(tǒng)和設(shè)備。
C919的整體設(shè)計是中國人自己做的。在C919的機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備的配套上,并非如此前新舟、ARJ21那般直接采用國外的成品設(shè)備,而是外國供應(yīng)商按照商飛的設(shè)計要求轉(zhuǎn)讓相應(yīng)的技術(shù)給中航系企業(yè),與相應(yīng)的中航系組成合資公司進(jìn)行在國內(nèi)本土的生產(chǎn)和改進(jìn)研制。C919項目常務(wù)副總設(shè)計師陳迎春在此前接受采訪時對C919機(jī)翼設(shè)計作了介紹,他在C919飛機(jī)自主創(chuàng)新上談到的五個標(biāo)志是:第一,飛機(jī)的總體方案自定;第二,氣動外形由中國自主設(shè)計、自己試驗完成;第三,飛機(jī)的機(jī)體從設(shè)計、計算、試驗、制造全是中國自己做的;第四,系統(tǒng)集成由中國自己完成;第五是中國自己的特色管理。飛機(jī)的機(jī)翼是“飛機(jī)的靈魂”,關(guān)乎起飛重量、運(yùn)營效率和經(jīng)濟(jì)性,C919的超臨界機(jī)翼是目前國際航空設(shè)計中最先進(jìn)的機(jī)翼設(shè)計,進(jìn)一步減少5%的飛行阻力,好處依舊是燃油的經(jīng)濟(jì)性。
而超臨界機(jī)翼在國內(nèi)首次完全自主化設(shè)計的過程,是從500多副機(jī)翼設(shè)計中優(yōu)選出8副機(jī)翼進(jìn)行風(fēng)洞試驗,前后共計“吹風(fēng)”次數(shù)15000多次,而這背后同樣離不開我國航空工業(yè)發(fā)展中風(fēng)洞等基礎(chǔ)航空科研設(shè)施的系統(tǒng)化建設(shè)。民航客機(jī)機(jī)頭座艙的風(fēng)擋玻璃,多為正面2塊、側(cè)面4塊,共6塊擋風(fēng)玻璃組成,而在C919只有4塊擋風(fēng)玻璃,機(jī)頭更具流線型。這樣的曲面設(shè)計不僅讓飛行員在駕駛艙的視野更開闊,還能減少阻力、省油經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)然還有就是工藝更加復(fù)雜、制造難度更大,但這也正是C919目前區(qū)別于其他波音空客客機(jī)的獨(dú)特點(diǎn)之一。
那么,對于客機(jī)制造業(yè)的新興者,中國商飛為何能順利得到全球供應(yīng)商的技術(shù)合作乃至轉(zhuǎn)讓,波音和空客兩大巨頭為什么沒有進(jìn)行打壓?
據(jù)記者了解,現(xiàn)在國外的供應(yīng)商積極合作,特別是波音和空客對新興者態(tài)度尚是默許,這背后的根本原因還是在于當(dāng)前全球航空器市場是快速發(fā)展階段??湛?014年發(fā)布的《全球航空市場預(yù)測報告》中稱:未來20年不論是在國內(nèi)市場還是國際市場,中國航空客運(yùn)量均將處于全球領(lǐng)先水平,增長率也超過全球平均水平。在未來10年時間里,中國國內(nèi)的航空客流量將超過美國國內(nèi)的航空客流量,成為全球第一大民航市場。在波音公司的預(yù)測報告中亦稱:未來20年,中國的航空客運(yùn)航線至少需要6330架新飛機(jī),總價將高達(dá)9500億美元左右。
如此龐大的市場需求顯然還不是國內(nèi)航空制造業(yè)所能滿足的,在未來一段時間內(nèi)這塊超大蛋糕的份額,大部分比例還是在波音和空客,所以波音和空客與我國簽訂的大單合同中同意作為附加協(xié)議在我國本土設(shè)立裝配工廠,在C919的態(tài)度上也沒有此前對加拿大龐巴迪C系列大型干線客機(jī)那樣通過供應(yīng)商來圍剿打壓。但無論從商業(yè)利益的最大化、配套供應(yīng)鏈的穩(wěn)定、核心技術(shù)的掌握等角度而言,目前中航工業(yè)與國外系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商展開的合資生產(chǎn)研制都是尤為必要的。
加拿大的龐巴迪公司,若以員工人數(shù)計是世界上第三大的飛機(jī)制造商,其在C系列干線客機(jī)的發(fā)展上并不順利。戰(zhàn)后的日本在民用大飛機(jī)領(lǐng)域也野心勃勃,還取得一定實(shí)質(zhì)性的成果,目前三菱重工主導(dǎo)研制的MRJ支線客機(jī)即將首飛。但商業(yè)前景上亦如往常,依舊不樂觀。
一位航空界的專家對記者說,國內(nèi)的市場已經(jīng)足以支撐起C919的商業(yè)前景,能夠做到收回前期研發(fā)投入的成本。甚至,即使C919未來遭遇FAA取證不順利的壞情況,C919項目仍可以依靠國內(nèi)的市場生存。目前C919的訂單就已達(dá)到了570架,其中還包括美國通用電氣租賃、德國普仁航空、泰國都市航空等國際客戶,已超過400架左右的成本線;C919單機(jī)售價在5000萬美元左右,570架飛機(jī),總金額高達(dá)285億美元。而這種國外對C919的信心和國內(nèi)龐大市場需求下的底氣,在此前的也想開發(fā)大飛機(jī)的俄羅斯、烏克蘭、日本、加拿大、巴西等國都是不具備的。endprint
>>>撬動萬億市場 帶動整個民航配套產(chǎn)業(yè)的升級
航空工業(yè)是知識密集、技術(shù)密集、資本密集的產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈很長,其發(fā)展不僅能夠促進(jìn)本國科技進(jìn)步,而且能夠帶動大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,其智力、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的溢出效應(yīng)是難以估量的。僅以航空發(fā)動機(jī)的研制為例,據(jù)日本業(yè)界的一項研究,在單位重量創(chuàng)造的價值比這一數(shù)值上,船舶為1,轎車為9,計算機(jī)為300,支線飛機(jī)是800,而航空發(fā)動機(jī)高達(dá)1400,被稱為世界工業(yè)產(chǎn)品“王冠上的明珠”。
此外,現(xiàn)代航空業(yè)是國防工業(yè),是典型的“軍民融合”產(chǎn)業(yè),早期的飛機(jī)就最先用于軍事用途上。世界上所有的航空工業(yè)企業(yè)(尤其是波音和空客兩大寡頭)都是同時生產(chǎn)軍用飛機(jī)和民用飛機(jī),美國軍方就一直是波音公司的大客戶。對于一個國家而言,民機(jī)的水平上不去,軍機(jī)的水平也不會好到哪里去。飛機(jī)將在國家的重大緊急狀態(tài)中發(fā)揮無可替代的重大作用,比如搶險救災(zāi)、大規(guī)模人員與物資的緊急調(diào)動等。并且,一旦國家進(jìn)入緊急狀態(tài),95%的民用飛機(jī)都可以轉(zhuǎn)為戰(zhàn)機(jī)使用或是其他特殊用途。
從未來的航空市場來說,C919順利實(shí)現(xiàn)首飛,必將改變?nèi)蛏逃么笮涂蜋C(jī)的競爭格局,打破空客、波音的壟斷,形成ABC“三足鼎立”局勢。中國按區(qū)域內(nèi)客運(yùn)周轉(zhuǎn)量也為全球最大。中國人均年乘機(jī)次數(shù)預(yù)計增長261%,鮮有如此高增長的行業(yè)。國際航空運(yùn)輸協(xié)會表示,以中國為始發(fā)地或目的地以及在中國境內(nèi)旅行的航空客運(yùn)量到2035年將猛增到13億人次,超過美國的11億人次。據(jù)專家估算,未來20年市場空間約為8500億美元,考慮維護(hù)升級的費(fèi)用,總的空間將達(dá)到1.5萬億美元。
從某種意義上講,C919的首飛時間此前曾多次變更,也是它受到外界關(guān)注的重要原因。據(jù)記者了解,國產(chǎn)大飛機(jī)揮動翅膀之所以吃力,還在于它被寄希望于帶動整個民航配套產(chǎn)業(yè)的升級。C919型號大型客機(jī)副總設(shè)計師周貴榮5月4日接受采訪時表示,在完成自身關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的同時,C919也在帶動國內(nèi)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展并打造國內(nèi)知名的關(guān)鍵系統(tǒng)供應(yīng)商。其中包括國內(nèi)企業(yè)和國內(nèi)外合資企業(yè)在國內(nèi)的本土化生產(chǎn)。但這種政策客觀上也加大了C919的研制難度。例如“控制律”這個生僻的航空術(shù)語直接反映飛行員駕駛動作與飛機(jī)相應(yīng)姿態(tài)的關(guān)系,也是實(shí)現(xiàn)電傳飛控的核心關(guān)鍵。上海飛機(jī)設(shè)計研究院操穩(wěn)特性與控制律室設(shè)計主管羅東徽承認(rèn),由于美國嚴(yán)格禁止向中方提供這項核心技術(shù),他們不得不“一切從零”開始這項研制難度極高的工作,控制律問題也一度被視為C919首飛的“攔路虎”。但值得慶幸的是,如今在突破相關(guān)技術(shù)之后,有了第一次的積累,后續(xù)型號研制時就會變得相對容易。
C919在研制中帶動中國民航產(chǎn)業(yè)的配套設(shè)施升級還很多。例如中國商飛設(shè)立了快速響應(yīng)中心,各個相關(guān)領(lǐng)域的工程師會在值班大廳隨時待命,遭遇突發(fā)事件時能第一時間解決。該中心同時還負(fù)責(zé)對C919客機(jī)的實(shí)時監(jiān)控,可以通過機(jī)載設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈實(shí)時上傳和下載數(shù)據(jù),掌握飛機(jī)的健康狀態(tài),包括位置、速度、設(shè)備運(yùn)行是否異常等。這些符合國際最先進(jìn)指標(biāo)的自動監(jiān)控參數(shù)可以讓地面人員清楚地了解客機(jī)的情況。
當(dāng)然,我國大飛機(jī)還有一段艱難的路途。首先是C919不僅在發(fā)動機(jī)上要“借船出?!?,就是在航電系統(tǒng)上也未能實(shí)現(xiàn)完全的國產(chǎn)化。其次是適航證。目前,全世界多數(shù)國家都認(rèn)可美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)和歐洲航空安全局(EASA)的審定能力及其所頒發(fā)的適航證。歐美航空大國在適航證上的壟斷地位和先天優(yōu)勢,我們是無法動搖的,適航證已經(jīng)逐漸演變成航空大國保護(hù)本國民機(jī)市場的手段。因此,C919要想賣到全世界去,就必須獲得這兩個機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。
即便如此,在世界上已有成熟的高科技大產(chǎn)品領(lǐng)域,敢于亮劍,敢于上路,無疑是正確的?,F(xiàn)在中國正在邁入大飛機(jī)制造門檻的過程中,這種大型復(fù)雜的技術(shù)產(chǎn)品是需要經(jīng)驗的積累,只要我們有了研發(fā)平臺,只要聚合了一支研發(fā)隊伍,無論遇到什么困難都要往前走,一直到成功。
因為,這個偉大的事業(yè),聚合了中國幾代人美好的航空夢想!endprint