關於中國國產客機C919,我們應該知道哪五件事?
中國完全自主產權的國產客機C919今天要首飛了,經歷多次推延,國產大客機終於以"全狀態"與國人見面。那麼C919是一款什麼樣的客機?它的研製有何意義?對於這架中國製造的客機,我們應該從哪些方面去認識它,了解它呢?外行看熱鬧,內行看門道,今天在這裡筆者就從5點來介紹一下,中國國產民航客機C919的關鍵問題。
第一點,C919有多大?它對應國外哪個級別的飛機?必 須特別指出的是,C919雖然可以稱為"大飛機",其實水分比較大。C919中"19"的含義是最大載客量190座,它是一種最大起飛重量72.5噸、最 大航程4075公里的中短程幹線客機。與國外知名型號相比的話,可以對應美國波音公司的波音737-800/900,以及歐洲空客公司的A320客機。和很多人心目中的典型代表——比如可以跨越大洋,從中國直飛美國的波音777(根據子型號不同,最大起飛重量230-263噸,航程均高於7000公里)、 歐洲空客A340(最大起飛重量253.5噸-380噸,航程均超過13000公里)相比,噸位和尺寸還是要小很多的。對應波音777等級別的型號,是我 國未來的C929客機,目前還在初期設計階段。在我國航空工業的發展歷史中,主要研製 過的客機有基於運7平台的新舟60系列輕型客機,最大起飛重量21.8噸,航程1600公里;以及全新設計的ARJ-21客機,最大起飛重量40.5噸, 航程2225公里。和它們相比,C919是我國製造的具備實用價值的最大型客機;它的成功下線,是我國客機研製歷史上的重要突破。
(上圖可以看到波音737與波音777體型對比,波音737體型與C919大致相當)說起國產大飛機尤其是大客機,很多人一定會提到運10。運10當年草草下馬確實是極大的錯誤,其中涉及到了大量不正常的因素;未能保住相關的資料數據和設計隊伍,是我國航空工業史上沉痛的教訓。但另一方面來說,運10受限於設計年代、工業水平和最初的規劃目標(首長出國專機),它在設計製造水平和成本控制上存在大量的嚴重問題,到了難以為繼的地 步,離真正的批量生產並交付實際使用還有非常大的距離。如果按照具備實用價值的標準而言,運10是不能安排在討論範圍以內的。而走出客機範疇,我國早在上世紀60年代仿製的轟6轟炸機,其最大起飛重量就已達到75.8噸,比C919更大。近年研製的轟6K轟炸機,最大起飛重量估計 在90噸左右;運20大型運輸機,最大起飛重量超過250噸。所以排除運10,我國也有研製大飛機的經驗,這是研製C919的工業基礎。
第二點,C919是國內哪個廠家造的?造殲20、運20、殲15的單位在其中扮演了什麼角色?C919 的主要研製單位是中國商用飛機公司,它的核心或者說前身是上海原有的飛機設計製造廠所--也是我國原來唯一的大中型民用飛機設計製造力量,早年的運10項 目就是他們做的,近年ARJ21項目也是他們做的。這也是定位於商業客機的C919項目,主體工作最終交給上海的關鍵原因。在C919的研製過程中,國內很多單位都參與其中。包括了研製殲10、梟龍、殲20戰鬥機的成都飛機集團;研製飛豹戰鬥轟炸機、運20大型運輸機的西飛集團;以及研製殲15和殲31戰鬥機的沈飛集團。這些單位承擔了大量的部件製造和技術支援任務。比如成飛集團負責了C919的機頭製造,而西飛集團負責了關鍵的中機身和機翼製造,而沈飛則複雜了包括方向舵在內的垂尾製造。這些集團此前都有長期和空客、 波音公司進行合作,為外方製造客機部件的經歷;分工C919的製造無論是從技術上,還是成本上考慮,對於整個項目都是非常有好處的。
(上圖可以看出C919的研發和製造是很多國內航空企業聯合完成的)除了製造,在C919設計上這些單位也有很深的參與;實際上已經是從更早的ARJ21項目里,所繼承下來的傳統。客觀的說,由於歷史因素等問題,商飛集團自身的研發能力確實要稍微弱一些,因此在設計時尋求外部技術合作是必然的選擇。但是主弱客強的形勢,也使商飛在研製中不易於牢固、高效的把握主研發進程。尤其是在研製ARJ支線客機時,由於幾大單位之間由於分工和責任劃不清,導致反覆 扯皮甚至研製受挫(比如主結構的靜力試驗不順)都是出現過的事情。當然經過ARJ的研發,在總結經驗教訓以後,現在C919的合作體制已經理順,項目推進 的效率已經變得很高。
第三,C919發動機是否先進?它是國產還是合資還是進口?C919採用的發動機是LEAP-1C,由CFM公司(法國施奈克瑪公司與美國通用公司的合資公司,專攻大飛機用發動機研製)研製。根據我國與法國簽署的合同,未來法方將向中國提供該發動機的生產線用於組裝。換句話說,中國會在未來獲得該發動機的組裝技術和部分生產技術。LEAP這個名字,即使是對於很多比較熟悉飛機的讀者也比較陌生;但如果換個說法,那就熟悉多了--它是CFM-56家族最新的改進型號。CFM-56系列發動機 因為大量在波音和空客飛機上使用,因此在我國的保有量很高;渦扇10(太行)、渦扇20發動機在設計時,都大量參考了CFM-56系列發動機的設計。
(上圖為法國與美國聯合研製的LEAP系列發動機,除了C919以外,還將應用於A320、波音737上。我國目前沒有研製這一水平發動機的能力。)作為一款在2012年甚至更晚才完成全尺寸驗證的發動機,LEAP上採用了大量的先進技術,用於降低油耗(據稱可以達到16%)和重量,並大幅度提升可靠性、延長故障間隔時間和降低維護成本。採用LEAP-1C發動機是C-919未來市場競爭力的保證之一。而這款發動機的引入,尤其是生產線的引入,對於我國吸收西方先進技術也有極大的價值;尤其 是從血緣關係上來講,對國產軍用發動機渦扇20、渦扇10(已用於殲10/殲11戰鬥機)的性能和可靠性提升有很大的借鑒意義。
第四,C919研製難點在哪裡?它與高鐵模式有什麼異同?造一架飛機是一回事,要造好一架飛機就是另一回事了。C919的最大研製難點,就在於造好--它必須要通過極為繁雜嚴苛的歐美適航標準認證(可以簡單的理解成,通不過這樣的標準,就不能在歐美飛)。這些規章從總體性 能到幾乎所有的具體部件設計形式,都設立了各式標準;哪些設計是絕對不允許的,那些性能是必須達標的,諸如此類。很多人認為這是美國與歐洲藉助自身的技術實力優勢和市場壟斷地位,刻意抬高參與市場競爭門檻。但另一方面來說,這些標準也是西方國家針對近百年來所有嚴重的 飛行事故、事故徵候的分析總結的結晶,幾乎每一條都是血淋淋的教訓。真能在不放水的條件下滿足這些要求,飛機的安全性就有了很高的保障。C919和高鐵模式有些相像,在國內水平不足以滿足要求的時候,它大量引入了國外的先進技術和產品供應商。C919與軍機不同,軍機在最終定型批產時,必須實現全 面國產化,國內實在不具備條件(比如發動機、座艙玻璃的原料等),需要中央部門特批;而故障率、性能,都要為此讓路。
(上圖為俄羅斯大客機研製水平高於中國,然而伊爾96在俄羅斯本國依然賣不出去。這無法歸結於歐美的適航證打壓。)而C919定位於市場競爭,如果性能不佳(耗油率高等)、可靠性低(維修成本高、飛行延誤多),會直接導致它無法在市場競爭中存活。無論是為了滿足歐美適航標準認證,還是獲得較強的產品力參與市場運營,目前大量採用西方技術和產品都是別無選擇的事情。比如該機的航電系統來自於美國的通用公司、羅克韋爾柯林斯公司、霍尼韋爾公司;電源系統來自美國漢勝公司(美國聯合技術(UTC)集團下屬公司);起落架系 統來自霍尼韋爾和德國利勃海爾公司;防冰系統來自古德里奇公司(已被UTC集團收購);APU輔助動力系統來自霍尼韋爾公司;液壓系統來自美國伊頓公司, 等等。
C919零部件的國產化率目前大約只有不到50%,未來能否通過市場的壯大而逐步掌握各子系統的核心技術?應該說,與高鐵發展一樣,這是我們中國人的願景。但與高鐵不同的是,鐵路市場國內相對封閉,而民航市場則是成熟的開放競爭市場。因此C919出來以後,就不可避免要直接面對波音737和空客A320這樣的成熟、強力型號,即使有國內政策扶持,競爭壓力也遠非高鐵可比。
第五,C919平台能不能用于軍事用途?有哪些限制?由於大量採用國外設備產品和技術,C919目前的型號版本是不能用于軍用的。只有等以後,C919推出完全國產化--比如安裝兩台渦扇20發動機的型號,它才能投身於我國的國防事業。根據外軍經驗,客機在軍事領域一直就被廣泛運用,它飛行速度高、油耗低、氣密性好、噪音和振動小,一直是包括預警機、加油機等各類特種飛機改裝平台的首選對 象之一。例如上世紀60年代,波音公司之所以能在航空製造業的殘酷競爭中勝出,其中一大原因是他們極具前瞻性地為研製了RC-135空中加油機,獲得美國 空軍大量訂單。此後波音在RC-135基礎上研製了波音707客機,自此波音客機名揚天下。而波音707後來又用於改裝E-3大型預警機,波音客機的發展 前期可謂軍民融合的典型。而我國使用運輸機甚至轟炸機作為預警機、加油機平台,實在是無奈的選擇--比較費油,但總比沒有要好。
(上圖為美國戰略預警機、大型加油機這活兒,C919馱不動)比如美國新型P8A反潛機,內有5個彈倉外有6個武器掛載點;能夠攜帶導彈和魚雷等武器,以及針對潛艇的磁異探測等系統。該機型衍生自波音737,最大起飛重量85噸。不過C919由於噸位比較有限,做加油機是肯定不合適的,做大型戰略預警機、戰略偵察機也不成--這類活兒,還得未來的全國產化版本的C929平台才行。但 是C919用於取代運八平台,作為俗稱"小盤子"的中型預警機、反潛機平台就非常合適了。這一方面美國的波音737就有很多成功例子可供借鑒。
中國國產客機C919研製簡史:2008年5月,中國商飛成立。年底,基本完成了C919大型客機項目可研論證工作;2009年,C919大型客機基本總體技術方案通過了工信部組織的國家級評審;2010 年開始,中國商飛先後組織完成了聯合概念定義(JCDP)和聯合定義(JDP),形成飛機總體技術方案、製造總方案和客戶服務總方案,基本確定了機體結 構、動力裝置、機載系統、材料/標準件等四類供應商。完成了機頭工程樣機、展示樣機和七大部段研製,型號合格證(TC)申請獲得中國民航局正式受理;2011年12月,初步設計工作基本完成,並通過了工信部組織的國家級初步設計評審,項目全面轉入詳細設計;2012年至2013年,C919大型客機項目研製工作圍繞詳細設計、全面試製、綜合試驗工作全面展開,並於2013年完成了機體結構生產數據發放,實現了鐵鳥試驗開試,首架飛機機體結構開始試製;2014年9月19日,C919大型客機在上海浦東總裝製造中心開始總裝。目前已經實現下線,風洞試驗、鐵鳥試驗、航電綜合和電源系統等試驗正在穩步推進。2015年11月2日,C919飛機首架機在浦東基地總裝下線。2017年3月1日國產大飛機C919完成了自主滑行試驗,標誌著C919向著首飛目標邁進了一大步。2017年5月5日中國國產C919客機將在上海完成首飛.....
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