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让天空划出美丽“中国弧”

2018-03-06 10:24:33|来源:科技日报|编辑:于苏燕 |责编:韩东林

视觉中国

  3月2日,大型纪录电影《厉害了,我的国》在全国各大院线上映,国产大型客机C919等“大国重器”在影片中悉数亮相,展现了中国的国家实力。

  2018年是国产大飞机C919适航取证的关键一年,C919将在阎良和东营进行适航取证试验飞行。

  截至目前,还未正式投入商用的C919订单总数已达815架。

  去年9月发布的《中国商飞公司2017—2036年民用飞机市场预测年报》称,未来20年,全球各座级喷气客机的交付量将达到43013架、价值约57877亿美元,用于替代退役客机和支持机队的发展。到2035年中国机队规模将达到8684架,占全球客机机队的比例将增加至19%左右。

  无论是国内还是全球,航空需求都在持续增加,航空工业将成为未来世界的重要产业之一。

  赢得内外市场,经受“酷刑”考验

  随着2017年5月5日,我国首架国产大飞机C919在上海浦东机场的天空划过一道美丽的弧线,中国的民机事业,经过近半个世纪的发展,真正进入了产业化阶段。

  C919是我国首次按照国际标准研制、拥有自主知识产权的大型客机。有了它就意味着我国有望进入全球“大飞机俱乐部”,挑战大飞机制造产业上的波音(Boeing)、空客(Airbus)双寡头格局。

  但是,一款新的飞机从首飞到商业运营,中间还需要经过重重考验,至少要取得民用飞机的“适航三证”,即型号合格证(TC)、生产许可证(PC)和单机适航证(AC),来证明自己是一款安全可靠的飞机。

  “加载5%,以5%为一级,逐级加至20%,检查设备”……

  “加载至50%。保载3秒”……

  “加载至85%。保载3秒”……

  仓库内的C919浑身布满白色胶带,胶带内则是能测出机体所受应力和应变的电阻片。随着不断加大负荷,机体“骨骼”不断变形,机翼开始向上一点点翘起。“结构必须能够承受极限载荷3秒钟而不破坏。”C919大型客机副总设计师周良道说。事实上,这近乎“酷刑”般的静力试验就多达20余项。

  在今年2月的新加坡航展上,中国商飞市场营销部副部长陆峥表示,C919大概需要三到四年时间来获得中国民用航空局(CAAC)颁发的适航认证。这还不够,CAAC的认证只能使飞机获准在中国出售,想要赢得发达国家市场,商飞还需要获得美国联邦航空管理局(FAA)和欧洲航空安全局(EASA)的全部批准。陆峥说,欧洲航空安全监管部门已启动认证程序,但美国航空安全监管部门尚未启动这项程序,中国商飞正在积极与美国相关监管部门联系。

  了解性能极限,紧锣密鼓试飞

  静力试验还只是冰山一角,适航取证阶段,C919还将面临更加复杂和艰险的试飞试验。“为保证安全性,C919要全面了解自身性能的极限值,这就需要通过一次次的试验飞行来获取。特别是失速、颤振和自然结冰等科目风险极高,一旦出现差错,后果不堪设想。” 中国商飞民用飞机试飞中心总工程师王伟说。

  根据项目计划,C919飞机研制批共将投入6架试飞飞机进行试验试飞。6架飞机所承担的试验任务各有侧重。王伟介绍说,第一、二、三架飞机主要承担性能、结构、操纵性等方面试飞;第四架飞机主要进行航空电子设备、照明等方面试飞;第五架飞机主要进行舱内环境控制、客舱系统、高温高寒等试飞科目;第六架飞机承担客舱系统、功能可靠性等试飞科目。作为我国首款自主研制的大型喷气式客机,C919很多试飞科目对我国的民机产业来说都是第一次,难度大、风险高。

  除了试飞的风险外,C919试飞团队还面临着技术难题。由于C919采用了目前世界上先进的系统和设备,试飞机组如何能够很好地掌握这些新技术新设备,并且能够按照试飞条款去获取数据,也是试飞工作的一大难点。

  王伟表示,目前C919的全面试飞工作才刚刚展开,其要完成的试验验证项目将超过1000项,项目研制也将进入多机试飞、多地试飞、多团队参与试飞的状态。中国商飞公司将联合中国航空工业集团等,以山东东营与陕西阎良两大试飞基地为主战场,在全国多地机场展开密集试飞。

  实现技术突破,中国“心”指日可待

  说到C919,就不得不提到“国产化”。总有人质疑,C919核心发动机等部件全都“进口”,只是把一些进口的产品组装起来,其实并没有什么技术含量。

  但事实上,对于已经有30多年没有碰过民用大型客机研发的中国人来说,C919的设计生产、制造达标过程本身就充满了创新和挑战。更何况,如今的C919国产化率高达近60%,远超项目启动之初10%的标准。

  但这并不意味着我国放弃航空发动机的设计研发。航空发动机堪称现代工业“皇冠上的明珠”,是一个国家高端机械制造业综合实力的象征。C919不但是中国民航工业的一大进步,在军事用途上也被寄予厚望。目前为C919提供动力的是从美国采购的LEAP-1C发动机,但鉴于西方对中国实施的禁运政策,采购西方发动机的C919将无法用于军事用途。

  因此,不管是中国民航产业发展的需求还是军事需求,国产发动机的设计研发都是必然选择。

  2017年底,作为首台中国国产大型客机发动机CJ-1000A的验证机CJ-1000AX在上海装配完成,同时该发动机的核心机实现了100%设计转速稳定运转,标志着我国首个民用大涵道比涡扇发动机整机验证平台已经建立,将为后续研制工作奠定坚实基础。接下来,该款发动机将进行高密度、高强度的试验。在不久的将来,有望被用于C919。

  长期以来,由于极端制造能力不足,我国航空发动机核心机关键部件一直存在制造缺陷。国产“心脏”的技术突破,使我国彻底摆脱航空发动机核心部件“能设计、无法实现”的窘境。据悉,CJ-1000A涡扇发动机推力13吨,油耗和世界顶级的美国LEAP发动机几乎一致。

  中国的大型民机产业追求的不是速胜,还需要在市场中检验、升级。前方还有多少困难和风险,谁也不知道。但毫无疑问的是,中国的大型民机产业正在以势不可当的气势和决心冲上云霄。(刘 禹 王 春)

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