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  • 首飞已5年,国产大飞机C919为何还未交付?(院士:发动机有望到来)

    1970年,中央启动“708工程”,研制大型喷气客机“运十”。1980年9月26日,“运十”飞机在上海大场机场成功首飞。

    然而,当时国内航空工业落后的体制机制,以及照搬军机的研制模式,都阻碍了它走向市场。“运十”从1983年开始被搁置,最终因“无米下锅”而停飞。随着中国经济的不断发展,国产大飞机梦一直萦绕在国人心中,久久无法散去。

    国产大飞机C919多先进

    2007年,国家终于再次宣布:自主研制大型飞机,自主设计、系统集成、全球采购、逐步国产。历经整整10年,2017年5月5日,我国自主设计的大型客机C919在上海浦东国际机场成功首飞。梦想终于成真!

    根据国际通用的专业标准,飞机的座席超过150座就属于大飞机,而C919的座席为168座,C919的航程共有5555公里,基本可以覆盖国内的主要二线城市。

    对比空客、波音的竞争机型,C919减少了5%的空气阻力。除此之外,C919机身的15%采用了树脂级碳纤维材料,这是民用大型客机首次大面积使用这种材料,而这种材料在传统大型客机的使用率只有1%左右。

    这种材料被用于飞机制造中,要求的对接精度,比火箭还要高出三四个数量级。在C919的制造过程中,我国第一次实现了大部件的自动对接,通过激光定位和跟踪法,能使得对接精度比过去高出两个数量级。

    可以说,C919一举攻克了包括飞机发动机一体化设计、电传飞控系统控制律、主动控制技术等100多项核心技术和关键技术,并将打造出以中国商飞为平台,包括设计研发、总装制造、客户服务、适航取证、供应商管理、市场营销等在内的我国民用飞机研制核心能力。

    为了给国产大飞机换上钛合金、中国还使用了先进的3D打印技术、以及为了更好地制造钛合金锻件,中国还建设了世界上压力最大的8万吨液压机。

    而且在未来,国产C919大飞机将整体采用3D打印技术制造,使用材料直接开始打印,飞机的整体就可以被打印出来了,根本不需要设计那么多复杂结构的零件,中国工程院院士王华明在《院士开讲》里面更是说:未来的飞机机身可能只有两个零件,从600万个到两个,你敢信吗?

    然而首飞已经过去5年,国产大飞机C919为何还未交付?

    为何还未交付

    民航飞机研发由七大阶段组成。民航飞机研发历经“概念设计—初步设计—详细设计—原型机试制—试飞取证—生产优化—后续改进”七大阶段。前五阶段是投入市场前必经步骤,试飞取证是进入市场的关键;后两阶段则根据客机生产情况、市场销售情况进行调整。

    研发飞机完成首飞后进入试航取证阶段,包括型号合格证(TC)、适航证(AC)、生产许可证(PC)、型号认可证(VTC)。

    国产大飞机C919也是如此,航局专业审查团队正在配合商飞进行适航审查,而这并不是一个短时间就可以完成的工作。

    而在完成试航取证之后,国产大飞机还要进行批量生产、运营准备等工作,这也是为什么国产大飞机C919首飞5年还未交付的原因。

    目前国产大飞机C919已经完成了3273个试验点,审定试飞科目276项,之后就是自然结冰等试飞工作。根据商飞经理的采访,今年国产大飞机C919将完成试航取证,然后进入交付阶段,也就是说,国产大飞机距离正式交付已经只有一步之遥了。

    另外一个好消息是,在首飞中,C919搭载的发动机LEAP—X,由CFM国际公司研制。这是因为航空发动机技术中国一直和欧美存在差距,所以中国一开始也承认差距,采用国外先进发动机。

    然而在2021年1月14日,美国国防部(DOD)宣布,将中国商用飞机有限责任公司列入“中国涉军企业”清单。发动机自然也在限制名单以内,这也可能是C919试航取证这么久的原因。

    连发动机一起来

    幸好我们在立项国产大飞机的时候,就已经开始攻关国产发动机,CJ-1000AX由中国航发集团商发公司负责研制,直径1.95米,长3.29米。其结构复杂、试制难度大,包含风扇/增压级、核心机、低压涡轮和附件传动机匣装置,由近35000个零组件组成,在多年努力下,中国先后突破了钛合金宽弦高空心率风扇叶片、铝合金大型薄壁风扇包容机匣、3D打印燃烧室燃油喷嘴等多项试制关键技术,同时也攻克了大直径、长轴类单元体水平装配技术难关。

    国产发动机之所以使用钛合金,是因为钛合金有着强度高、密度小、机械性能好、韧性和抗腐蚀性极强的特点,这使得钛合金运用到航空发动机外壳和涡轮旋转叶片可大幅度减轻结构重量,防止叶片在高速旋转下被高温所熔化。如今,我国的钛合金技术已经非常成熟,国产发动机就是实证。

    2018年5月18日,我国为国产民用大飞机配套研制的CJ-1000AX验证机首台整机“点火”成功,因为国外制裁的原因,C919无法使用国外发动机,交付市场投入使用的或将会是国产发动机版C919,中科院院士曹春晓也透露了一个信息:不仅C919快来了,国产航空发动机也即将面世。

    从运十到C919,中国人50年的大飞机之梦,在不久的将来,真的要实现了。