中國大飛機之夢漸行漸近:打破純國產化誤區

圖1:中國商用飛機有限責任公司的首個大型客機研發項目C919外形樣機在香港開幕的2009年亞洲國際航空展上亮相。
6年前,中國大飛機研制重大科技專項正式立項。時隔多年,在風起云涌的國際航空市場中,國產大飛機這個概念已經被給予很多期許,早已超出了一架飛機的含義,C919不再是個名稱,而是承載了“國產大飛機飛行”的夢想。
國產大飛機C919自立項以來就備受關注,進度受阻的消息更是時有耳聞。承擔C919項目的中國商用飛機有限責任公司副總經理吳光輝此前表示,C919會按既定進度,2014年實現首飛,2016年陸續交付。而這,再次引起了人們的關注和質疑。
大飛機力拼經濟性
飛機制造專家周濟生曾是我國國產噴氣支線飛機ARJ21副總設計師,也曾參與運十研發。他并不看好C919的進度,“這個進度比較冒進,沒有可能在2014年實現首飛,2016年實現交付,可能性極小。”他認為。
“過去計算機水平很低,一架民用客機的研發往往需要8-10年,甚至更長的時間。C919的時間進度也不能說是冒進,還要看其最終的結果。”
北京航空航天大學實驗空氣動力系教授劉沛清在接受采訪時表示,現在,隨著計算機技術的發展和認知水平的提高,大飛機制造的技術難點全球化、分解化,這將縮短國產大飛機的研發進程。

圖2:中國商用飛機有限責任公司的首個大型客機研發項目C919外形樣機在香港開幕的2009年亞洲國際航空展上亮相。
大飛機一般是指起飛總量超過100噸的運輸類飛機,包括軍用、民用大型運輸機,也包括150座以上的干線客機。C919則是150余座的單通道飛機,屬于干線客機中最小的一種。
劉沛清認為,C919選擇這個“個頭”是正確的選擇。經濟性是國產大飛機制造的首要要素,我國民用客機的飛行里程通常在1000-2000公里,在1000公里以上的出行中,飛機算是最有競爭力的交通手段,而在短途民用交通運輸中,高鐵已經作了很好的補充。
2012年底珠海航展上,C919獲得來自國內外訂單總數已達380架。按照預計,銷售近500架便可收回成本,這個成績單已經非常不錯。
無論是國內市場還是國外市場,國產大飛機應有更大的野心。
相關數據顯示,到2031年,中國市場需要4960架客機,其中單通道客機3405架。而在全球市場,到2029年,大約需要交付30230架干線和支線飛機,其中雙通道飛機6916架,單通道飛機19921架。

圖3:LEAP-X1C飛機發動機 本文圖片來自:百度圖片
發動機是軟肋
要爭奪數萬億美元的航空市場,裝配“外國心”的C919是否會力不從心?根據吳光輝此前的說法,一方面,C919將搭載由美國GE和法國賽風聯合研制的LEAP發動機,這也是目前單通道飛機主要發動機的下一代產品。另一方面,中航商用發動機有限責任公司也承擔了國產發動機的研制。
中科院院士曹春曉曾是參與我國大飛機方案論證的19名專家之一,也是中國商用飛機有限責任公司(Commercial Aircraft Corporation of China,Ltd.,簡稱“中國商飛”)的重要專家顧問。他在接受采訪時表示,我國航空發動機在設計水平、加工工藝、材料方面與西方發達國家確實存在著差距。
航空發動機分為冷段和熱段,熱段中主要是燃燒室和渦輪,這部分的工作環境是密閉高溫的,因此,受到的應力比較大。如果材料的耐高溫性能不強,高溫下就容易變形,導致發動機密封出現問題。另外,航空發動機是在高振動下工作的,如果材料的抗疲勞性能不佳,也會縮短發動機的使用壽命。
“C919引進進口發動機,反映了我國在飛機發動機制造方面的軟肋。”劉沛清說,我國的航空發動機制造,材料、制造工藝等方面都相對落后,但可以將進口發動機作為切入點,學習其長處,縮短我國研發出高性能國產發動機的時間。
在曹春曉看來,目前,我國航空發動機的仿制成分較多,這主要是由于我國的基礎研究還比較薄弱,尤其是熱力學、氣動力學等領域的問題還沒有完全解決。
但他也表示,隨著我國科研工作者的不斷努力,這種差距正在逐漸縮小,相信未來,我們一定可以造成自己的高性能航空發動機。
國產化的誤區
在國產大飛機的討論中,常常會出現是否“純國產”才能代表實力的爭議。“就像我們自家裝修房子一樣,小到廚具、餐具,大到冰箱、空調等電器,都不是自己的,但你能說裝修好的房子就不是自己的嗎?”劉沛清認為,這是一個誤區。
多數零部件采用進口產品,最重要的是滿足大飛機項目的研發進度和極為嚴格的適航要求,經濟性和安全性都必須得到保障,尤其是安全性。劉沛清說:“小到一個螺絲釘,大到各個組件零部件都有其安全要求,如果交付使用,說明其安全性至少通過了適航標準中最低的安全要求。這個要求可以作一個通俗的類比,便是故障發生概率是汽車的二十分之一,是火車的十分之一。”
沈陽航空航天大學民用航空學院副院長于耕也曾表示,通過使用國際上的成熟技術,可以縮短漫長而復雜的認證過程。若我國完全通過自我滾動式發展,拿著圖紙一點點設計和研究,等建造完成,再經過中國民用航空局(Civil Aviation Administration of China,簡稱“民航局”)的適航審定,這個過程將會相當漫長。一旦大飛機的市場開發出現變化,這樣的投入就太浪費了。
另外,采用進口零部件,依靠國際合作,并非表明國產大飛機在國產化方面“打折”,因為,C919擁有完全的自主知識產權。從全球范圍來看,包括技術成熟的波音公司(Boeing Co.)和空中客車公司(Airbus S.A.S.)同樣也采用全球招標的做法。
大飛機催化產業結構調整
“多數零部件采用進口產品,也說明我國飛機制造業方面的技術落后,但相信大飛機項目將改善這個局面。”劉沛清說,更需要關注的是,國家將大飛機項目列為國家專項的意義。
大飛機產業也被稱為“現代工業之花”,因為,它涉及化工、電子、冶金等諸多部門,其生產過程更是涉及空氣動力學、材料學、航空電子學等多個學科。
美國、俄羅斯、歐盟等都將大型飛機研制技術列為戰略上優先支持發展的領域。美國和歐盟對大型飛機的核心技術始終進行嚴格控制和封鎖,甚至不惜通過政府強制手段防止擴散。空中客車公司曾以到天津建空中客車A320飛機總裝廠為條件,換取我國的巨額客機訂單,歐洲媒體便紛紛干涉,怕泄露技術機密。
因此,劉沛清認為,對于高新科技產業而言,大飛機項目帶來的是技術革命。然而,它不僅僅局限于生產出一個型號的大飛機,其背后帶來的導向性作用,帶動產業結構調整、基礎研究等方面,才是重頭戲。短期或許難以看出其意義,但長遠而言,這是一個非常好的契機和切入點。
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