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柴油机配件-C919 大型客机获型号合格证,中国人自己的大飞机背后的攻坚故事飞机发动机很难造吗

来源:应急救援装备网  作者:蓝品汇优采云   2024-07-19 阅读:346

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2022年9月29日,C919大型客机正式获得中国民航局颁发的型号合格证,这意味着中国人自己研制的大型飞机可以交付航空公司运营国内航线。

中国人民盼望这一天已经近半个世纪了。

C919大型客机的研制背后有着怎样的努力?中国人为什么要造自己的大飞机?特约记者张建锋采访了中国工程院院士张彦忠,给了我们权威的解答。

张彦忠是航空系统工程专家,中国工程院院士,剑桥大学博士。作为我国大飞机、航空发动机项目的发起人、推动者和开拓者,他近20年来主持研究并提出我国大飞机一、二期工程总体规划;主持制定我国“两机”(航空发动机、燃气轮机)一、二期工程实施方案;主持研究并提出《机载系统改进方案》,系统推进我国大飞机、航空发动机和机载事业的战略发展,是我国航空战略科学家。

张彦忠现任国家大飞机重大项目专家咨询委员会主任;国家“两机”(航空发动机、燃气轮机)专项专家咨询委员会主任;大飞机自主工程总设计师,中国商飞公司专家顾问组组长。可以说,C919大型客机的诞生,是在张彦忠等核心专家的有力推动和指导下诞生的。

“今天接受你们的采访很有意义,因为今年正好是我从事航空事业60周年。”张彦忠院士说。为了更好地展现C919大型客机的风采,当天张彦忠还带了一架C919飞机模型来到我们的拍摄现场。

8月1日,C919完成取证试飞时,张彦忠曾赋诗一首,表达内心激动的心情:

首飞不易,适航难,六架雄鹰绝非易事。

夏季,南疆迎来酷暑,冬季,北疆迎来严寒。

冰封中国,唯有嘉峪关有风。

别觉得调查太严厉,当你成功获取证据的时候你就会高兴。

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访谈摘录:

1. 五年内完成3000多次试飞,涉及各种极端天气条件

记者:从2008年项目启动到现在已经等了14年,今年C919已经完成全部认证试飞,取得适航证。大家很关心,什么时候我们普通人才能坐上C919大型客机?

张彦忠:C919大型客机从2008年开始立项,经过设计、试制、试验,历时9年,2017年5月5日首飞。首飞后又造了6架,进行科研试验、适航试验、试飞。经过5年时间,全部试飞取证工作已经完成,今年将交付航空公司。C919大型客机的主要用户是东航,交给东航之后,他们还需要做一些准备,比如对机组、机务、乘务、地勤、机务、机场人员等进行几个月的适应性训练,完成后才能逐步投入航线运营和航班计划。到时候,所有普通百姓都可以买票乘坐这架飞机。但不能说马上所有人都能买到票,因为现在C919的需求量很大。 目前订单有800多架,但商飞的产能要逐步提高,从每年生产几架、几十架,最后达到年产100多架,逐步飞各种航线,我想用不了多久。

记者:作为我国自主大飞机工程总设计师、大飞机领域著名专家,近距离体验C919之后,您有何感想?

张彦忠:我们的C919大飞机是先进的飞机,比如油耗低,用了比较先进的材料,重量比较轻,客舱舒适性好,空间宽敞,达到或者超过了国际民航组织对环保规定的标准,应该说在性能上,我们已经达到了波音737、空客320的水平。15年前中国开始造大飞机的时候,国外都认为我们造不出来,当时美国航空周刊就讽刺中国人想造大飞机,是“假打”。现在C919造出来了,说明我们不是假打,是真的造出大飞机了!以我们自己为主力船舶安全管理体系软件,这一次C919大飞机,我们中国人完成了从设计、制造、试验、试飞到取证的大飞机研发的全过程。

2、不要抱有幻想,大飞机的核心技术是买不来的。

记者:您一直强调中国要自己造大飞机。改革开放以来飞机发动机为什么难造,我们知道很多领域都存在一个问题,就是普遍的“买比造好、租比买好”的思想。如果我们不自主研发创新大飞机,一直买别人的产品,会怎么样?

张彦忠:首先,中国是一个拥有14亿人口的大国,大飞机需求巨大,未来市场增长迅速。2021年9月23日,波音公司报告称,未来20年中国将需要8700架新飞机,价值1.47万亿美元。同年,中国商飞公司也预测,到2040年,中国市场将接受9084架50座以上的客机,占全球的22%。中国是民航大国,不能长期依赖进口外国飞机,受制于人。依赖从国外购买飞机也有被制裁的风险,所以中国必须发展自己的大飞机。我们每年花几百亿、几千亿买飞机,过去的逻辑是:买比造好,租比买好,现在要反过来! 首先,我们要投入更多的资金去研发和制造我们自己的飞机,形成独立自主的能力。其次,大飞机是工业之花,是高端装备制造的代表,是创新型国家的标志性项目,是一个制造强国的象征。能不能造出大飞机,代表了一个国家工业化水平的高低。日本通产省以前做过一个研究,按单位重量来算GDP:如果船是1,那么汽车是9,电脑是300,大飞机是800,飞机发动机是1400。也就是说,如果按单位重量来算,每公斤能实现GDP增长的价值。从这个比例就可以看出,大飞机肯定是一个高科技产业。 可以这么说,一个国家如果只能造摩托车,其工业化水平还只是中等制造业的水平,而如果能造大飞机、航空发动机,则处于高端制造业水平,这也是一个国家综合实力的体现。第三,大飞机的研发带动了相关产业和技术的发展,其80%的技术可以转移到其他产业,带动材料冶金、装备制造、电子信息、计算技术、流体力学、固体力学、热力学、材料科学、信息科学等学科的发展。像3D打印技术最早应用在航空领域,现在汽车上很多技术也来自航空领域。世界上只有两个国家和地区有能力造大飞机,一个是美国的波音公司为代表,另一个是欧洲几个国家联合研制的空客公司为代表。因此,中国必须努力赶超。 从目前C919的研制来看,有20多万人、20多个省市、200多个企业、70多所高校参与,可以说全国上下都在做这件事情飞机发动机为什么难造,我们要成为强国,就要提高我国装备制造业的水平,提高我们的大飞机的水平。

3、发动机等核心部件均来自国外,C919的国产化率有多高?

记者:您刚才提到,我们的大飞机主要以自主研发为主,但也需要与国际合作。现在有人说,C919我们只是做了外壳,发动机等核心部件全部从国外进口,这还能算是我们中国自己的大飞机吗?

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张彦忠:我可以从八个方面讲为什么C919是中国自己的大飞机。1、自主设计:自主完成总体设计、气动设计、结构设计、系统设计等。气动设计:完成了先进超临界机翼、机头尾翼、翼尖小翼、悬挂等气动设计,气动阻力低于国外现役同类飞机;结构设计上,新材料的使用减轻重量:新材料占结构重量的26.2%,其中:复合材料11.5%;第三代铝锂合金7.4%;钛合金7.3%船用物资,高于国外现役同类飞机;系统设计:完成了先进的飞控、航电、动力、环控等系统设计。2、自主制造:C919飞机90%的机体部件都是中国制造的(高于波音、空客),机头:成飞;机翼:西安飞机;前机身:洪都; 尾段:沈飞等。3.自主集成:飞控系统集成:控制率须自行设计,禁止出口国外。航电系统集成:电源系统集成;燃油系统集成;环控系统集成。液压系统集成;刹车系统集成等。4.自主试验:风洞试验;强度试验;铁鸟试验;铜鸟试验。5.自主试飞:首飞:滑行、起飞、着陆。边界包线:最大航程、最大升限、最大速度、最大起飞重量等。风险科目试飞:空中结冰、强侧风、最小起飞速度、失速、颤振等。取证试飞:高温、高寒、高原等。6.自主适航审定:完成了部级审定全部流程,完成了全部科目试验、试飞和评审。7.拥有自主知识产权:截止2019年底,申请专利:1900项。 8、形成自主品牌:中国C919——全世界都知道是中国大飞机,中国知名品牌。需要说明的是,14年前C919大飞机开始研制的时候,主要采取的是制造商-供应商模式,我们自己承担大飞机总体设计、总体制造、总体集成、总体销售的总体任务,部件制造尽量立足民族企业。C919飞机机身部件全部是中国制造的(高于波音、空客),比如波音的客机机身部件有一半以上是其他国家为它生产的,日本有它的供应商,我们中国也有。我们的C919大飞机机身部件90%以上是中国制造的。为了取得适航证,我们实行全球招标,选用了当时没有适航证的一些国外设备。比如:大涵道比涡扇发动机和一些机载设备。 在全球化时代,波音、空客以及俄罗斯、加拿大、巴西等各国民用飞机企业也都如此。近年来,国际形势发生前所未有的变化,逆全球化、单边主义抬头,航空业也面临被外国绞杀的危险。其实,发动机和机载设备的自主研发,在大飞机立项时也安排好了。如今C919已经研制出来,也要加快研制我国自己的航空发动机和机载设备。

记者:您刚才提到,大飞机项目启动时其实就安排了发动机和机载设备的自主研发,但是进度没有达到要求?

张彦忠:发展规律是这样的,一般来说,研制一架飞机需要10-15年的时间,发动机研制时间就更长,需要15-20年的时间。所以两者之间存在一个时间滞后效应,全世界都是如此。

4.航空发动机研发太难,但必须做

记者:说到发动机,我们的C919大飞机目前都是采用国外的产品,大家一直说发动机难造,为什么这么难呢?

张彦忠:航空发动机被誉为制造业皇冠上的明珠,具有“四高”特点,即“高温、高转速、高负荷、高推重比”。高温,航空发动机内部温度高达2000开尔文度,超过了材料的极限。高转速,每分钟几万转,小型发动机可以达到每分钟6万转,叶片尖端转速接近音速,一次可连续工作十几个小时。高负荷,承受着数千倍于自身重量的离心力,一片叶片所承受的载荷相当于一辆汽车的重量。高推重比要求发动机有尽可能大的推力,而重量尽可能轻。 有些航空发动机的推重比达到10、12以上,民用航空发动机还要求低噪音、低排放、长寿命,噪音要求低于环保标准,低排放要求排放尽量低,排放标准越来越高。长寿命,民用发动机寿命已达数万小时,甚至要求超过汽车发动机寿命。“四高、两低、一长”的要求,给一台小型航空发动机带来压力,带来设计、制造、材料、试验等一系列问题,也受到科学理论、实践经验、工程基础、工业水平的制约。最后体现为皇冠上的明珠难以得。70年来,我国航空发动机走过了进口修理、测绘仿制、改进改型的发展历程,如今正在向自主研发转型。我们有信心,一定把中国的航空发动机造出来!

我们要坚定不移坚持发展大飞机产业,坚持质量第一,加快建设航空强国、制造强国,为我国现代化建设作出新的更大贡献。

(央视网、工业和信息化部张彦忠院士提供特约记者张建锋)

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