5月5日,我國新一代大型客機C919,在4000多現場觀眾的歡呼聲中,以及全世界目光的注視下,昂首沖入上海浦東機場上空厚厚的云層。

這是我國首架具有完全自主知識產權的商用干線飛機的空中首秀,意味著中國航空人向懷揣了近半個世紀的夢想,邁出了堅實的一步。

完全自主的國產貨:“絕不是把零件買來裝上就行”

有人質疑,發(fā)動機這樣的核心部件都來自進口,C919能算完全自主的國產貨嗎?

當然算。盡管C919的核心零部件依賴國外供應商,但是它仍然是一架擁有自主知識產權的大型客機,之所以這么說,是因為中國商飛前期制定了整體的設計方案,而且對零部件的技術要求有決定權。

C919副總設計師傅國華說,就像設計師設計、裝修房子,雖然建材、裝飾品都從市場購買,但是按他的思路搭配在一起,就是他設計的成果。

C919完全由我國自主設計。該項目常務副總設計師陳迎春介紹,項目的聯合概念設計是最關鍵的部分,包括確定機翼、機身、尾翼、發(fā)動機、起落架等部件的布局,航程、座級的參數,以及發(fā)動機量級、電源功率、裝什么樣的系統(tǒng)等。

以客艙為例,國家大型飛機重大專項專家咨詢委員會委員吳世興介紹,C919結合國內市場需求,設計為150座起步,這樣規(guī)模的機型可適用于國內170多個機場。同時具備目前150座單通道客機中最寬敞的客艙,舒適性明顯優(yōu)于各競爭機型。其艙內噪音能控制在60分貝以下,優(yōu)于同類機型的80分貝。采用新型空氣分配系統(tǒng),讓空氣變得更新鮮、均勻,濕度適宜。而出風口設計能加快空氣流動,避免乘客感到冷熱不均,體感溫度目標則來自中國人群實驗數據。

陳迎春說,隨后的系統(tǒng)聯合定義設計,主要是向供應商描述飛機,告訴他們發(fā)動機和系統(tǒng)的要求。同時我國開展了氣動、結構強度和系統(tǒng)方案初步設計,通過仿真計算分析、制作模型、風洞試驗和結構強度試驗等,逐步確定飛機的氣動外形和結構?！皻鈩油庑斡晌覈孕性O計、試驗完成。”他說。

為了減少空氣阻力,C919的外形在成熟客機模型上做了許多改進,機頭、機身、翼梢,吊掛等每個環(huán)節(jié)都有微小進步,加在一起,相比空客、波音等競爭機型,阻力減少了5%。

陳迎春介紹,設計機翼時,集中了國內飛機氣動專業(yè)百位頂尖專家,設計了500多副翼型,優(yōu)中選優(yōu)形成最終設計。經過在歐美多國測試,這副機翼使C919的升阻比、巡航特性、失速特性、噪聲水平、結冰特性等重要指標均優(yōu)于競爭機型。參與翼型設計的西北工業(yè)大學飛行器設計工程系教授白俊強表示,此項設計只能靠自己從零摸索,在C919成功之后,中國人在氣動外形設計方面,首次跟外國同行坐在了同一張討論桌上。

“飛機的機體,從設計、計算、試驗到制造全是中國人自己做的。”陳迎春說,“我們還自主完成了飛機的系統(tǒng)集成。”

對于系統(tǒng)集成,有人并不理解:“不就是組裝嗎?”

波音民用飛機集團副總裁卡羅琳·科維曾說:“如果人們都可以把買來的部件組裝并讓它飛起來,全球就不會只有兩家大飛機制造商了。”

大飛機是復雜的系統(tǒng)集成工程,不同的系統(tǒng)集成在一起需要滿足哪些要求,這一控制方案也掌握在C919設計團隊手中。“中國商飛的知識產權也體現在對系統(tǒng)之間的集成控制上?！盋919總設計師吳光輝近日向媒體表示,“C919飛機上有幾百萬個接口,這關系到液壓、航電等多系統(tǒng)之間的關聯,絕不是簡單拼接,如何關聯,就取決于飛機的設計方案?！?/p>

中國商飛總經理助理、上海飛機設計研究院院長郭博智表示,飛機絕不是把零件買來裝上就行,要從頂層開始將需求層層分解,讓供應商按照要求來做。拿到零部件,還要進行匹配設計、大規(guī)模集成,再完成組裝。

例如發(fā)動機, C919機體結構總裝現場工程團隊項目經理叢昊介紹,雖然C919的發(fā)動機購自CFM公司,但吊掛結構形式卻屬首創(chuàng)。這種一體式吊掛,集成了發(fā)動機的控制部件和附屬設備,波音空客等大公司都沒用過。他說:“以往的反推都是掛在發(fā)動機上,現在則是掛在吊掛上。沒有前人做過,全靠我們自己試驗?！?/p>

上海飛機設計研究院C919型號副總設計師周貴榮介紹,經過集成創(chuàng)新的C919航電系統(tǒng),在同級別飛機中當屬最強。其采用最新的集成模塊化架構,只需通過軟件就能實現系統(tǒng)的變更、升級。

此外,陳迎春表示,飛機上復雜的大型系統(tǒng)如航電、飛控等,都被拆成子系統(tǒng)讓供應商做,再由中方集成。比起購買整套系統(tǒng),雖然增加了難度,但有助于掌握技術,為以后開發(fā)新型號積累經驗。

“我們作為主制造商來‘招兵買馬’,讓供應商按照我們的需求提供產品,這就是以我為主?！惫┲钦f。

新體制下誕生的“雄鷹”:運—10折翼,C919十年磨劍

讓中國大飛機翱翔藍天,這個夢想使幾代航空人牽掛了半個世紀。

“上世紀60年代,有外國人用‘沒有翅膀的雄鷹’,嘲諷我國在民用運輸機方面沒有發(fā)展。”運—10副總設計師、C919專家組成員程不時回憶說。

1970年,中央立項研制民用客機,它就是運—10。1980年9月26日,運—10首飛成功,中國人把自己的雄鷹送上了藍天,我國也成為世界上第五個研制出百噸級飛機的國家。

哈爾濱、北京、烏魯木齊、拉薩、廣州、昆明……運—10一次次試飛,航跡如同一只巨掌,覆蓋在中國版圖上。程不時坐在上面,從長江頭飛到長江尾。他從窗口望下去,看著一條條支流像舞龍般擺動,感慨萬千?！叭绻麤]有長江,這些支流就變成斷流。人們只能掙扎著生存,不可能有如今的輝煌。同樣,中國的產業(yè)如果只是做些小商品,可以維持生計,卻顯不出民族的氣派?！彼f,“我們的飛機要飛出去,讓很多國家的人用,這是中華民族對全世界的貢獻?！?/p>

然而,運—10沒能飛出國門。當時國內航空工業(yè)落后的體制機制,以及照搬軍機的研制模式,都阻礙了它走向市場;對大型民用飛機產業(yè)發(fā)展方向的觀點不一、發(fā)展必要性的認識不足,導致它從1983年開始被擱置,最終因“無米下鍋”而停飛。“運—10的‘下馬’不僅是拋棄了一個產品,同時摧毀了我們自己搭建的研發(fā)平臺和研發(fā)體系,研發(fā)能力也隨之喪失?！北本┐髮W教授路風痛心地說。此后,與麥道、波音的合作與分手,是造是買還是租的不斷爭論,讓中國航空工業(yè)的發(fā)展陷入迷茫,在曲折的道路上久久徘徊。

2007年,中央正式做出了自主研制大型飛機,發(fā)展有競爭力民用航空產業(yè)的戰(zhàn)略性決策,促成了C919的面世。

與“軍隊大院出身”的運—10不同,C919是順應民用飛機發(fā)展規(guī)律,在市場環(huán)境下孕育、誕生。2008年,中國商飛公司在上海成立。作為C919項目的主體,該公司按照“一個總部、六大中心”模式打造研發(fā)設計、總裝制造、服務支援三大平臺,快速形成我國民機研發(fā)設計、總裝制造、客戶服務、市場營銷、適航取證、供應商管理基本能力。

同時,中國商飛建立了較完善的“主制造商—供應商”模式,最大限度聚集國內外資源打造中國民機品牌,帶動形成以該公司為主體、市場為導向、產學研相結合的民機技術研發(fā)體系。國內22個省市、36所高等院校、242家大中型企業(yè)參與大型客機研制,初步形成以上海為基地、以中國商飛為核心的、輻射全國、面向全球的中國民機產業(yè)體系與產業(yè)布局。

從立項、攻關、下線到首飛,C919用了十年時間。雖然距離獲取資格進入市場,還有一段并不簡單的路,但它正朝著目標穩(wěn)步邁進。

不僅是一件產品:“站在巨人肩膀上參與世界競爭”

C919的意義,并不僅是一件產品。

“大型民用飛機產業(yè)順應市場呼喚,以不斷提供升級換代的先進產品加服務創(chuàng)造巨大效益,擁有舉足輕重的產業(yè)宏觀地位?！眳桥d世表示,發(fā)展大型民機產業(yè)將顯著帶動國民經濟增長,對科學技術發(fā)展有巨大牽引作用,同時也是夯實保障國家安全的基礎?！斑@就是大型民用飛機工業(yè)被認為是現代工業(yè)皇冠上的一顆明珠的由來?！彼f。

記者了解到,C919的機頭、前機身、中機身、中央翼、中后機身等九大部段,由中航工業(yè)西飛等國內航空工業(yè)企業(yè)制造,推進了國資、民資和外資在民機產業(yè)鏈上融合發(fā)展,顯著提升了國內航空工業(yè)的工藝水平和制造能力。

項目實施過程中,中國商飛在擇優(yōu)選擇GE、Honeywell、CFM等16家跨國公司作為機載系統(tǒng)供應商的同時,推動國際供應商與國內企業(yè)開展合作,組建了航電、飛控、電源、燃油和起落架等機載系統(tǒng)的16家合資企業(yè),通過技術轉移、擴散,提升了我國民機產業(yè)研發(fā)與制造的整體水平以及配套能力?！案鶕贤?給我們的產品必須從合資公司交付。”郭博智說,強迫外方跟國內企業(yè)合作,能幫助國內機載設備供應商站在巨人肩膀上參與世界競爭,帶動國內工業(yè)水平,最終形成國內外合理布局、有序競爭的供應商體系。

該項目還推動了國內民機技術創(chuàng)新體系的形成。項目研制中,各研制單位開展了飛機平尾部段強度研究靜力試驗、復合材料結構修補材料應用研究、機輪剎車系統(tǒng)跑道辨識技術、飛機電源系統(tǒng)測試及數據處理系統(tǒng)、超臨界機翼設計等700多項課題和技術攻關。除了不斷形成新的民機技術成果,補充完善民機技術體系,還帶動了高校的飛行器設計、空氣動力學、飛行器結構強度等一批專業(yè)學科建設和發(fā)展。

此外,該項目還帶動了我國民用航空人才的培養(yǎng)。目前中國商飛累計簽約海外高層次人才128人,員工數量從組建時的3800多人增加到近萬人,初步形成了一支勇于攻關、敢打硬仗的民機人才隊伍。據了解,全國民機產業(yè)鏈上有近20萬產業(yè)工人參與到項目中。

在C919的吸引下,一個大飛機產業(yè)集群正在逐漸形成。不僅是基礎零部件、機械、工藝、材料等,大型客機的發(fā)動機總裝、主要航電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)中控制板組件等都將在上海制造。與航空相關的衍生品行業(yè)、軟產業(yè)也將在周圍集聚發(fā)展。目前,上海浦東新區(qū)已形成集設計、制造、配套于一體的完整航空產業(yè)鏈。預計15年后,浦東將形成產值規(guī)模1500億元以上、財政貢獻100億元以上的民用航空產業(yè)集群,成為亞洲最大、躋身世界前三的民用航空產業(yè)基地。(記者 付毅飛 王 春)