C919十年磨一剑 中国大飞机与巨人齐肩竞争

5月5日,我国新一代大型客机C919,在4000多现场观众的欢呼声中,以及全世界目光的注视下,昂首冲入上海浦东机场上空厚厚的云层。

这是我国首架具有完全自主知识产权的商用干线飞机的空中首秀,意味着中国航空人向怀揣了近半个世纪的梦想,迈出了坚实的一步。

完全自主的国产货:“绝不是把零件买来装上就行”

有人质疑,发动机这样的核心部件都来自进口,C919能算完全自主的国产货吗?

当然算。尽管C919的核心零部件依赖国外供应商,但是它仍然是一架拥有自主知识产权的大型客机,之所以这么说,是因为中国商飞前期制定了整体的设计方案,而且对零部件的技术要求有决定权。

C919副总设计师傅国华说,就像设计师设计、装修房子,虽然建材、装饰品都从市场购买,但是按他的思路搭配在一起,就是他设计的成果。

C919完全由我国自主设计。该项目常务副总设计师陈迎春介绍,项目的联合概念设计是最关键的部分,包括确定机翼、机身、尾翼、发动机、起落架等部件的布局,航程、座级的参数,以及发动机量级、电源功率、装什么样的系统等。

以客舱为例,国家大型飞机重大专项专家咨询委员会委员吴世兴介绍,C919结合国内市场需求,设计为150座起步,这样规模的机型可适用于国内170多个机场。同时具备目前150座单通道客机中最宽敞的客舱,舒适性明显优于各竞争机型。其舱内噪音能控制在60分贝以下,优于同类机型的80分贝。采用新型空气分配系统,让空气变得更新鲜、均匀,湿度适宜。而出风口设计能加快空气流动,避免乘客感到冷热不均,体感温度目标则来自中国人群实验数据。

陈迎春说,随后的系统联合定义设计,主要是向供应商描述飞机,告诉他们发动机和系统的要求。同时我国开展了气动、结构强度和系统方案初步设计,通过仿真计算分析、制作模型、风洞试验和结构强度试验等,逐步确定飞机的气动外形和结构。“气动外形由我国自行设计、试验完成。”他说。

为了减少空气阻力,C919的外形在成熟客机模型上做了许多改进,机头、机身、翼梢,吊挂等每个环节都有微小进步,加在一起,相比空客、波音等竞争机型,阻力减少了5%。

陈迎春介绍,设计机翼时,集中了国内飞机气动专业百位顶尖专家,设计了500多副翼型,优中选优形成最终设计。经过在欧美多国测试,这副机翼使C919的升阻比、巡航特性、失速特性、噪声水平、结冰特性等重要指标均优于竞争机型。参与翼型设计的西北工业大学飞行器设计工程系教授白俊强表示,此项设计只能靠自己从零摸索,在C919成功之后,中国人在气动外形设计方面,首次跟外国同行坐在了同一张讨论桌上。

“飞机的机体,从设计、计算、试验到制造全是中国人自己做的。”陈迎春说,“我们还自主完成了飞机的系统集成。”

对于系统集成,有人并不理解:“不就是组装吗?”

波音民用飞机集团副总裁卡罗琳·科维曾说:“如果人们都可以把买来的部件组装并让它飞起来,全球就不会只有两家大飞机制造商了。”

大飞机是复杂的系统集成工程,不同的系统集成在一起需要满足哪些要求,这一控制方案也掌握在C919设计团队手中。“中国商飞的知识产权也体现在对系统之间的集成控制上。”C919总设计师吴光辉近日向媒体表示,“C919飞机上有几百万个接口,这关系到液压、航电等多系统之间的关联,绝不是简单拼接,如何关联,就取决于飞机的设计方案。”

中国商飞总经理助理、上海飞机设计研究院院长郭博智表示,飞机绝不是把零件买来装上就行,要从顶层开始将需求层层分解,让供应商按照要求来做。拿到零部件,还要进行匹配设计、大规模集成,再完成组装。

例如发动机, C919机体结构总装现场工程团队项目经理丛昊介绍,虽然C919的发动机购自CFM公司,但吊挂结构形式却属首创。这种一体式吊挂,集成了发动机的控制部件和附属设备,波音空客等大公司都没用过。他说:“以往的反推都是挂在发动机上,现在则是挂在吊挂上。没有前人做过,全靠我们自己试验。”

上海飞机设计研究院C919型号副总设计师周贵荣介绍,经过集成创新的C919航电系统,在同级别飞机中当属最强。其采用最新的集成模块化架构,只需通过软件就能实现系统的变更、升级。