大飞机那些事儿

2015-07-06 06:14刘念国
华声 2015年21期
关键词:壳子飞机发动机

刘念国

当中国成为大飞机强国时,用一架大飞机换别国几万吨水果、煤炭、木材,谁还能说中国不是发达国家呢?所谓中等收入陷阱,也可以在不知不觉中跨过去!

2015年11月2日,国产大飞机C919总装下线。

对这个中国航空的里程碑事件,国人欢欣鼓舞,拍手称庆。但网上也有一些急躁、错误的解读。

下面让我们来指出这些解读的错误,并说明应该如何作出正确的、较深入的理解。

组装货?造壳子?

最常见的错误,是把C919当成“组装货”。

这种看法的来源,是因为C919的机头、机身、机尾、机翼等外面的“壳子”来自中国的成飞、洪都、沈飞、西飞等企业,而其他许多关键部分,都来自外国企业,如CFM(发动机)、GE、Rockwell Collins、Honeywell(航电)、Parker、MOOG(飞控)、Liebherr(起落架)。

于是有人就开始喷了,典型的语言如:“这么多外国核心部件,还好意思出来显摆?”“造一个壳子,就叫自主研发了?”“现实很残酷,看C919供应商名单,强国只会造壳子。”“DIY电脑,机箱也是核心技术。”“自己造了个电脑机箱,从别处买来CPU,主板,硬盘,内存,显卡,电源,然后宣布自主研发出了电脑。”

这些说法在态度层面的错误,是把国家的不足当成自己的快乐之源,心态扭曲。在技术层面的错误,是把造飞机跟攒计算机当成同样级别的事。

现在的个人计算机是个极其特殊的行业,几乎不需要整体设计。各个部件都是模块化的,主板、内存、CPU、硬盘等都有若干种现成的选择,随便怎么组合都能搞出一台能用的机器。但是,这绝不是工业的普遍情况,更不是航空业的情况。

主制造商不同于合资企业,壳子是高科技

關于C919不是组装货,还有一点需要说明,中国的许多汽车是组装货,如一汽大众,上汽通用的迈腾、君越等车型,这是因为生产的主体是中外合资企业,核心技术都在外方手中。

C919却不一样,中国商飞是完全的中国企业,没有合资。商飞与外企的关系是主制造商与供应商的关系,这是世界航空界的普遍模式。

在这个意义上,如果把C919当成组装货,那么空客和波音的飞机也都是组装货。

商飞作为主制造商,自主确定整体设计,自主决定向谁采购什么样的部件,是昂首挺胸的甲方,而不是像一汽、上汽那样在大众、通用面前的小伙伴。

所以中国大飞机的起点一上来就比汽车业高得多。如果中国汽车界当初也多动点脑筋,像高铁一样充分利用自己的优势跟外国厂商博弈,而不是天真地去“市场换技术”,把合资当成高招,现在大概会强得多。

再来看一下机身材料。C919应用了大量先进材料(铝合金、钛合金、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等),因此才能减重3%。

气动外形和机身材料都是不折不扣的高科技,因此造壳子就是飞机的核心技术之一,全世界能搞定的国家屈指可数。这一点对于军机尤其显著,一看歼-20、F-22那种科幻的外形,就能知道它们的机动性极高。以为造飞机壳子跟造电脑机箱一样容易的,该去补习了!

整体设计挂帅和后发优势

对于大飞机这样复杂的产品来说,整体的设计是极其重要的。没有整体设计,即使把全世界最好的发动机、机身、飞控、电传等等组合起来,也得不到一架能飞的飞机。

世界上有钱的国家多的是,怎么不见沙特、阿联酋买一堆外国的部件组装出自己的大飞机?就是这个道理。

C919的整体设计是中国自己做的,具体包括:一、飞机的总体方案自定;二、气动外形由中国自主设计、自己试验完成;三、飞机的机体从设计、计算、试验到制造全是中国自己做的;四、系统集成由中国自己完成;五、中国自己的特色管理。

有了这些,我们就具有C919的自主知识产权,想怎么生产就怎么生产,想怎么改进就怎么改进,想卖给谁就卖给谁,不需要取得任何其他国家的同意。

C919的定位瞄准了民航市场中最大的一块:170座级窄体干线中程客机。这类客机目前的代表产品是波音737系列与空客A320系列。先进的整体设计使C919在许多方面表现出了后发优势,超越竞争对手。

波音737是基于1960年代的技术设计的,随着技术进步,现在已经显出了许多缺点。如翼下高度不足,导致只能使用较小的风扇,降低了发动机效率。货舱是装卸效率低下的散货舱,不能用集装箱器。

C919飞机没有这些娘胎里带来的问题,可以尽情选择高性能低油耗的新型大涵道比涡扇发动机,货舱也可以使用集装箱器,大幅提高了现场航班保障的效率。

此外,波音737的座位比较窄比较挤,严重影响了乘客的乘坐意愿。它的飞控系统是机械式的,自动化程度低,飞行员培训时间长,成本高。在面对底蕴比较弱的新兴航空公司时,这一点尤其不受欢迎。在这些方面,C919和A320-NEO都有比较大的优势。和A320-NEO比起来,C919的座舱还要更宽一些,不少技术和产品也更先进,比如A320平台的液压系统还是21MPa压力标准的产品,而C919就采用了35MPa压力标准,在体积和重量上就要小很多。

四块大尺寸液晶显示屏与怎么没有操纵杆

公开亮相的C919大飞机,驾驶舱绝对是亮点——偌大的风挡玻璃下,四块大尺寸的液晶显示屏替代了密密麻麻的仪表,看上去就很“高科技”,让不懂飞机的人也“不明觉厉”。

但网友们不禁要问:万一在天上显示屏黑屏了怎么办?电脑中毒了怎么办,飞机还能安全飞行吗?

不过,东方航空的机长们,可对这种驾驶舱“口水”(羡慕)得很!原来,用计算机显示屏替代传统仪表,已经成了当今世界航空界的潮流,为的是让机长可以更加清楚、方便地看到自己需要的飞行数据,这还有个形象的说法叫“玻璃化驾驶舱”。

不仅如此,驾驶舱的几块显示屏可以互相调换显示内容,可以个性化设置自己需要的仪表界面,几块屏幕之间就可以互相备份,万一真的有一块坏了,可以把显示的内容转移到别的屏幕上。

“C919的电脑中毒?”一位机长笑着说,放心,飞机上的计算机只负责控制飞行设备,不能上网更不能打游戏,不会像普通电脑那样中毒的,何况飞机通常都会有几部电脑。

有网友好奇:C919怎么没有操纵杆?机长怎么驾驶它?用键盘鼠标还是用意念?

其实,C919的设计理念挺先进的,没有像波音公司那样,把操纵杆安装在飞行员面前,而是把两个类似游戏机操控摇杆的家伙,分别安装在两个飞行员两侧,和空中客车A320、A330等飞机类似。

其实,现在的客机已经不是靠机长抡着胳膊掰操控杆来驾驶了。

先进的客机都是用所谓的“电传”操纵,就是靠计算机、电子系统和液压系统综合在一起开飞机。驾驶C919就跟开自动挡汽车一样——轻松便捷。

认识LEAP-1C发动机,军机与民机的本质区别

接着从建设性的角度,来谈谈为什么要用外国的发动机。

首先要说明的是,美法合资CFM公司的LEAP-1C是一款非常新、非常先进的发动机,2014年才第一次试飞。因为C919用了它,所以才能达到燃油消耗比同级别飞机降低15%,座公里直接使用成本降低10%,碳排放减少50%。

按照知乎上Jason Li的说法:“这个型号的发动机目前有3种机型采用。除了C919以外,剩下两个分别为空客的A320neo和波音的737MAX。”也就是说,下一代中短程干线民航飞机全都要用LEAP-1C。不用不行,不用就跟不上潮流,就要在市场竞争中失败。

国内有没有能推动C919的发动机呢?

在技术的意义上,有,如CJ-1000A、WS-20。但这些发动机或者是还在研发中,或者是性能跟LEAP-X1C有较大差距。因此在商业竞争力的意义上,呃,没有。

有人要问了,即使国内的发动机性能差一点,為什么不先用着?

这里的关键,是军机跟民机的思路有本质区别。军机首先要解决的是有无的问题和自主的问题,因此高油耗、低寿命、甚至较低的安全性,都不会阻止军机尽量使用本国的零部件——真打起来,军机说不定飞不了几十个小时就被击落了,谁还在乎平时寿命长一点短一点、故障率高一点低一点?

民机不是用来打仗的,也不是用来争气的,而是实实在在要拿出去卖钱的,这就对安全性、经济性提出了很高的要求。

木桶原理,试验平台比商业产品更有价值

中国与造飞机有关的各项技术发展是不均衡的,机身技术相对比较先进,已经为波音、空客供了很多年的货,而发动机技术相对比较落后,“心脏病”是困扰整个工业界的长期病症。

在这种客观条件下,要尽快把大飞机造出来,卖出去,合理的选择自然是自己造机身,发动机用别人的先进产品。

好比你有长板短板,而需要一个桶,那么理性的做法是向别人借几块长板来补齐你的短板,先把桶造出来。

如果非要等到自己把短板也变长,水早漏光了!

其实对于发动机耿耿于怀的人,一句话就能破除心结:运-10用的也是外国发动机,美制的JT3D-7——当年都能想通这个道理,现在还想不通吗?

为什么尽快造出整机非常重要?

因为大飞机不只是一件商业产品,还是一个试验平台。

有整机之前,许多技术只能纸上谈兵。有了整机之后,就可以实际试验了。当年运10下马之所以是个严重的错误,原因之一就是失去了这个大飞机试验平台,使许多技术都无法进步,甚至倒退。

制造和改进C919的过程会大大加快中国技术进步的速度。例如中航工业集团(AVIC)和中国电科集团(CETC)参与了航电系统,AVIC参与了飞控和液压系统。

整个研制过程中,研制人员共规划了102项关键技术攻关,国内有22个省份、200多家企业、36所高校、数十万产业人员参与了研制,包括宝钢在内的16家材料制造商和54家标准件制造商成为大型客机项目的供应商或潜在供应商。这都是不可代替的锻炼机会。

C919现在的国产化率是50%左右,事实上,在项目启动之初,目标只是大于10%!

市场优势,大飞机强国=发达国家

在C919下线之前,国内外订单就已经达到了517架。

这是什么概念?如果订单达到400架左右,前期研发投入就可以收回成本。其实这世界上想开发大飞机的不止我们,俄罗斯、巴西、加拿大、乌克兰、日本等都在搞,但他们都在为订单苦苦挣扎,C919轻轻松松就突破了这个瓶颈,这既说明了国内外航空企业对C919的信心,也说明了集中国家力量办大事是社会主义的优势。有这个优势就要理直气壮地用,不要自缚手脚。

世界最大的市场,是中国的一大战略优势。以前在汽车工业上我们牌打得太烂,最大的市场成了各国各品牌跑马圈地的乐园。现在我们要吸取经验教训,把战略优势好好利用起来,养活国产大飞机是不成问题的。只要生存下来,就能一步步地改进,再逐步扩展市场,以至改变民航业的现存国际秩序。

当然,我们也要清醒地看到,其中国内7家航空公司订单135架,四大航(国航、东航、南航、海航)吸收了一半;还有365架为国内金融租赁公司订单,购买后再租出去;最后17架来自德国和泰国,为意向购买协议,而德国和泰国的实际购买人也是华人。

C919只是中国向大飞机产业发起冲锋的第一场战役,后面还有C929、跟俄罗斯联合开发的宽体客机等。

风物长宜放眼量,只要我们站上了这个舞台,一时一地的得失就不是重点。以强大的国家意志和经济、科技实力作后盾,持久战打下去,前景将无限广阔。

以这些民航大飞机作为平台,改装为军用飞机,也能大大提升我国预警机、巡逻机、反潜机、加油机的水平(嗯嗯,军迷们会笑得合不拢嘴了)。

事实上,民用飞机的飞控和雷达即使再难,怎么可能跟歼-20的相比?军机都能达到世界先进水平,民机赶上来只是时间问题。

当中国成为大飞机强国时,用一架大飞机换别国几万吨水果、煤炭、木材,谁还能说中国不是发达国家呢?所谓中等收入陷阱,也可以在不知不觉中跨过去!

资料来源:观察者网、搜狐、大河网、2015年11月9日《南京晨报》

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