让C919飞起来

2019-04-09 01:31汪璟璟
看天下 2019年8期
关键词:客机发动机飞机

汪璟璟

2015年11月2日,上海,中国自主研制的C919大型客机首架飞机在上海浦东正式总装下线(IC 图)

食堂、楼道,这些都曾是程不时的办公室。他随时随地和同事们讨论着各类技术性问题。夏天太热,汗滴容易把图纸洇湿,他就用报纸把四肢裹起来,在一片蚊虫中画着图。

图上,是一架飞机的雏形。那是中国第一架自己研发的大飞机,而程不时则是这架大飞机的副总设计师。

大飞机是指起飞重量超过100吨或100座以上的干线客机。它是商用飞机领域最常见的客机,波音747、777等,都属于大飞机之列。

3月10日,一架波音737MAX飞机发生空难,波音遭遇巨大信任危机。国内有舆论认为,这给了中国大飞机一个崛起的机会。

事实上,只有真正参与大飞机研制的人才清楚,大飞机顺利上天、安全飞行的机会,和其他公司的崛起还是衰落,并没有多大关系。

能造原子弹不一定能造飞机

2017年5月5日,上海的天空中有些许阴霾,但87岁的程不时心情很不错。他来到了浦东国际机场,等候着一场大飞机的飞行。

下午2点,一架尾翼上装饰着象征蓝色天空和绿色大地的客机开始缓缓启动。他和众多政府官员、中国航空领域的高层一起,眼见它开始加速滑行、腾空而起。79分钟之后,这架崭新的飞机飞了回来,平稳降落在第四跑道上。人们开始欢呼起来。

这架飞机是中国首型拥有完全自主知识产权的大型客机,代号C919。除了现场观看者,C919的首飞成功,也令整个航空业界,乃至国内舆论极为兴奋。

“中国搞了这么多航空院校,这么多航空工业,结果我们没有几架飞机,甚至那个时候很多航空制造厂去生产冰箱、摩托车,作为一名航空人其实(感觉)很丢脸。”中国航空器拥有者及驾驶员协会飞行技术分会副会长孟斌说,自己在学校学习飞机设计时,便一直遗憾中国没有自己的大飞机,“到现在,终于看到中国开始了自己的航空制造,并且有了大飞机”。

话虽如此,孟斌也知道,大飞机并不是想造就能造。制造大飞机,实则是一个国家最顶级工业水平的象征。一个国家也许可以制造原子弹、可以制造火箭,却很可能无法制造大飞机。

“目前国际上能搞火箭、导弹的国家有很多,能搞飞机的也有十几个国家。但真正能搞航空发动机的国家只有美国、英国、俄罗斯、法国等几个国家。”2016年,中航工业发动机公司总经理庞为接受采访时说,“综合国力、工业基础、科技水平,任何一方面跟不上,都搞不出先进的发动机。”

区别在于,火箭是一次性使用,只要能够完成一次任务就成功了。但就飞机而言,耐久性和稳定性是必须要解决的问题。

北京航空航天大学校长、中国工程院院士徐惠彬介绍飞机发动机叶片上的热涂层时就曾说,为了考验这个小小涂层的稳定性,他们要经过一万个小时的实验。“一万个小时大家知道是多长时间吗?一年多,不休息。”徐惠彬说,实验人员要不断把带着涂层的设备放到高温炉子里做热循环实验,三班倒,一刻不能停。而这只是为了解决发动机叶片耐高温的问题。

另一个为人们熟知的实验是抛鸟实验。发动机运转之后,要把一只大鸟打进发动机,看里面的叶片是否会受到损伤。另外一个实验是吞冰实验,“一分钟一吨的冰要打到发动机里去,发动机叶片要完好无缺”,徐惠彬说,在空中遇到飞鸟,或者鸡蛋大的冰雹是很常见的事情,“发动机不能坏,叶片打碎了,发动机着火了,还能飞吗?这两项实验证明航空发动机要具有高度的安全性和可靠性”。

一架飞机,需要上百万个零件——波音747上就有450万个零件,每一个零件都要根据不同要求,做相关安全性、适航性认证。只有经过这些严苛实验的飞机,才能是安全的。

“送我们国家代表团出国”

看着C919升空,之后又安全降落,程不时也很兴奋,但高兴之余,心里总是有些遗憾。

這已经不是他第一次看到中国自己制造的大飞机在上海升空了。1980年9月26日,在上海大场机场,程不时就曾亲见过类似一幕。只是当时,他心中更多的是紧张,直到飞机落地,才放下心来。

当时那架大飞机的名字叫“运-10”。那是中国制造的第一架大飞机。

“周总理第一次出国,中国派不出飞机,借了飞机出国,外国媒体说中国是没有进入喷气时代的国家。”程不时接受本刊采访时回忆。

而据《青年参考》报道,1955年,周恩来参加万隆会议时,从印度租借专机,结果被特务装了炸药,幸好最后临时改变了行程。

1969年,西安飞机工业集团仿制“图-16”设计的喷气式轰炸机“轰-6”横空出世。周恩来提出,能不能在“轰-6”基础上,设计一款喷气式运输飞机。1970年,毛泽东视察上海时说,“上海工业基础这么好,可以搞飞机嘛。”同年,中央军委、国家计委向上海下达了研制大型客机的“708工程”任务,而被提上日程的飞机代号便是“运-10”。

2016年4月28日,上海,工作人员在对C 919大客机进行总装制造(IC 图)

“大飞机某种程度上代表的是一个国家,我们上了708工程,目的就是制造大型喷气客机,送我们国家代表团出国。当时设计的目标是,‘运-10的最大航程超过8300公里,要能从上海出发飞到欧洲。”程不时说,在“运-10”之前,中国从没设计过这么大的飞机,也从没设计过民用喷气式飞机。

“运-10”之前,中国设计的只是10吨量级的小型飞机,而“运-10”设定的技术指标是最大起飞重量110吨,载人100到120名。现在设计一架大飞机尚且不易,更何况当时中国国内还一直处于政治动荡当中。

程不时虽然是副总设计师,但其实在整个项目中负全责。“当时(因为国内政治形势要求),我们的组长是个工人”,程不时说,他并不懂造飞机,“没有参加过任何讨论”。

中航二集团飞机部部长胡晓峰在《寻梦大飞机》一文中将1965年到1980年视作中国大型飞机发展的初始阶段。在这期间,“轰-6”“运-7”“运-8”都是参照苏联的飞机进行设计,使用的是与苏联材料体系相近的飞机原材料, 并且按照军用飞机的设计定型程序下达研制任务、实施管理。而“运-10”主要参考波音 707- 320C 客机,跳出了苏联飞机设计规范的框框。

从1970年到1980年,“运-10”终于制造完成,而且在1980年首飞成功。从1980年10月至1985年2月,“运-10”先后转场试飞北京、合肥、哈尔滨等地,7次成功飞抵西藏拉萨,共飞了130个起落、170个小时。

眼看前景越来越好,然而到1985年2月,“运-10”停止研制试飞。

要的不止是大飞机

一架飞机从研发,到投入量产,需要多少钱?

据《中国航空报》报道,光是在发动机上的投入,过去50年,美国的预研(应用研究之前进行基础性研究)经费就超过1000亿美元。装备美国第四代飞机F—22的F119发动机,从最初的部件研究到具备完全作战能力历经32年,其中仅验证机研制和原型机研制就投入31亿美元。

据中国工程院院士甘晓华介绍,在航空领域,飞机的设计制造一般需要15—20年,发动机要20—25年。

制造大飞机,不但耗时,而且烧钱。当时中国正处于改革开放初期,国家经济实力不够,于是一些领导提出,既然中国已经可以购买国外的飞机,就不用再自己研制了。结果,已经蓄势待发的“运-10”项目,就此中断。

之后,中国曾数次想走以市场换技术,与国外飞机厂合资组装飞机的计划,结果一再被放鸽子。据胡晓峰介绍,1992年,中国曾与麦道公司签订了合作生产 40 架 MD90 飞机的协议,第二年,航空工业部也提出了干线飞机发展“三步走”的总体思路: 以40架 MD90飞机合作生产为基础, 以国际合作发展 100 座级飞机为突破口, 实现立足国内研制生产180 座级飞机的目标。

结果,1999年5月,波音公司并购麦道两年后,宣布MD90停止生产。随后,生产线关闭。

这之前,中国还曾与空客合作,法国方面也愿意促成合作,但1998年, 欧方表示: “采用目前的假设条件, 无法证明该项目在经济上可行。”这个项目也半路终止。

之后,中国大型飞机发展陷入了低谷。直至2002 年,在新成立的国防科工委支持下,用 50%的国家投资和 50%的企业自筹的方式, 上马了 70 座级 ARJ21 支线客机项目。中国的大飞机项目,才再次开始启动。

中国之所以又如此坚定地发展大飞机,一方面与中国工业技术的进步有关,同时,也有着经济考量。

“我们买飞机的钱,有人做过计算,用崭新的百元面额钞票堆起来,已经比上海的金茂大厦还要高。”程不时接受媒体采访时说,实际上,它可能比这些还要多。更重要的是,研发大飞机,可以带动工业水平、科研技术以及相关产业的巨大进步。

2018年,《中国电子报》的一则报道中提到,根据预测,未来20年,全球新机交付量43013架,价值57878亿美元。其中,中国机队年平均增长率5.2%,新机交付量8575架,价值12104亿美元。

2017年5月5日,上海,C 919 国产大飞机在浦东国际机场首飞(IC 图)

美国波音公司的一份研究指出,民机销售额每增长1%,对国民经济增长的拉动为0.714%;一个航空项目发展10年后给当地带来的效益产出比为1:80,技术转移比为1:16,就业带动比为1:12。大飞机是现代高新科技的高度集成,涉及了新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等领域。

对于当今世界的大飞机市场,总飞行时间13000小时的资深机长陈建国向本刊记者介绍,“目前主流的两个(大飞机制造)厂家就是波音和空客,他们占据了大部分的份额,我们国家C919是在100到200座之间,这个区间飞机也是竞争最大的。”

孟斌告诉本刊记者,这么多年间,波音和空客能够把竞争对手都淘汰掉,源于它们的安全性和经济性,“它们都已经得到了全球航空公司及民众的认可,它们的飞机大家都觉得不怕,而有些飞机你坐上去你会提心吊胆”。

要想与两巨头竞争,安全性是无法放松的底线。2007年,C919正式立项,2009年工程样机交付,2015年11月C919首架机总装下线,2017年5月在上海完成首飞。这一次,中国再次用了十年,造出自主知识产权的大飞机。

程不时曾公开表示,C919的研发,也继承了“运-10”的很多重要技术,比如发动机的安装位置以及机舱内的座位布局就延续了“运-10”的单通道设计。

《C919:开启大飞机新时代》一文中介绍称,为了制造中国的大飞机,国内有22个省份、36所高校、200多家企业、数十万产业人员参与其中。C919的研发还推动国际供应商与国内企业开展合作,组建了航电、飞控、电源、燃油和起落架等机载系统的16家合资企业,通过技术转移等方式,提升了中国民机产业研发与制造的整体水平和民机产业配套升级。

“大型客机研制是非常复杂的平台,几乎涉及所有的工业门类,”中国商飞总经理助理、上海飞机设计研究院院长郭博智接受媒体采访时说,“通过这个平台的拉动,更有利于建设创新型国家。这也是国家决定研制大飞机的重大战略意义所在。”

2018年7月12日,C919大型客机从上海浦东机场起飞,顺利完成首次空中远距离转场飞行后,C919大型客机项目进入密集研发试飞新阶段,开启多地同步试飞模式。3月14日,今年的全国两会上,全国人大代表、C919大型客机总设计师吴光辉透露,现在C919订单数已超过850架,到过黑河、海拉尔、三亞、北美五大湖等地试飞,将争取2021年取得中国民航适航证,交付给首批用户。

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