吳光輝
大飛機,是指150座級以上、起飛重量100噸以上的運輸類飛機(俗稱干線飛機)。在干線飛機中,150~200座級的商用飛機具有特殊的重要意義,滿足了航空市場對短程航線、低載客量的需求,因此最受航空公司的青睞。這個座級的機型也是干線飛機制造的起點機型和基本機型。
飛機制造業是國家戰略性高技術產業,是國民經濟發展的重要引擎,對科學技術的發展具有極其重要的推動作用。發展大飛機,具有重大戰略意義。
未來20年,全球經濟將保持年均2.0%的增長率,航空運輸周轉量是現在的2.3倍,預計全球客機機隊規模將達到5萬架左右,是現有機隊的2.1倍,中國機隊規模將超過1萬架,國內外商用飛機市場需求強勁。這樣一個巨大的市場需求,是大飛機發展的強勁動力,也給大飛機發展帶來了巨大機遇。發展大飛機,能更好地滿足經濟社會發展和人民出行的需要,也必將成為一個新的潛力巨大的經濟增長點。
飛機研制和發展具有“高風險、高投入,長周期”的特征,行業門檻極高,目前世界上只有少數國家的幾個大型企業可以進入。大飛機是高端裝備制造業的代表,發展大飛機對于提高自主創新能力、增強國家核心競爭力,以及轉變經濟發展方式、推動供給側結構性改革、建設制造強國具有巨大作用。
民用航空產業具有產值高、產業鏈條長、輻射面寬、連帶效應強的特點,發展大飛機帶動作用巨大。一方面,可以帶動新材料、現代制造、先進動力、電子信息、自動控制、計算機等領域的集群性突破;另一方面可以帶動基礎科學,如流體力學、固體力學、計算數學、熱物理、化學、信息科學、環境科學等諸多基礎學科的重大進展。同時,還可以創新航空工業的體制機制,整合利用全球資源,開展國際合作,提高航空工業的制造能力和管理水平。
中國航空工業有60多年的歷史,大飛機的制造很早就起步了,但20世紀70年代以后它就停了下來,大型客機項目幾上幾下,始終沒有走完一個完整的型號研制過程,始終沒有形成真正的商用飛機產業。
1970年8月,運-10飛機項目開始啟動研制。經過十年的艱辛探索,運-10飛機于1980年首飛。遺憾的是,由于種種原因,運-10飛機項目于1985年終止。運-10飛機一共飛行了164個飛行小時,120個起落,先后飛抵多個國內主要城市,7次進藏運輸物資,在當時中國的經濟條件和技術水平下可謂創造出了一個奇跡。1985年開始,我國又與麥道公司合作生產麥道飛機,1996年開始,與空客公司合作研制AE100,但都無果而終。中國人的大飛機夢一次次燃起希望,又一次次陷入失落,但我們始終沒有放棄,始終堅守一個信念:一定要有自己的大飛機。2008年,中國商飛公司成立,標志著中國大型客機研制項目正式啟動,也表明中國商用飛機產業站在了一個新的歷史起點,步入一個新的發展階段。
中國商飛公司通過支線飛機型號研制、窄體干線飛機產業發展、寬體飛機拓展形成全系列產品三部曲,構建完整的研發體系和產品譜系,探索獨具特色的商用飛機發展路徑。
ARJ21是我國自行研制的具有自主知識產權的新型渦扇支線飛機。載客78~90座,航程2225~3700千米。
通過ARJ21新支線飛機的研制,國內首次系統完整地建立了民機適航設計和驗證技術體系,解決了系統間互聯安全性評估技術難題,攻克了雙發動機失效、輪胎爆破、鳥撞、發動機轉子爆破等特殊風險驗證的技術難關,突破了結冰、污染跑道、大側風、高溫高寒等極端復雜氣象條件下的分析和試驗驗證技術,掌握了包括高平尾飛機失速、最小離地速度、起落架擺振、飛控故障模擬和功能可靠性等多項驗證試飛關鍵技術。我國首次走完了噴氣支線客機設計、制造、試驗、試飛、交付、批產等階段全過程,積累了重大創新工程的項目管理經驗,初步探索了一條“自主研制、國際合作、國際標準”的國產商用飛機技術路線,初步建立了新時期我國商用飛機產業體系、技術創新體系和項目管理體系。
截至2021年6月,ARJ21新支線飛機已累計交付客戶53架,先后開通航線190條,通航城市90個,安全運送旅客超過270萬人次。
C919大型客機圍繞“更安全、更經濟、更舒適、更環保”和“減重、減阻、減排”的設計理念設計。座級為158~168座,航程為4075~5555千米,首架機于2017年5月5日成功首飛。
C919大型客機在工程技術上走出了一條擁有完全自主知識產權的商用飛機研制的正向設計之路。采用異地協同機制,基于模型的工程定義(MBD),實現了產品設計與制造高度并行和廣域協同,實現了無紙數字化制造技術的應用;低阻流線型機頭設計、承載式風擋設計、超臨界機翼和先進的氣動布局;第三代鋁鋰合金、高模量碳纖維復合材料和鈦合金等新材料的大規模應用;全電傳飛控和綜合模塊化航電等系統集成;先進前沿技術推進系統的應用,促進窄體飛機新一輪發展。上述新技術的采用,進一步提升了C919大型客機的四性(安全性、經濟性、舒適性和環保性),極大地促進了中國和全球航空工程技術的發展。
C919大型客機國內外用戶達到28家,訂單總數達815架,東方航空為全球首家用戶。目前,C919大型客機6架試飛飛機全部投入試驗試飛,正在上海、西安、東營、南昌等地開啟多地多模式試飛,批產交付首架機零部件在上海、西安、成都三地同步開工,適航取證、科研工作及批生產有序推進。
CR929遠程寬體客機是中國商飛公司和俄羅斯聯合制造集團聯合研制。基本型航程為12000千米,標準三艙280座。以中國、俄羅斯市場為首要目標市場,以亞太地區為重要市場,同時兼顧其他國外市場,逐步滿足全球航空客運市場的需求。寬體客機作為現代商用飛機發展的重要組成部分,在商用飛機產業未來發展的技術創新、體系創新及人才隊伍建設中有著重要的推動作用。
CR929遠程寬體客機已基本完成總體技術方案設計,轉入初步設計階段。
經過十余年的探索實踐,中國商飛公司基本走過了噴氣式客機產品研制的全過程,初步掌握了大飛機研制規律、研制方法和研制技術,初步形成了從支線飛機到中短程寬體客機的產品譜系,初步奠定了公司長遠發展所需的人才、技術、管理等能力基礎,初步帶動了相關基礎科學、航空工業和相關產業發展,實現了我國商用飛機從無到有的歷史性跨越,開啟了我國民用飛機產業從弱到強的新征程。