解码中国大客机C919：突破100多项关键技术

　　制图：郭 祥

　　C919大型客机首飞成功已然过去一段时间，但人们对国产大客机的讨论热度不减。按计划，第二架试飞飞机将在今年下半年完成首次飞行。

　　对这样一架对标欧美主流机型的中国喷气式大客机来说，首飞成功只是通往商业运营的第一步。从首飞到试飞，再到适航取证，还有一段较长的路要走。最终能否获得商业成功，一路还将面临很多挑战。

　　C919是“中国制造”还是“中国组装”？

　　 突破100多项关键技术，无疑是“中国制造”

　　 引入许多外国系统供应商是全球通例，以便降低项目风险、缩短项目周期

　　C919机型相当于波音737和空客320，也就是单排通道的干线飞机，经济舱布置150座，全经济级客舱布置168座，高密度级布置174座。C919的标准航程4075公里，相当于北京到新加坡的直线距离，其增大航程5555公里。

　　在此前的C919总装下线和这次首飞后，有人认为，我国在上世纪80年代初期就研制了第一架喷气式大客机“运十”，C919只不过是在此基础上购买了一些国外先进部件进行组装，难说有多大的进步和技术成就。更有人讽刺，C919不过是造了一个壳。

　　C919是“中国制造”还是“中国组装”？和“运十”相比，C919的直接竞争对手是空客的A320neo和波音的B737MAX两种新机型，一先一后的时代差异是巨大的。

　　上海飞机设计研究院C919型号副主任设计师张淼说，C919是我国拥有完全自主知识产权的干线飞机，从机头、机身、机翼到翼吊发动机等设计均由中国自己的团队完成。在某些关键部件上，我们和世界先进水平相比仍然差距不小，但判断一架飞机是否本国制造通常看三个标准，即整机产权归属、研制整机的核心团队、整机研制的关键环节。整体机型设计本身是大型客机的关键技术，而C919实现了100多项关键技术的攻关突破，无疑属于“中国制造”。

　　所谓的“造外壳”也是高精尖的技术活。中国航空学会科普工作委员会委员、《航空知识》主编王亚男评论说，所谓的造“外壳”，即飞机的主体结构，更是飞机重要的组成部分，它要承载飞机所有升力系统，是乘客和货运载荷的承力结构，涉及先进力学结构设计、空气动力学优化、大型结构件制造、先进金属加工工艺等技术，是飞机关键技术之一，绝不像一般人理解的“造外壳”那样简单轻松。C919的主翼、尾翼等升力部件，以及部分其他功能系统，也都是中国自主研制制造，这是相当了不起的成就。

　　据介绍，当前民用干线飞机的制造基本已被波音和空客垄断，但几乎没有一架飞机完全在一家工厂里生产。如空客的客机是由德、法等国的航空工业公司联合研制的，空客飞机有30%的制造是在美国进行的，而波音飞机35%的制造是在日本完成的。

　　专家认为，我国发展大型客机拥有20世纪七八十年代研制“运十”以及作为波音、空客转包生产商积累的宝贵经验，但由于起步较晚，基础相对薄弱，在一些子系统和重要部件的设计研制上，与发达国家相比依然差距明显。在动力、电子设备和材料等领域，我国大部分企业还未得到美国联邦航空管理局或欧洲航空安全局这些国际主流标准控制方的适航认证。因此在发展初期，通过全球优选供应商的方式可以使我国的大型客机在较短时间内赶上国际先进水平。

　　“主制造商—供应商”模式是目前全球大型客机制造企业普遍采取的一种运作模式，作为实施国家大型飞机重大专项里大型客机项目的主体，中国商飞也选择这一模式，走“中国设计、系统集成、全球招标，逐步提升国产化”发展道路，选择“自主研制、国际合作、国际标准”技术路线，最大限度聚集国内外资源打造中国民用飞机品牌。

　　航空专家认为，C919引入许多外国系统供应商，这是大型客机研发的全球通例，也是降低项目风险、缩短项目周期的可行方式。

　　比如，当前我国还不具备生产适合民用大型客机发动机的能力，国际民用飞机制造商的发动机也是采购自供应商。目前国际上民用航空发动机制造商主要有英国的罗·罗、美国的通用和普拉特·惠特尼、法国的斯奈克玛，以及多国合作的IAE和CFMI。专家认为，能用中国的发动机当然最好，但先有大飞机，才能带动民航发动机产业的发展。没有大飞机就没有需求，就不会有平台，这是产业龙头和产业链的关系。

　　目前，“以中国商飞为核心，联合中航工业，辐射全国，面向全球”的较为完整的具有自主创新能力和自主知识产权的产业链正在形成。国内36所高等院校、242家大中型企业、数十万产业工人参与C919大型客机研制，并推动16家国际航空企业与国内企业组建了16家合资企业，带动动力、航电、飞控、电源、燃油、起落架等机载系统产业发展。

　　作为首款的C919安全吗？

　　 首飞证明飞机“可飞”，适航证明飞机“能飞”，市场检验则决定飞机是否“好飞”

　　 和国际上同级别的主流机型相比，C919在许多指标上都相当接近，并有自己的优势

　　C919大型客机是我国首款完全按照国际适航标准和主流市场需求研制的干线飞机，那么“第一个型号”C919安全吗？

　　C919总设计师吴光辉表示，C919大型客机按照更加先进的技术标准设计，采用世界一流供应商提供的最先进的动力、航电、飞控等系统，完全按照国际适航标准设计生产，安全性有充分保障。

　　商用飞机体积庞大，技术复杂，是面向市场的航空产品，其研制难度极大。为了按时、按质、按预算将飞机交付给第一家用户，往往需要成千上万的人协同工作。波音777项目投入了大约6500名员工，而空客公司为了制造出超大型的A380飞机，动用了约6000名员工，如果算上供应商员工，意味着还有34000名员工直接参加了该项目。此外，飞机的零件数量也非常庞大。一位参加过波音777项目的工程师曾形象地描述：波音777是400多万个、排成密集队形、一起运动的零件。商用飞机系统也必须适应高低温极限、振动、潮湿、液体污染等非常严酷的条件，才能成为合格的适合商用飞机使用的系统。

　　和国际上同级别的主流机型相比，C919在许多指标上都相当接近，并有自己的优势。吴光辉介绍说，C919采用了先进气动布局、结构材料和机载系统，设计性能比同类现役机型减阻5％，外场噪声比国际民用航空组织第四阶段要求低10分贝以上，二氧化碳排放低12%至15%，氮氧化物排放比相关规定的排放水平低50%以上，直接运营成本降低10%。

　　“搞好第一个型号太重要，第一个型号的研制成功具有基石性和战略性作用。”航空专家说，波音737系列和空客A320系列从立项到首飞平均历时三至四年。他们能在如此短的时间内实现一种新型号的首飞完全得益于前续飞机系列的成功研制，为新机型的推出打下了良好基础。就波音来说，进行战略转移的第一个型号是707，它的成功激发了波音公司研制好大客机的动力，才有后续7字号大客机系列的发展。可以说，C919也正在扮演这样的角色，它的研制成功和发展顺利，对中国的大飞机事业至关重要。波音、空客等成熟飞机制造商在拥有完善的设计研发和试验试飞设施的基础上启动新型号研制，中国商飞与他们有本质区别，因此目前C919项目并不能按照国际常规方式进行成本测算。

　　现代民用飞机发展历史表明，一款飞机的研制历程往往就是一条陡峭曲折的曲线，它每向上、向前一步都要面对一个新的看似不可逾越的障碍。空客公司第一个民机型号A300从酝酿到真正实现商业的成功（销售出300架）经过了15年的坎坷起伏，其过程可用“一步三摇”来形容。一个型号和一个企业的最终成功，往往是在系列化持续发展的过程中实现的。波音公司成为现代民机制造的“主角”是从波音707开始的，此时公司成立已经近40年，其最成功的型号737、747则分别是在公司成立50多年后取得的。

　　不过，最终飞机是否安全不是制造商中国商飞公司自己说了算，而是要通过中国民航局的适航认证。中国民用航空局已于2010年受理了C919型号合格证申请，全面开展适航审查工作。只有经过适航审定和验证并取得适航合格证的产品，才能进入市场。

　　C919首飞成功后，还有不少人期待，今后的国际航空市场可以形成空客、波音、中国商飞“ABC三足鼎立”之势。实际上，C919首飞之时已经有国内外23家客户570架订单，包括来自美国GECAS和东方航空公司以及德国普仁航空的订单，是个不错的开始。这一订单数字远远超过1984年空客320项目96架的启动订单，而波音707的初始订单也只有20架。

　　然而，C919要顺利走出国门，还要跨越国际适航审定标准和商业市场运营检验两大关。众所周知，凭借先发优势和几十年市场运营经验，欧美适航审定体系早已被全球市场广泛接受，成为国际通行标准。2016年，欧洲航空安全局受理了C919型号合格证申请。

　　“如果说首飞证明飞机‘可飞’，适航证明飞机‘能飞’，那么市场检验则决定这架飞机是否‘好飞’。这一个‘好’字最为金贵。”王亚男说，这对飞机制造商提出了最为严苛的要求，因为“好飞”的参照系是那些早已在市场上历练数十年、技术雄厚且经验丰富的航空产业巨头的招牌产品，而这些招牌产品的最新改进型还在不断涌现。这样的市场现状要求中国民机产业不仅要具备研制优秀产品的能力，还要具备高效的全球服务支援体系。

　　进口和研制到底哪个性价比更高？

　　 民用飞机销售额每增长1%，可拉动国民经济增长0.714%

　　 大型飞机技术的突破，能倒逼我国工业标准升级，带动工业制造能力和水平全面提升

　　研制大飞机耗资巨大、耗时弥久，进入全球市场可能还将面临很多难题，那么我们能否只买不造？

　　一组数据很说明问题。仅在2005年一年内，中国就向波音、空客两个国际民航制造业巨头订购了442架飞机，总价值高达2000亿元左右。与此形成鲜明对比的是，2005年国内各大航空公司总利润仅16.5亿元，竟然都不够买一架空客A380飞机。而根据预测，未来20年，仅中国市场就将接收5500多架新机，总价值高达6700多亿美元。

　　大飞机的研发不仅事关民机产业自身的发展，更是民族工业再次飞跃的跳板。大型客机被称为“现代工业之花”。伴随着ARJ21新支线飞机交付运营、C919大型客机首飞试飞，我国掌握了五大类、20个专业、6000多项民用飞机技术，加快了新材料、现代制造、先进动力等领域关键技术的群体突破，推进了流体力学、固体力学、计算数学等诸多基础学科的发展。

　　例如，以第三代铝锂合金、复合材料为代表的先进材料首次在国产民机大规模应用，总占比达到飞机结构重量的26.2%；推动了起落架300M钢等特种材料制造和工艺体系的建立，促进了钛合金3D打印、蒙皮镜像铣等“绿色”先进加工方法的应用。

　　航空专家介绍说，大型飞机是现代高新技术的高度集成。一架大型商用飞机集成300万到500万个零部件，这些零部件需要数千个供应商生产。日本曾做过一次技术扩散案例分析，发现有60%的技术源于航空工业。大型飞机技术的突破，能够倒逼我国工业标准的升级，从而带动我国工业制造能力和水平的全面提升。

　　“放弃了大型民用客机的研发，就意味着放弃了其所涉及的众多创新性技术的直接推动机会。尽管也可以通过特定技术专项研究的形式加以发展，但没有大飞机这样顶层项目的‘虹吸作用’，千头万绪的单一技术很可能最终因‘目标方向不明确’而‘迷失’。”王亚男说，未来，先进的航空器需要更加先进的信息技术、纳米技术、微机械技术和人工智能技术等的新突破，也会带动这些技术领域的快速发展。

　　民机项目对经济发展同样具有巨大的带动辐射作用。据波音公司测算，民用飞机销售额每增长1%，对国民经济增长拉动0.714%。在美国，出口一架波音747客机，可以弥补进口12000辆小汽车造成的贸易逆差。因此，民机项目具有其他工业产品所不可比拟的高价格，可实现巨大的工业产值。联合国相关数据也显示，向航空工业每投入1亿美元，10年后航空及相关产业能产出80亿美元。

　　大飞机项目一旦形成产业，1名飞机制造厂工人的背后，需要80名下游零部件领域的工人。因此，发展民机项目将为上下游企业提供更多的就业机会。例如，波音在2012年增加航空产业相关就业岗位超过130万个。

　　专家认为，对C919来说，目前可以说已打破了大飞机研制的全球垄断局面，但要真正形成“ABC”的竞争格局，还为时尚早甚至未知。不过，大飞机项目对进一步提升中国制造的整体水平和能级的效应，确实已初见端倪。