对于民机项目的价值,中国航空专家王亚男接受

2019-09-26 08:39 来源:未知

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  2015年11月2日,中国国产大型客机C919在上海中国商飞公司新建成的总装制造中心公开亮相,至此,经过7年的设计研发,C919大型客机首架机正式下线。

“大型客机在项目启动后90个月内实现首飞”的方案是经过国务院批准的,首飞时间节点始终只有一个:2015年底

图:国产大飞机C919正式下线。

  C919大型客机针对先进的气动布局,结构材料和机载系统规划了102项关键技术攻关,包括飞机发动机一体化设计,电传飞控控制率设计,主动控制技术等。先进材料首次在国产飞机上大规模应用,第三代铝锂合金材料,先进复合材料用量分别达到8.8%和12%,ARJ的应用量仅有1%,而且是用在了非承力结构,而C919使用在机身后段以及平尾等承力机构部分,代表了我国在复合材料领域应用水平的突破与发展。

被视为我国建设创新型国家标志性工程的国产大飞机C919,近日又成舆论焦点。

被认为将打破世界航空产业格局的中国首架国产大飞机C919于11月2日在中国商飞公司新建成的上海浦东总装制造基地厂房内正式下线。这是C919研制过程的重要节点。那么它从总装下线到首飞还要闯过哪些难关?它所代表的中国国产客机如何在被西方航空巨头占据的国内外市场找到自身发展的道路?《环球时报》记者走进中国商飞,希望能寻找到一些答案。

  C919采用了比波音737更为先进的全时全权限电传操纵系统和先进的主动控制技术。这种技术是高综合、高安全、高复杂度的关键机载系统之一,其中多项属于民机研制的核心技术,也是美国政府明令此项技术禁止出口的技术。

5月22日,境外媒体相继炒作C919“因技术原因”推迟首飞,随后,有关中俄将联合研发下一代宽体远程客机项目的消息,也让不少人担心C919会否受到冲击。

首飞之前还需要解决诸多难点

  与ARJ的研发模式不同,中国商飞自行研发了飞控系统的核心技术,即飞行控制律的算法,霍尼韦尔公司作为飞控系统的供应商,受制于美国法律不能提供这项技术,只能由中国商飞自主研发,研发过程中,霍尼韦尔只负责将中国商飞设计好的算法与方案进行功能的实现。每次,对程序设计是否合适,霍尼韦尔公司只回答 YES或NO,故障原因则需要中国商飞自己进行定位与更改。这些研发模式的改变都代表中国商飞在大型商用客机核心技术的突破。

5月23日,习近平总书记考察中国商飞公司设计研发中心,亲自体验C919样机,并叮嘱“一定要把大飞机搞上去”。

C919是我国首款按照最新国际适航标准研制的干线客机,与波音737与空客A320系列客机性能相当。据中国商飞有关人士介绍,这次的总装下线意味着C919的机体大部段对接和机载系统安装工作正式完成,已达到可进行地面试验的状态。

  令人欣慰的是,目前中国商飞在飞行控制律设计方面有了重大突破,不仅可以支持首飞的需求,还能支持后续一定阶段的试飞工作。

国家高层的支持让人坚定信心,而那些从中国民机研制低谷时期蹒跚而来的研制者们,更能体会“国家意志”对于民机项目的价值。

中国商飞公司董事长金壮龙在飞机下线仪式上表示,C919首飞前还需要完成系统调试、试飞试验设备和仪器安装等工作,计划于2016年首飞。中国航空专家王亚男接受《环球时报》记者采访时表示,总装下线是飞机制造过程中一个非常重要的节点,之后还要进行地面测试和工厂试飞,后者就是通常说的首飞。王亚男估计,C919的地面测试过程需要4~6个月时间。他认为,地面测试部分的难度并不太高,但工作量很大,要对飞机各系统的可靠性进行综合检测,而且在首飞之前还要进行滑行测试,以保证首飞时不出纰漏。

  由于C919在设计之初就肩负着提升国内航空系统供应商的责任,因此在面向全球公开招标机载系统供应商时,也鼓励国际供应商与国内企业成立联合公司提供产品配套。

C919并无“首飞拖延”

长期跟踪中国国产客机产业的中国航空专家刘济美告诉《环球时报》记者,C919首飞面临的最大挑战之一是飞行控制系统的研制。C919采用了比波音737更先进的全时全权限电传操纵系统和先进的主动控制技术。这种技术是高综合、高安全、高复杂度的关键机载系统之一,其中多项属于民机研制的核心技术,美国政府明令禁止相关技术出口。美国霍尼韦尔公司作为C919飞控系统的供应商,受制于美国法律不能直接提供该技术,中国商飞只能自主研发。在此过程中,霍尼韦尔负责将中方设计好的算法与方案进行功能的实现。据了解,当时中方每次咨询程序设计是否合适时,霍尼韦尔公司只能回答YES或NO,故障原因则需要商飞自己进行定位与更改,其难度可想而知。不过目前商飞在关键的“飞行控制律”设计方面已有了重大突破,不仅可以支持首飞的需求,还能支持后续一定阶段的试飞工作。

  与ARJ21-700直接采用柯林斯公司成熟产品的做法不同,中国商飞此次选择了与波音787同等先进的航电系统,增加了技术难度,并且多个系统的供应商来自中国航空企业,他们普遍缺少民机复杂电子硬件与软件开发的技术能力,而且中国局方对于机载设备的适航审定工作也缺少成熟的经验。

C919的研制进度究竟有没有拖延?上海飞机设计院副院长、C919项目行政指挥韩克岑告诉《了望东方周刊》:我们的时间表从未改变,就是2015年底。

取得美欧适航证是最大难关

  在这种情况下,中国商飞选择自主开发C919航电系统的设计与集成,自然承担了风险,也被视为对主制造商关键能力的一次挑战。

国务院大型飞机重大专项专家咨询委员会主任委员张彦仲也曾多次说明,“大型客机在项目启动后90个月内实现首飞”的方案是经过国务院批准的,首飞时间节点始终只有一个:2015年底。

王亚男强调,舆论普遍关心C919何时能够首飞,事实上,民航客机的首飞难度并不是太大,飞行能力只是最基本的要求,肯定可以保障。C919最大的难题在于投入市场后如何获得更好的口碑,赢得更大的市场份额。

  为了尽量避免在后期出现重大的设计反复与构型调整,C919在前期共策划了几百项研发试验。例如2014年6月即将展开主起落架舱内轮胎爆破试验,而这项试验的验证方法是ARJ21-700用了五年时间与中国局方共同确定的,并在5月20日获得成功。C919飞机可以直接借鉴其成果。

至于C919的研制进展,上海飞机设计研究院C919项目管理部部长戚学锋告诉本刊记者:“今年将完成飞机级详细设计评审,首架机的机体结构下线。”

据介绍,C919首飞之后还有一系列难关要闯。首先要进入适航取证的试飞阶段。这个过程是最艰巨的,要飞上千个科目,完成大量的适航认可文件。只有这些文件都通过了,中国民航局才会给C919颁发适航证。更重要的是,C919未来要飞向海外,这就要求它必须取得美国联邦航空管理局或欧洲航空安全局的适航认证,而无论哪一项认证都是非常艰巨的工作。

  当然,真正进入市场运营过程,C919一定不会一帆风顺。最大的难度在于,C919的适航审定基础是最新的适航标准,比ARJ21-700多出近30项审定试验试飞科目,这些科目的验证方法需要C919自己探索。例如,为了避免由飞机燃油箱爆炸所引发的事故,美国民用航空局于2008年7月发布 125号修正案,要求新研制的飞机采用飞机燃油箱惰化系统。C919就采用了这种全新装置。由于这种系统在国内是首次采用,相关技术领域一片空白,波音和空客等主机厂又将相关技术严格封锁,就需要中国商飞自主探索,花费大量时间验证系统的性能。

关于外媒所谓“C919首飞拖延是受困于缺乏核心技术,不得不从美国购买关键部件和系统”的消息,上海飞机设计研究院院长郭博智表示:“并不存在这种情况,而且核心技术是永远买不到的。”

刘济美介绍说,国产支线客机ARJ-21之前在取得FAA适航证方面的经验可以提供借鉴,但很多项目还必须C919自己探索。例如为了避免由飞机燃油箱爆炸所引发的事故,FAA要求新研制的客机要采用飞机燃油箱惰化系统。由于这种系统在国内是首次采用,相关技术领域是一片空白,波音和空客等主机厂又将相关技术严格封锁,只能由商飞自主探索,要花费大量时间验证系统的性能。

  C919的设计目标比目前运营的同类型飞机节油12%~15%,这促使波音与空客仓促推出了对现有波音737和空客320更换发动机的策略。被视为与波音公司构成直接竞争的C919能否获得FAA的适航证,仍是未解之谜。

在影响首飞的多种因素中,飞行控制系统与航电系统始终被视作最关键的因素,ARJ21-700当年就受到飞控系统的拖累而延迟首飞。目前,C919的主飞控系统由美国飞控系统供应商霍尼韦尔公司研制,它采用比波音737更为先进的全时全权限电传操纵系统和先进的主动控制技术。

C919被广泛视为挑战波音和空客垄断民航市场的第三者,美欧对它的警惕可想而知。刘济美透露,由于C919的设计目标比目前运营的同类客机节油12%~15%,促使波音与空客仓促推出了对现有波音737和空客320更换发动机的策略。在这样的背景下,被视为与波音737构成直接竞争的C919能否获得FAA的适航证,仍是未解之谜。

  在C919提出申请FAA适航证的同时,FAA曾建议放弃ARJ21-700,直接启动C919的适航审定,这个条件,显然也是中国商飞不能接受。

这种技术是高综合、高安全、高复杂度的关键机载系统之一,其中多项属于民机研制的核心技术,美国政府明令此项技术禁止出口。

国产民机的未来突破口在哪?

  历时7年,中国终于迎来了C919的下线,对于商用客机的研发规律来说,下线相对于后面的首飞与适航取证来说,应该是相对轻松的节点,但是,对于中国在商用客机研发领域的发展来说,这是非常有价值与坚实的一步,是梦想起航的节点。(刘济美)

郭博智解释说:“我们只能自行研发核心技术,即飞行控制律的算法,霍尼韦尔公司作为飞控系统的供应商,受制于美国法律不能提供这项技术,只能由中国商飞自主研发,他们只负责将我们设计好的算法与方案进行功能的实现。每次,对程序设计是否合适,他们只回答 YES或NO,故障原因则需要我们自己进行定位与更改。”

根据预测,未来20年仅中国民航市场就将接收5500多架新机,总价值高达6700多亿美元。这么大的市场需求,对于国产民机是非常好的发展机遇。商飞称,C919具有“更安全、更经济、更舒适、更环保”等特性,客舱空间与同类竞争机型相比有较大优势,可为航空公司提供更多布局选择,为乘客提供更佳的乘坐体验。

令人欣慰的是,目前中国商飞在飞行控制律设计方面有了重大突破。韩克岑透露:“不仅可以支持首飞的需求,还能支持后续一定阶段的试飞工作。”

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