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中国大飞机踏上新征程:C919大型客机全面试飞

12月17日上午8点,C919大型客机102架机从中国商用飞机有限责任公司试飞机库缓缓牵引至上海浦东国际机场第4跑道,在那里待命首次试飞。相比101架机,这架飞机完全是中国商飞自己研制。

 

《中国经济周刊》记者 宋杰|上海报道

编辑:蒋莉莉

(本文刊发于《中国经济周刊》2017年第50期)

1903年12月17日,美国莱特兄弟设计制造的第一架飞机“飞行者一号”成功试飞;114年后的同一天,中国国产大飞机C919大型客机102架机在上海浦东国际机场完成首次飞行。跨越百年的巧合,正是人们不断创新、勇于探索的印证。

C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。C919大型客机101架机于2017年5月5日成功首飞。

从首飞到取得型号合格证,一款新型大型客机需经历研发试飞、表明符合性试飞、型号合格审定试飞等多个阶段,要完成高温、高湿、高寒等1000多项符合性验证试验。欧美等航空发达国家一款新机型从首飞到取得型号合格证的时间一般为2-3年,而我国这个时间大都在6-8年左右。

作为第二架试飞的C919飞机,102架机相比101有哪些突破?完成了哪些任务?未来几年,C919大型客机要完成全部适航验证科目,获得进入市场运营的资质,又需要攻克哪些难关?

试飞现场:102架机比首架机飞得更高、更快、更远

12月17日上午8点,C919大型客机102架机从中国商用飞机有限责任公司(下称“中国商飞”)试飞机库缓缓牵引至上海浦东国际机场第4跑道,在那里待命首次试飞。相比101架机,这架飞机完全是中国商飞自己研制。

据中国商飞试飞中心工作人员介绍,101架机是由中国工业试飞院改装而成,而102架机是由中国商飞试飞中心从改装到首发全过程跟进,因此具有里程碑意义。

当天机场能见度良好,天气适合首飞,C919总设计师吴光辉颁发了C919客机特许飞行证。

102架机首飞任务由机长吴鑫、副驾驶徐远征、观察员邹礼学和试飞工程师戴维、刘立苏共同执行。其中,机长吴鑫曾任101架机首飞及转场陕西阎良时的副机长,观察员邹礼学和试飞工程师戴维、刘立苏也曾在101架机转场阎良时分别担任观察员和试飞工程师。

102架机进入预定空域后,各部门对飞行中的客机进行各种测试。102架机的首飞比101架机飞得更高、更快、更远,并执行更多的试验任务。

首先,101架机首飞时共完成15个试验点,102架机首飞共需要执行包括起落架试放、襟翼试放等29个试验点,主要是检测发动机为代表的飞机动力系统。其次,相比101架机10000英尺(约3048米),102架机最高将飞行至15300英尺(约4663米)的高度,最大速度达到253节。此前,101架机在首飞过程中,起落架全程不收,而此次102架机试飞进行了起落架收放检验。

本次102架机的首飞也没有安排公务机进行伴飞,因为102架机的首飞不确定性因素相比101架机要低很多,并且通过101架机的前期试飞,C919飞机的各项性能已日趋成熟。

据现场工作人员介绍,在102架机内部,与普通航班不同,里面没有座椅,也没有音频视频系统。看到的只是大量的柜子,这些用于测试的柜子承担着部分测试取证的任务。在该飞机上,加装了1000多个参数的传感器,这些参数都是以后作为取证判断的依据。

当日,102架机在飞行两个小时完成预定试飞科目后于12时34分安全返航着陆。

这是继首架机11月转场西安后取得又一重要进展,意味着两架C919飞机进入试飞状态,项目迈入了全面试验试飞的新征程。

完成全部适航验证需攻克6道难关

中国商飞相关专家表示,未来几年,C919大型客机要完成全部适航验证科目,取得中国民用航空局颁发的型号合格证(TC),获得进入市场运营的资质,还需要攻克六大难关。

首先是安全风险挑战。特别是失速、颤振和自然结冰等高风险科目,即使是毫厘之失,付出的也将是沉痛的代价。

其次是,全面适航验证还需过技术关。通过ARJ21新支线客机适航验证,我国具备了喷气式民用运输类飞机适航审查能力,也为即将开展的C919大型客机适航验证提供了全面支持。但C919适航验证是我国第一次按照国际标准对干线喷气客机进行全面适航验证,加之控制律、复合材料等一大批新技术、新材料、新工艺的应用,这些都将大大增加飞机验证的难度。

第三是需要多部门协作。C919大型客机试验试飞是新时期我国航空工业的又一次“举国工程”,牵扯的产业链长、行业条线广、专业部门多、机构区域复杂。为提高试飞效率,C919计划采用陕西西安、山东东营“双基地”、多区域协同试飞模式,这对科学管理、创新管理提出了新要求,对各专业、各部门、各区域、各单位如何更加积极地协同联动提出了更大的挑战。

第四是人才缺口大。目前,世界民用飞机巨头企业人员规模一般在15万人左右,而作为我国民用飞机产业实施主体的中国商飞拥有各类技术人员不过几千人,试飞员和试飞工程师不过几十人。伴随试验试飞工作的展开,目前我国航空一线工程技术人员不足、骨干超负荷运转的矛盾将进一步凸显。

第五是获得国际认可还需通过欧美适航审查。为更加有利于开拓国际市场,C919大型客机同时也向欧洲航空安全局(EASA)提出适航申请并得到受理,但审定工作的细节尚未确定。

第六是我国适航验证经验匮乏、资源不足、体系不健全等因素制约,加之大量采用新技术、新材料、新工艺等带来的试验试飞工作的风险性等,都将大大增加验证工作的不确定性,从而迟滞取证进度,给项目进展带来巨大时间压力。

根据项目计划,C919飞机共将投入6架试飞飞机进行试验试飞,2架飞机进行地面试验;6架试飞飞机需要完成1000多项符合性验证试验,2架地面试验飞机需要进行全机静力试验和疲劳试验等。

这是我国首次对150座级的干线飞机进行适航验证,C919大型客机将面临我国航空工业领域等级最高的试飞验证考验,项目研制也将进入多机试飞、多地试飞、多团队参与试飞的状态,需要攻克安全、技术、团队协作以及人员数量、时间周期等一系列挑战。

未来几年,中国商飞将联合中国航空工业集团等以山东东营与陕西阎良两大试飞基地为主战场,在全国多地机场展开密集试飞。

27家客户785架订单 中国大飞机靠什么赢得市场?

据中国商飞提供的信息,C919飞机目前拥有国内外27家客户的785架订单。

记者注意到,C919大型客机是150座级的单通道飞机,和波音737-800、空客320相当,这也是目前世界上保有量最大的两种机型,占到全球市场份额的70%。中国人研制的C919在世界航空市场能有自己的位置吗?

中国商飞C919总设计师吴光辉表示:“从技术上讲C919是全新设计的飞机,因为市场上已有的飞机基本都是几十年前设计制造的。其次,我们采用了最新的安全标准,我们采用世界各地的供应商,把比较成熟的产品和先进技术集成起来装到C919上。”

中国商飞C919总设计师吴光辉还介绍,燃油消耗方面,C919比现有飞机降低13%到15%,阻力减少3%,舱内噪音减小3到5分贝。

“C919的发展对我们的民机产业、基础工业、航空工业都有很大促进。当时,发动机供应商CFM公司来找我们,说他们的发动机能把油耗降低10%~13%。要知道燃油成本占到飞机运营成本的50%。他们当时一提出这个方案,就把我们吸引住了。”吴光辉说在此之前,这款发动机一直没有飞机选用。“在我们选择LEAP-1C发动机之后,相同的飞机都选了这款发动机,空客A320使用了LEAP-1A,波音737使用了LEAP-1B。”

《中国经济周刊》记者采访中还了解到,C919发动机中的关键耐热材料,采用的是第二代连续碳化硅纤维,其优势在于耐高温、抗氧化、高强度和低密度,可在1200℃以上高温氧化性环境中使用,相比用于发动机材料的高温合金,其工作温度提高200℃以上,结构减重30%以上。

该材料的国内首条工业量产生产线,就在浙江奉化经济开发区滨海新区宁波众兴新材料有限公司,并已成功投产。这种用于航空航天、核工业、军事装备等尖端领域的新材料,是国家急需的关键战略材料,此前只有美国和日本的数家公司实现了工业化量产,国内仅在实验室中有少量制备。

近期,该条生产线生产的产品顺利通过了相关单位验收。仅花费15个月,这条年产10吨的生产流水线就顺利投产,经改进后年产量可超20吨。厂房内还预留了3条生产线的空间,全部投产后年产量将有80吨至100吨。

 

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《中国经济周刊》2017年第50期封面

《中国经济周刊》2017年第50期封面


(网络编辑:何颖曦)
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