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           C919，中國終于有了自己的大飛機了。這則消息從2017年5月5日起始終鼓舞著國人。那天，在上海浦東國際機場，中國人自己研發、擁有自主知識產權的國產大型商用飛機C919在萬眾矚目之下騰空而起，成功首飛。3個多月后的上海書展，《探秘國產大飛機的創新“進化史”》的話題，被列為上?？茀f大講壇暨科技前沿大師談“暑期院士專家系列科普講壇”內容后，幾日內報名爆滿。

8月20日下午的科學會堂現場，記者看到聽眾群中從小學生到中學生，擠擠挨挨，眼神中充滿期待和好奇，這讓臺上主題發言的發動機專家劉大響院士、材料學專家曹春曉院士、C919常務副總設計師陳迎春信心大增，而隨后的C919首飛五人組的觀察員錢進、試飛工程師馬菲共同問答時，全場的好奇心更為中國努力跨入航空大國的愛國心所淹沒：中國人該早日有“中國心”的發動機，中國造飛機應早日飛遍全球。

發動機的未來：北京到紐約只要3-4小時

航空發動機是飛機的心臟，也是飛機飛行的動力源泉，中國工程院劉大響院士將其稱為“國之重器”。

由美國研發的第四代發動機是當前主流

北京航空航天大學教授劉大響目前擔任中國航空發動機集團公司高級顧問，兼任中央軍委裝備發展部科技委委員，航空動力技術專業組組長，中國空軍科技顧問，他在主題為《國之重器 跨越發展》演講中介紹，從20世紀40年代末以來，世界上軍用航空發動機噴氣發動機和民用發動機都已經發展了四代，而C919用的正是這一代。這一代是由美國研發的，而中國目前也在加緊研究。尚未研發出來的第五代是中國下一個研發目標。

他介紹，目前發動機有多種類型，火箭、渦旋、沖壓等，渦旋型是當前的主流。

各國研發超聲速民用機，時速5000公里

“目前世界各國都在研發新一代超聲速民機，其目標是在常規機場實現水平起降，實現低噪音、零排放，屆時，一小時大概要飛行將近5000公里。到那時候北京到紐約的飛行時間可能縮短到3到4個小時。其中的關鍵就在于發動機。”劉大響說，“這對于人類將是一個巨大的進步，這一代的發動機，我相信會在下一代的年輕人手中創造出來。”他介紹，美國的NASA，歐洲的LAPCAT計劃，俄羅斯的Transport2011，都在著力研發這類超聲速飛機。

▲美國的NASA，從今年8月開始設計制造新一代超聲速客機的原型機

空天飛機動力如成功，普通人可結伴上太空旅游

目前單一的發動機都不可能直接飛行到太空，但組合動力就可以把Ma數增加到5-8，而民用飛機只有4。劉大響介紹了渦輪加沖壓加火箭的動力組合而成的空天飛機的動力，人類可以在普通機場起飛，飛到一定高度，另外一種發動機啟動，最后到了接近地心引力的邊界，時速為800到1000公里左右，火箭開動，一個小火箭再推一把，飛機就進入低軌道運行了。“將來飛機到太空去不是一個人的事，也用不著像楊利偉那樣受嚴格訓練，普通人心臟就可坐這個飛機到太空去旅游。而且可以幾十個人一起去，一起回來。”

▲劉大響介紹，將來普通人心臟就可坐飛機到太空去旅游。而且可以幾十個人一起去，一起回來

白銀價的發動機研發耗資巨大，但能以1:80帶動產業

然而，發動機的研發有很高的要求，劉大響至少例舉了六大難點。要保證高安全性、高可靠性，飛行之前，必須要做大量實驗，劉大響就此舉例，“20萬小時的零部件實驗，3萬小時整機地面實驗，要3000到6000小時高空臺實驗，5000到10000小時飛行實驗，這就是為什么發動機研發周期那么長。在設計定型后，還要10到20萬飛行小時的成熟性飛機試驗。”

而所需的巨大的投資數字也給聽眾留下了深刻的印象，劉大響做了通俗的比喻，將單位重量的小汽車的價格比作一個面包，價格和漢堡相當，那么發動機就是白銀價格，渦輪葉片相當于黃金的價值。

盡管如此，對于航空發動機的投入卻是值得的。航空發動機能夠以1：80的效率帶動國家產業的發展，投入1以后，10年以后帶動的產業和本身的產業能夠達到80倍的效率。

何日自主化？2030年，中國目標研發出第五代發動機

發動機何日能國產化是每個國人所關心。劉大響介紹，在美國國防部，把航空發動機列為第二，雷達是第一，核武器第三位。十八屆五中全會上，黨中央在原來16個科技重大專項基礎上，以2030年為時間節點，再選擇一批體現國家戰略意圖的重大科技項目，力爭有所突破。明確將航空發動及燃氣輪機，列為國家重大科技專項，2016年8月28又單獨成立了中國航空發動機集團公司。

這樣的布局下，“我們通過20年左右，我們提高三種能力，第一是自主創新研發能力，第二材料和制造支撐能力，第三試驗的保障能力。跨上三個臺階，三代發動機、四代發動機、五代發動機，三個臺階。實現兩個戰略轉變，到2030年左右，我們國家要躋身于世界航空動力強國之列。”劉大響的憧憬感染了在場所有的聽眾：“第五代發動機就會在你們手上產生。”他的目光停留在現場的小學生和中學生身上。

▲聽眾中有小學生、中學生，第五代發動機就會在他們手上產生，他們會成為大飛機夢的下一代繼承者

堅定的信心，同時要百折不撓的鋼鐵意志

我國從1970年就開始提出設計大飛機，經歷了“三上三下“的坎坷，但目前的兩大重要專項成果產生了諸多成績：2013年1月26號，我國自主研究大型運輸機Y20實現首飛，用了5.5年；2016年7月6號，2架Y20飛機交付部隊使用；2015年11月2日，C919大型客機總裝下線，用了7年半時間，今年5月5號，C919實現首飛。盡管如此，劉大響依然向在場的聽眾尤其年輕人說，研發路上，我們要有堅定的信心，同時依然需要“百折不撓的鋼鐵般的意志”。

材料與飛機的辯證：從木、布到復合材料五階段

當中氣十足的中科院院士曹春曉上臺主講《一代材料 一代飛機》時，誰也想不到這位北京航空材料研究院研究員、國家大型飛機材料研制專家咨詢組組長已是83歲高齡，主持人趣稱他的身體就是用“鈦合金”所構成，曹春曉院士在結語中道出了這個秘密：搞了61年材料學，盡管世界有時充滿無奈，但他認為，“為材料和航空的進步而奮斗，讓我擁有了精彩的一生。”

作為中國鈦合金研究和應用的創始人之一，曹春曉認為，材料是所有設計和制造工作的基礎，在飛機的研制當中，原材料它有著舉足輕重的作用。材料與飛機是一個辯證的關系。他將這種關系總結為“一代材料，一代飛機”，這也是世界航空發展史的真實寫照。自飛機發明的一百多年來，材料與飛機一直在相互依賴、相互推動下不斷發展。航空結構材料技術含量之高和技術難度之大，使其通常處于材料領域最前沿。

▲曹春曉認為，材料是所有設計和制造工作的基礎，在飛機的研制當中，原材料它有著舉足輕重的作用

曹春曉將航空結構材料一百年來的宏觀變化分為五個階段：第一個階段是1903年美國萊特兄弟發明了飛機到20世紀10年代，飛機機體的結構主要是木、布；到了20年代，飛機速度變快了，鋁合金跟鋼成為主要的材料；至五六十年代，鈦合金登上舞臺；70年代出現了復合材料，其強度更好，因此逐漸進入到飛機的結構材料里；從21世紀，這個世紀初到現在，原來的以鋁合金為主已轉為以復合材料為主。

“之所以有這些變化，很重要的原因是比強度，比強度指的是單位密度的強度，鈦合金的比強度是最高的。”曹春曉解釋，“不過鈦合金價格高昂。現在復合材料越用越多，不僅價格便宜下來，更重要是性能也越來越好，容易結構整體化，可以減少很多零件，特別受到設計師的歡迎。”

學習波音和空客：將來世界日產三架飛機，第三架是中國造

“商用飛機以前叫作民用飛機，之所以叫‘商用’，是因為我們首先將它看作是一個商品，以商業為目標。經過100多年的發展，飛機已成為人類社會工作的主要交通工具之一，而中國是目前全球第二大民用航空市場，每天有300多萬人在上空飛行。”

在對發動力和材料有了詳盡了解后，聽眾們的視線終于被拉到了大飛機這個整體，中國商飛公司科技委常委、C919飛機常務副總設計師陳迎春做了第三個報告,介紹了商用飛機的發展和我國的位置。

▲現場慕名而來聽眾為國產大飛機的發展感到自豪

商用飛機內的G7，中日俄屬于第三層

陳迎春是國家973項目的首席科學家，也是世界國際航空科學理事會程序委員會的委員，同時還擔任著我們中國航空學會總體專業委員會的副主任和空氣動力學專業委員會的副主任。為我們國家民用飛機設計學科的健全作出了巨大貢獻。

“買飛機耗資巨大，每年花費幾百億用于進口商用飛機。所以如果我們自己能造，就能為國家掙很多錢，也會有很好的社會影響。美國總統出訪各國坐的都是波音747，歐洲領導人坐的都是空客，我國的領導人目前坐的是波音，但如果是自己造的專機，那無疑將成為一張大國名片。”

陳迎春預測，中國未來20年的航空運輸量將達到現在狀態的三倍以上，需要增加六七千架飛機，而世界范圍內，則需要增加四萬多架，造出中國自主研發的商用飛機可謂當務之急。

▲陳迎春認為，中國未來20年的航空運輸量將達到現在的三倍以上，造出中國自主研發的商用飛機可謂當務之急

“目前能夠制造大型商用飛機國家目前有七家，我們叫G7，美國、加拿大、巴西、歐洲的空客、俄羅斯、中國，還有日本。這七家大概可以分成三個層次，第一個層次是歐洲空客和美國波音，在商用飛機領域內，這兩家占據產值多達90%以上；第二層次是巴西和加拿大，他們賣了幾千架直線飛機，占到商用飛機產值8%左右；而中國、俄羅斯、日本三家飛機還沒有怎么賺錢，屬于第三層次。”他同時指出，空客和波音不生產小型機，只有中國和俄羅斯對大中小三個類型都在研究制造。

空客一半成功一半失敗的教訓：中國急但要穩

據統計，波音公司從1957年造出第一架707，至今共生產并銷售了2萬多架飛機，空客迄今則生產了不到1.5萬架。波音公司平均每年生產380多架飛機，空客則是350架，基本上一天差不多一架飛機。“以前的市場就這么大，但隨著航空市場越來越大，中國和俄羅斯的公司也發展起來，我相信，可能以后一天需要三架飛機，而這第三架飛機就很有可能是中國造的。”陳迎春表示。

作為后起之秀的中國商飛能從波音和空客這兩家霸主學到什么呢？“波音公司發展這么多年，每一型飛機都生產了超過一千架，他們的飛機每款都是成功的，無一失敗。但空客目前只有320、420是成功的，所以它是一半成功一半失敗。我們要研究為什么波音會型型成功，而空客居然是一半成功一半失敗。我認為空客是有點著急，但中國人不能這樣著急。因為我們走得晚，我們要保證每一款都要成功，失敗要耽誤很多時間，要付出很大的代價。”

▲1980年2月29日，中國民航花費巨資，向美國訂購的首架波音747SP(注冊號B-2442)飛機交付，3月24日首飛

“其實從20世紀50年代到現在，在歷史上每一個時代，我們都嘗試研制商用飛機，但是限于國家經濟實力，我們的技術水平、工業基礎不具備那個條件，當時都沒有成功。今天我們成了世界第二大經濟體了，我們有這個實力和能力造自己的飛機。”

商飛九年跨三大步，正研制的300座飛機是世界主流

中國第一款商用飛機ARJ21于2002年啟動，2008年首飛，2014年取證，2016年交付；C919于2008年啟動，到2017年首飛；現在啟動了雙通道。商飛成立這么多年，九年來跨了三大步。

▲今年5月5日，中國首款國際主流水準的干線客機C919在上海浦東國際機場成功首飛

“ARJ21成功了，已交付航空公司運營，但是它是支線飛機，只有90個座位，航程3700多公里。C919是干線飛機，是150座的，航程是5550公里。C919首飛以后，黨中央國務院發來賀電。十八大以來，黨中央國務院發賀電的事件一共有八項，前面六項全是航天，第七項是大飛機首飛，還有一項是可燃冰。可見，這項成就在我國歷史上是具有劃時代意義的。”陳迎春自豪地說。

目前啟動的300座級雙通道寬體客機是和俄羅斯聯合研發，其航程將要達到12000公里。“300座飛機是目前世界的主流。要走好這第三步，我們總的指導思想是：總體有創新，這是我們自己可以掌握的；機體有發展，我們用復合材料結構優化發展；系統跟著走，指的是系統跟著我們自己的C919走；動力有突破，就是做好發動機。”

C919研制過程中的16個合資企業將在C929中發力

對于劉大響院士提出的業界的普遍期盼，即C919機身是完全自主外，其余引入的國際設備何時有自主時間表，陳迎春做了詳盡的回答。他分析，作為飛機的四個關鍵部位，C919已經做到總體氣動完全自主創新；同時我國已經基本掌握機體結構；在目前研制的C929中，將花大力氣攻克復合材料；“同時，也將在C919和C929研制中，帶動國產發動機的研發。”他打了個比喻，飛機和發動機的關系，如同婚姻，跨國婚姻總有些磨合成本，而青梅竹馬的本國產或許會更為默契合拍。但是，在C919研制過程中，引進了16個合資企業，極大地帶動了國內相關系統的發展，“在C929研制中，我想，這些合資公司會大大發力，將各個零件和組成做極大的優化。”

在陳迎春看來，大型客機建設不僅是創新型國家、新時期改革開放、中國制造2025的標志性工程，也是國家意志、民族夢想、人民期盼、歷史責任。

▲講座結束后，現場大飛機小“粉絲”向院士提問

聽眾提問前，錢進和馬菲無不激動地分享了自己的試飛體驗，整整一年的準備，半年的實地飛行，訓練了所有可能的意外，“我們深知其后的艱辛”。劉大響院士點評，大飛機研制太復雜了，C919試飛成功在政治上和國際影響上不亞于當年的兩彈一星，中國人幾十年的飛機夢終于實現了。陳迎春告訴大家，之所以以C開頭，指的就是中國（China），表明這個飛機是中國人自己的飛機。“好像我們自己的孩子跟自己的姓。”他解釋，“前面一個9后面一個9，表示中國人長久圓滿的期望，1表示這是我們第一款飛機，也是100座以上的飛機，所以叫C919。”將來，還將會有C929、C939、C949……或許，現場的這些年輕人中將涌現出大飛機夢的下一代繼承者。