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2022年9月29日,C919大型客機正式獲得中國民用航空局頒發的型號合格證,這標志著中國人自己研發的大飛機,可以交付給航空公司投入國內航線運營。
中國人盼望這一天,已經盼了近半個世紀之久。
C919大型客機的研發,究竟有著什么樣的幕后攻堅,中國人為什么必須造出自己的大飛機?特約記者章劍鋒采訪到中國工程院院士張彥仲來為我們做權威解答。
張彥仲是航空系統工程專家,中國工程院院士,劍橋大學博士。作為我國大飛機和航空發動機專項的倡導發起者、推動者和開拓者,近20年,他主持研究提出了我國大飛機專項I、II期的總體方案;主持制定了我國“兩機”(航空發動機及燃氣輪機)專項I、II期的實施方案;主持研究提出了“機載系統提升計劃”,系統地推動我國大飛機、航空發動機和機載事業的戰略發展,是我國航空戰略科學家。
張彥仲現任國家大型飛機重大專項專家咨詢委員會主任;國家“兩機”(航空發動機及燃氣輪機)專項專家咨詢委主任;大飛機自主工程總設計師,中國商飛公司專家咨詢組組長等職。可以說,C919大型客機就是在張彥仲等核心專家的大力推動和指導下得以誕生的。
“今天接受你們的采訪很有意義,因為今年恰好是我從事航空事業60周年的紀念日。”張彥仲院士說。為了更好地展示C919大型客機的風采,張彥仲當天還特地把C919的飛機模型帶進了我們的拍攝現場。
此前的8月1日,當C919完成取證試飛后,張彥仲特別賦詩一首,表達他的激動心情:
首飛不易適航難,六架雄鷹非等閑。
夏去疆南迎酷暑,冬來漠北盼嚴寒。
結冰遍向神州覓,風側單吹嘉峪關。
莫道審查多峻厲,成功取證盡歡顏。
采訪實錄節選:
一、五年完成3000多項科目試飛,涉及各種極端惡劣天氣條件
記者:從2008年開始立項上馬,到現在我們經歷了14年的等待,今年C919完成了全部取證試飛,也取得了適航證,大家非常關心,我們普通人什么時候能夠坐上C919大型客機?
張彥仲:C919大飛機2008年開始立項研制,經歷了設計、試制、試驗階段 ,歷時9年,2017年5月5日首飛,首飛以后,又先后造了6架飛機進行科研試驗,從事適航試驗和試飛,到現在經過五年,完成了全部的試飛取證工作,今年內是能夠交付給航空公司的。C919大飛機的領先用戶是東方航空公司,交給東航以后,他們還要做一些準備,比如對機組、機務、乘務、地勤、維護、機場等人員進行幾個月的適應性培訓,完成后就可以逐步投入航線運行,排航班飛行,到時候所有的普通人就都可以買票去乘坐這架飛機。但還不能說所有人馬上都能買上票,因為C919現在需求量很大,目前已經有800多架訂單,但是中國商飛公司的生產能力需要有一個逐步增加的過程,從每年生產幾架、幾十架、最后達到年產100架以上。會逐步到各航線上去飛行,我想這也不需要很長的時間。
記者:作為我們國家大飛機自主工程總設計師,大飛機領域的著名專家,近距離體驗,您眼中的C919是什么樣的?
張彥仲:我們的C919大飛機是一款先進的飛機,比如說它的油耗比較低,用的先進材料也比較多,重量相對來說也比較輕,艙內舒適性也比較好,空間比較寬敞,環保性也達到或者超過了國際民航組織規定的標準,應該說在性能上我們是達到了波音737和空客320同等飛機的水平。15年前中國開始上馬大飛機的時候,國外認為我們造不成。當時美國航空周刊,就嘲諷說中國人要造大飛機,是“虛晃一槍”。現在C919已經造出來了,說明:我們不是虛晃一槍,我們是真正把大飛機干出來了!以我為主,這次C919大飛機,我們中國人自己從設計、制造、試驗、試飛到取證,可以說我們是走完了大飛機研發的全過程。
二、別抱幻想,大飛機核心技術是買不來的
記者:您一直強調說中國必須要造出自己的大飛機,改革開放以來,我們知道在好些領域都存在一個問題,就是流行造不如買、買不如租這種理念,大飛機我們如果一直不自主研發不自主創新,一直買人家的東西,會怎么樣?
張彥仲:首先,中國是一個大國,有14億人口,大飛機的需求量很大,未來市場增長也很快。2021年9月23日,波音公司的報告說:中國未來20年需要8700架新飛機,價值達14700億美元。同年,中國商飛也預測,到2040年中國市場將接受50座以上客機9084架,占全球22%。中國是個民航大國,不能長期依靠進口國外飛機,受制于人。靠從國外買飛機,也存在受制裁的風險,所以中國一定要發展自己的大飛機。我們每年幾百億、上千億花在買飛機上,過去的邏輯是:造不如買、買不如租。我們現在要倒過來!我們首先要花更多錢來研制、制造自己的飛機,形成獨立的、自主的能力。其次,大飛機是工業之花,是高端裝備制造業的代表,是創新型國家的標志性工程,也是制造強國的標志。能不能造大飛機,造不造得出大飛機,這代表一個國家工業化的水平。日本通產省以前做過一個研究,按單位重量的GDP統計:如果船舶為1,那汽車是9,計算機300,大飛機800,航空發動機為1400,就是說如果按照單位重量來算,每公斤可實現GDP增長的價值。從這個比重可以看出,大飛機絕對是高科技產業,可以這么說,如果一個國家只能造摩托車,他們的工業化水平也就是一個中等制造業的水平,而能夠造出大飛機、能造出航空發動機,這個國家就是處于高端制造水平,這也是國家整體實力的體現。第三,大飛機的研發帶動相關產業和科技的發展,它的技術80% 都可以轉用于其他產業,帶動材料冶金、裝備制造、電子信息、計算技術、流體力學、固體力學、熱力學、材料科學、信息科學等的發展。像3D打印的技術,最早是用在航空上,現在用在汽車上的不少技術,也是從航空上來的。現在世界上有能力造大飛機的國家和地區,就只有兩家,一個是以美國波音為代表,另一個是以歐洲幾個國家聯合起來的空客為代表,所以我們中國要力爭快步趕上去。從C919目前研制的情況看,全國已經有20多萬人、20多個省市 、200多個企業和70多個高等學校參加,可以講是舉全國之力在做這件事情。我們要成為一個強國,就應該把中國的裝備制造業水平搞上去,把我們的大飛機搞上去。
三、發動機和其他核心部件是用國外的,C919的國產化率究竟有多高?
記者:您剛才也提到我們的大飛機以自主研制為主,但同時也要與國際合作,現在有人說C919我們自己只是造了一個外殼,然后發動機等核心的部件,如果都是用國外的,那它能算是我們中國自己的大飛機嗎?
張彥仲:我可以從八個方面來講一講,為什么說C919是中國自己的大飛機。1、自主設計:自主完成總體設計、氣動設計、結構設計、系統設計等。氣動設計:完成了先進超臨界機翼、機頭機尾、翼梢小翼、吊掛等的氣動設計。氣動阻力比國外現役同類飛機低;結構設計,新材料使用減輕了重量:新材料占結構重量的26.2%,其中:復合材料11.5%;第三代鋁鋰合金7.4%;鈦合金7.3%,比國外現役同類飛機高;系統設計:完成了先進的飛控、航電、電力、環控等系統的設計。2、自主制造:C919飛機90%的機體部件都是國內制造的(高于波音、空客),機頭:成飛; 機翼:西飛;前機身:洪都;尾段:沈飛等。3、自主集成:飛控系統集成:控制率必須自己設計,國外禁運。航電系統集成:電力系統集成;燃油系統集成;環控系統集成。液壓系統集成;剎車系統集成等。4、自主試驗:風洞試驗;強度試驗;鐵鳥試驗;銅鳥試驗。5、自主試飛:首飛:滑行、起飛、著陸。邊界包線:最大航程、最大升限、最大速度、最大起飛重量等。風險科目試飛:空中結冰、大側風、最低速起飛、失速、顫振等。取證試飛:高溫、高寒、高原等。6、自主適航取證:走完了CCAR25部的取證全過程,完成所有科目試驗、試飛和審查。7、擁有自主知識產權:到2019年底,申請專利:1900項。8、形成自主品牌:中國C919——全世界都知道是中國的大飛機。知名的品牌。我需要說明的是,14年前C919大飛機開始研制時,采取了主制造商-供應商的模式。我們自己承擔大飛機的總設計、總制造、總集成、總銷售等總體任務。部件制造盡量立足全國企業。C919飛機的機體部件都是國內制造的(高于波音、空客)。像波音的客機,它有一多半的機身部件,都是其他國家給他生產的,日本有他們的供應商,我們中國也有,我們C919大飛機,90%以上的機體部件都是中國制造的。為了取得適航證,我們實施全球招標,選取了一些國內當時沒有適航證的國外設備。如:大涵道比渦扇發動機、部分機載設備。在全球化時代,世界各國的民用飛機如波音、空客和俄羅斯、加拿大、巴西的公司,也都是這樣做的。近年來,國際形勢發生百年不遇的變化,逆全球化和單邊主義抬頭,航空工業也面臨外國卡脖子的危險。其實發動機和機載設備的自主研制,在大飛機立項時也作了安排。現在C919研發出來了,我們也一定要加速研制中國自己的航空發動機和機載設備。
記者:您說到發動機和機載設備的自主研制在大飛機立項時實際上也做了安排,但是這個進度滿足不了要求?
張彥仲:它的研制規律是這樣的,飛機研發一般來講10-15年。發動機需要的研發時間會更長,得經過15-20年的時間,才有可能研制出來。所以兩者之間存在時間滯后效應,全世界也都是這樣的。
四、航空發動機研發太難,但我們一定要把它啃下來
記者:那講到發動機,我們C919大飛機目前用的還是國外的產品,大家一直說發動機很難造,為什么這么難造?
張彥仲:航空發動機被稱為制造業皇冠上的明珠。它有“四高”的特點,指的是“高溫、高轉速、高負荷、高推比”。高溫,航空發動機內部的溫度高達2000開氏度以上,超過了材料的極限。高轉速,幾萬轉/分,小發動機可達6萬轉/分,葉尖的速度接近音速,一次連續工作十幾個小時。高負荷,承受本身重量幾千倍的離心力,一個葉片承受的負荷,相當于一輛小轎車的重量。高推比,就要求發動機的推力盡可能大,重量盡可能輕。有些航空發動機的推重比達到10、12以上。民用航空發動機還要求低噪音、低排放、長壽命,要求噪音低于環保標準。低排放,要求排放盡可能低,排放的標準愈來愈高。長壽命,民用發動機的壽命已達幾萬小時,甚至要求超過汽車發動機的壽命。這“四高、二低、一長”的要求,壓在一個小小的航空發動機身上,帶來了設計、制造、材料和試驗等一系列難題,也受到科學理論、實踐經驗、工程基礎、工業水平的制約。最后,無不反映在這顆皇冠上的明珠很難獲取。70年以來,我國航空發動機經歷了引進修理、測繪仿制、改進改型的發展歷程,正在向自主研制轉變,我們有信心,一定要把中國的航空發動機造出來!
發展大飛機事業,必須毫不動搖長期堅持下去。要堅持質量第一,加快航空強國、制造強國建設,為中國式現代化,做出新的、更大的貢獻。
(央視網綜合 工業和信息化部、張彥仲院士供稿 特約記者 章劍鋒)
來源:中央紀委國家監委網站
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