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中國大飛機踏上新征程:C919大型客機全面試飛

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《中國經濟週刊》記者 宋傑|上海報導

編輯:蔣莉莉

(本文刊發於《中國經濟週刊》2017年第50期)

1903年12月17日, 美國萊特兄弟設計製造的第一架飛機“飛行者一號”成功試飛;114年後的同一天, 中國國產大飛機C919大型客機102架機在上海浦東國際機場完成首次飛行。 跨越百年的巧合, 正是人們不斷創新、勇於探索的印證。

C919大型客機是我國按照國際民航規章自行研製、具有自主智慧財產權的大型噴氣式民用飛機。 C919大型客機101架機於2017年5月5日成功首飛。

從首飛到取得型號合格證,

一款新型大型客機需經歷研發試飛、表明符合性試飛、型號合格審定試飛等多個階段, 要完成高溫、高濕、高寒等1000多項符合性驗證試驗。 歐美等航空發達國家一款新機型從首飛到取得型號合格證的時間一般為2-3年, 而我國這個時間大都在6-8年左右。

作為第二架試飛的C919飛機, 102架機相比101有哪些突破?完成了哪些任務?未來幾年, C919大型客機要完成全部適航驗證科目, 獲得進入市場運營的資質, 又需要攻克哪些難關?

102架機經過2小時飛行完成預定試飛科目後安全返航著陸, 本次飛行共完成了起飛、著陸性能等29個試驗點的試飛任務。 (中國商飛 供圖)

試飛現場:102架機比首架機飛得更高、更快、更遠

12月17日上午8點, C919大型客機102架機從中國商用飛機有限責任公司(下稱“中國商飛”)試飛機庫緩緩牽引至上海浦東國際機場第4跑道, 在那裡待命首次試飛。 相比101架機, 這架飛機完全是中國商飛自己研製。

據中國商飛試飛中心工作人員介紹, 101架機是由中國工業試飛院改裝而成, 而102架機是由中國商飛試飛中心從改裝到首發全過程跟進,

因此具有里程碑意義。

當天機場能見度良好, 天氣適合首飛, C919總設計師吳光輝頒發了C919客機特許飛行證。

102架機首飛任務由機長吳鑫、副駕駛徐遠征、觀察員鄒禮學和試飛工程師大衛、劉立蘇共同執行。 其中, 機長吳鑫曾任101架機首飛及轉場陝西閻良時的副機長, 觀察員鄒禮學和試飛工程師大衛、劉立蘇也曾在101架機轉場閻良時分別擔任觀察員和試飛工程師。

102架機進入預定空域後, 各部門對飛行中的客機進行各種測試。 102架機的首飛比101架機飛得更高、更快、更遠, 並執行更多的試驗任務。

首先, 101架機首飛時共完成15個試驗點, 102架機首飛共需要執行包括起落架試放、襟翼試放等29個試驗點,

主要是檢測發動機為代表的飛機動力系統。 其次, 相比101架機10000英尺(約3048米), 102架機最高將飛行至15300英尺(約4663米)的高度, 最大速度達到253節。 此前, 101架機在首飛過程中, 起落架全程不收, 而此次102架機試飛進行了起落架收放檢驗。

本次102架機的首飛也沒有安排公務機進行伴飛, 因為102架機的首飛不確定性因素相比101架機要低很多, 並且通過101架機的前期試飛, C919飛機的各項性能已日趨成熟。

據現場工作人員介紹, 在102架機內部, 與普通航班不同, 裡面沒有座椅, 也沒有音訊視頻系統。 看到的只是大量的櫃子, 這些用於測試的櫃子承擔著部分測試取證的任務。 在該飛機上, 加裝了1000多個參數的感測器, 這些參數都是以後作為取證判斷的依據。

當日,

102架機在飛行兩個小時完成預定試飛科目後於12時34分安全返航著陸。

這是繼首架機11月轉場西安後取得又一重要進展, 意味著兩架C919飛機進入試飛狀態, 專案邁入了全面試驗試飛的新征程。

完成全部適航驗證需攻克6道難關

中國商飛相關專家表示, 未來幾年, C919大型客機要完成全部適航驗證科目, 取得中國民用航空局頒發的型號合格證(TC), 獲得進入市場運營的資質, 還需要攻克六大難關。

首先是安全風險挑戰。 特別是失速、顫振和自然結冰等高風險科目, 即使是毫釐之失, 付出的也將是沉痛的代價。

其次是, 全面適航驗證還需過技術關。 通過ARJ21新支線客機適航驗證, 我國具備了噴氣式民用運輸類飛機適航審查能力, 也為即將開展的C919大型客機適航驗證提供了全面支援。 但C919適航驗證是我國第一次按照國際標準對幹線噴氣客機進行全面適航驗證,加之控制律、複合材料等一大批新技術、新材料、新工藝的應用,這些都將大大增加飛機驗證的難度。

第三是需要多部門協作。C919大型客機試驗試飛是新時期我國航空工業的又一次“舉國工程”,牽扯的產業鏈長、行業條線廣、專業部門多、機構區域複雜。為提高試飛效率,C919計畫採用陝西西安、山東東營“雙基地”、多區域協同試飛模式,這對科學管理、創新管理提出了新要求,對各專業、各部門、各區域、各單位如何更加積極地協同聯動提出了更大的挑戰。

第四是人才缺口大。目前,世界民用飛機巨頭企業人員規模一般在15萬人左右,而作為我國民用飛機產業實施主體的中國商飛擁有各類技術人員不過幾千人,試飛員和試飛工程師不過幾十人。伴隨試驗試飛工作的展開,目前我國航空一線工程技術人員不足、骨幹超負荷運轉的矛盾將進一步凸顯。

第五是獲得國際認可還需通過歐美適航審查。為更加有利於開拓國際市場,C919大型客機同時也向歐洲航空安全局(EASA)提出適航申請並得到受理,但審定工作的細節尚未確定。

第六是我國適航驗證經驗匱乏、資源不足、體系不健全等因素制約,加之大量採用新技術、新材料、新工藝等帶來的試驗試飛工作的風險性等,都將大大增加驗證工作的不確定性,從而遲滯取證進度,給專案進展帶來巨大時間壓力。

根據專案計畫,C919飛機共將投入6架試飛飛機進行試驗試飛,2架飛機進行地面試驗;6架試飛飛機需要完成1000多項符合性驗證試驗,2架地面試驗飛機需要進行全機靜力試驗和疲勞試驗等。

這是我國首次對150座級的幹線飛機進行適航驗證,C919大型客機將面臨我國航空工業領域等級最高的試飛驗證考驗,專案研製也將進入多機試飛、多地試飛、多團隊參與試飛的狀態,需要攻克安全、技術、團隊協作以及人員數量、時間週期等一系列挑戰。

未來幾年,中國商飛將聯合中國航空工業集團等以山東東營與陝西閻良兩大試飛基地為主戰場,在全國多地機場展開密集試飛。

27家客戶785架訂單 中國大飛機靠什麼贏得市場?

據中國商飛提供的資訊,C919飛機目前擁有國內外27家客戶的785架訂單。

記者注意到,C919大型客機是150座級的單通道飛機,和波音737-800、空客320相當,這也是目前世界上保有量最大的兩種機型,占到全球市場份額的70%。中國人研製的C919在世界航空市場能有自己的位置嗎?

中國商飛C919總設計師吳光輝表示:“從技術上講C919是全新設計的飛機,因為市場上已有的飛機基本都是幾十年前設計製造的。其次,我們採用了最新的安全標準,我們採用世界各地的供應商,把比較成熟的產品和先進技術集成起來裝到C919上。”

中國商飛C919總設計師吳光輝還介紹,燃油消耗方面,C919比現有飛機降低13%到15%,阻力減少3%,艙內噪音減小3到5分貝。

“C919的發展對我們的民機產業、基礎工業、航空工業都有很大促進。當時,發動機供應商CFM公司來找我們,說他們的發動機能把油耗降低10%~13%。要知道燃油成本占到飛機運營成本的50%。他們當時一提出這個方案,就把我們吸引住了。”吳光輝說在此之前,這款發動機一直沒有飛機選用。“在我們選擇LEAP-1C發動機之後,相同的飛機都選了這款發動機,空客A320使用了LEAP-1A,波音737使用了LEAP-1B。”

《中國經濟週刊》記者採訪中還瞭解到,C919發動機中的關鍵耐熱材料,採用的是第二代連續碳化矽纖維,其優勢在於耐高溫、抗氧化、高強度和低密度,可在1200℃以上高溫氧化性環境中使用,相比用於發動機材料的高溫合金,其工作溫度提高200℃以上,結構減重30%以上。

該材料的國內首條工業量產生產線,就在浙江奉化經濟開發區濱海新區寧波眾興新材料有限公司,並已成功投產。這種用於航空航太、核工業、軍事裝備等尖端領域的新材料,是國家急需的關鍵戰略材料,此前只有美國和日本的數家公司實現了工業化量產,國內僅在實驗室中有少量製備。

近期,該條生產線生產的產品順利通過了相關單位驗收。僅花費15個月,這條年產10噸的生產流水線就順利投產,經改進後年產量可超20噸。廠房內還預留了3條生產線的空間,全部投產後年產量將有80噸至100噸。

但C919適航驗證是我國第一次按照國際標準對幹線噴氣客機進行全面適航驗證,加之控制律、複合材料等一大批新技術、新材料、新工藝的應用,這些都將大大增加飛機驗證的難度。

第三是需要多部門協作。C919大型客機試驗試飛是新時期我國航空工業的又一次“舉國工程”,牽扯的產業鏈長、行業條線廣、專業部門多、機構區域複雜。為提高試飛效率,C919計畫採用陝西西安、山東東營“雙基地”、多區域協同試飛模式,這對科學管理、創新管理提出了新要求,對各專業、各部門、各區域、各單位如何更加積極地協同聯動提出了更大的挑戰。

第四是人才缺口大。目前,世界民用飛機巨頭企業人員規模一般在15萬人左右,而作為我國民用飛機產業實施主體的中國商飛擁有各類技術人員不過幾千人,試飛員和試飛工程師不過幾十人。伴隨試驗試飛工作的展開,目前我國航空一線工程技術人員不足、骨幹超負荷運轉的矛盾將進一步凸顯。

第五是獲得國際認可還需通過歐美適航審查。為更加有利於開拓國際市場,C919大型客機同時也向歐洲航空安全局(EASA)提出適航申請並得到受理,但審定工作的細節尚未確定。

第六是我國適航驗證經驗匱乏、資源不足、體系不健全等因素制約,加之大量採用新技術、新材料、新工藝等帶來的試驗試飛工作的風險性等,都將大大增加驗證工作的不確定性,從而遲滯取證進度,給專案進展帶來巨大時間壓力。

根據專案計畫,C919飛機共將投入6架試飛飛機進行試驗試飛,2架飛機進行地面試驗;6架試飛飛機需要完成1000多項符合性驗證試驗,2架地面試驗飛機需要進行全機靜力試驗和疲勞試驗等。

這是我國首次對150座級的幹線飛機進行適航驗證,C919大型客機將面臨我國航空工業領域等級最高的試飛驗證考驗,專案研製也將進入多機試飛、多地試飛、多團隊參與試飛的狀態,需要攻克安全、技術、團隊協作以及人員數量、時間週期等一系列挑戰。

未來幾年,中國商飛將聯合中國航空工業集團等以山東東營與陝西閻良兩大試飛基地為主戰場,在全國多地機場展開密集試飛。

27家客戶785架訂單 中國大飛機靠什麼贏得市場?

據中國商飛提供的資訊,C919飛機目前擁有國內外27家客戶的785架訂單。

記者注意到,C919大型客機是150座級的單通道飛機,和波音737-800、空客320相當,這也是目前世界上保有量最大的兩種機型,占到全球市場份額的70%。中國人研製的C919在世界航空市場能有自己的位置嗎?

中國商飛C919總設計師吳光輝表示:“從技術上講C919是全新設計的飛機,因為市場上已有的飛機基本都是幾十年前設計製造的。其次,我們採用了最新的安全標準,我們採用世界各地的供應商,把比較成熟的產品和先進技術集成起來裝到C919上。”

中國商飛C919總設計師吳光輝還介紹,燃油消耗方面,C919比現有飛機降低13%到15%,阻力減少3%,艙內噪音減小3到5分貝。

“C919的發展對我們的民機產業、基礎工業、航空工業都有很大促進。當時,發動機供應商CFM公司來找我們,說他們的發動機能把油耗降低10%~13%。要知道燃油成本占到飛機運營成本的50%。他們當時一提出這個方案,就把我們吸引住了。”吳光輝說在此之前,這款發動機一直沒有飛機選用。“在我們選擇LEAP-1C發動機之後,相同的飛機都選了這款發動機,空客A320使用了LEAP-1A,波音737使用了LEAP-1B。”

《中國經濟週刊》記者採訪中還瞭解到,C919發動機中的關鍵耐熱材料,採用的是第二代連續碳化矽纖維,其優勢在於耐高溫、抗氧化、高強度和低密度,可在1200℃以上高溫氧化性環境中使用,相比用於發動機材料的高溫合金,其工作溫度提高200℃以上,結構減重30%以上。

該材料的國內首條工業量產生產線,就在浙江奉化經濟開發區濱海新區寧波眾興新材料有限公司,並已成功投產。這種用於航空航太、核工業、軍事裝備等尖端領域的新材料,是國家急需的關鍵戰略材料,此前只有美國和日本的數家公司實現了工業化量產,國內僅在實驗室中有少量製備。

近期,該條生產線生產的產品順利通過了相關單位驗收。僅花費15個月,這條年產10噸的生產流水線就順利投產,經改進後年產量可超20噸。廠房內還預留了3條生產線的空間,全部投產後年產量將有80噸至100噸。

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