從運十到C919,想造一架大飛機有多難?我們?yōu)槭裁匆齑箫w機?
5月28日,國產(chǎn)大飛機C919緩緩駛過了北京首都機場的“水門”,這必將是中國民航史上重要的里程牌,是一次將載入史冊的重大時刻。本次航班是C919的首次商業(yè)化運行,由中國東方航空使用中國商飛首架交付的C919大型客機執(zhí)飛MU9191航班,從上海虹橋機場起飛至北京首都機場。這次的試飛,標志著C919 “研發(fā),制造,取證,投運”的全面接軌,也是中國民用航空業(yè)商用大型噴氣式飛機“起步”的標志,也是中國大型噴氣式飛機“空中體驗”走向大眾的標志。
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中國商飛中程窄體干線客機COMAC C919
站在如今這個時間節(jié)點之上,再度回顧國產(chǎn)客機的發(fā)展歷程,不免讓人感慨,我們從一開始的八億條褲子換一架飛機,到如今的C919扶搖直上,走過了太多艱險和彎路,這之中有中國首架“大飛機”運十暗淡收場的遺憾,也有支線小飛機ARJ21成功的鼓舞。想造一架大飛機有多么艱難呢?我們不妨回顧一下,從運十開始這一路走來,到如今的C919的荊棘載途。
國產(chǎn)大飛機的夢開始于1955年。1955年4月11日,印度航空公司的民用客機,“克什米爾公主”號,在香港轉(zhuǎn)機后,開往印度尼西亞的雅加達。起飛五個小時之后,當客機靠近印尼海岸的時候,客機的右發(fā)動機突然發(fā)生了猛烈的爆炸,濃煙和烈火很快將客機吞沒,所有的旅客都不幸罹難。這架“克什米爾公主號”是中國代表團前往印尼出席萬隆大會的專機,周恩來總理本來也打算乘坐,但他臨時決定到緬甸去開會,僥幸逃得一命。而事后的調(diào)查顯示,這正是當時臺灣省國民黨當局,針對我國領(lǐng)導人的一次刺殺行動。至此,能像其他發(fā)達國家領(lǐng)導人一樣,出訪時能擁有安全可靠的專機便悄悄提上了新中國的發(fā)展日程。
印度航空公司 “克什米爾公主”號
夢想的種子已經(jīng)埋下,只能靜待春風使其發(fā)芽。時間來到1970年,毛主席在上海視察期間,說了一句:“上海工業(yè)基礎(chǔ)那么好,可以搞飛機嘛。”就因為這一句話,大飛機馬上變成炙手可熱的熱門項目,也正是因為這句話,首架國產(chǎn)大飛機的研制工作就落在了我國上海身上。
1970年8月,客機項目正式立項,被命名為“708工程”,這一工程后來有一個更廣為人知、也更為悲壯的名字——運十項目。由參與了中遠程轟炸機,轟6設(shè)計工作的馬鳳山擔任總設(shè)計師,由參與設(shè)計強5、初教6、殲教6等飛機的設(shè)計師程不時擔任副總設(shè)計師。運十項目正式開始啟動,這個網(wǎng)羅了全中國最優(yōu)秀的飛機設(shè)計人員的項目組,誓要攻克大型客機,這個人類工業(yè)上的“明珠”。
馬鳳山與“運十”
708項目研發(fā)費合計5.377億元(其中包括研發(fā)費3.34億、基建費1.747億、上海市流動資金0.29億)。與此同時,在西方,開發(fā)同樣等級的大型噴氣式客機的費用通常在15億到20億美元之間,中國大型飛機的研究資金怎么看都算不上充足。但是,如果與那時僅有3千億人民幣的國內(nèi)生產(chǎn)總值相比較,研發(fā)大型噴氣式客機的投資并不低。對于此前從未有過大型客機設(shè)計經(jīng)驗的團隊來說,即便都是我國航空領(lǐng)域的佼佼者,其設(shè)計工作也是困難重重。大飛機并不是小飛機的簡單放大,尺寸放大到一定程度后,需要重新尋找問題的解決途徑,在結(jié)構(gòu)和系統(tǒng),甚至概念和方法上,都對技術(shù)人員提出了許多新的挑戰(zhàn)。
“如果說我國過去設(shè)計的飛機是一些小艇,那么運10就是一艘巨輪?!背滩粫r說。
整個運十項目進行過程中,盡管有上級的支持,但是進展還是異常艱難,工作壞境十分惡劣,技術(shù)人員甚至沒有固定工作場所,最大的辦公地點是項目組的食堂,不僅如此,由于運十的設(shè)計工作需要大量的計算機輔助,但是當時那個年代,我國的計算機資源匱乏,他們從上海的運算中心爭取到了一小段的工作時間,但是都是在半夜和清晨,他們不得不晝夜不停地工作。
就在這樣的內(nèi)外困難之下,運十的項目設(shè)計團隊堅持完成任務(wù),終于在1975年完成了設(shè)計方案的定稿。1976年7月,第一架運十飛機下線,送往西安做靜力學試驗。這架飛機總長42.93米,最大起飛重量110噸,可排178個座位,代表了中國航空工業(yè)的最高水平。
1980年9月26日,這對總設(shè)計師馬鳳山來說注定是一生銘記的日子,夢想的種子已然長成,到了收獲的日子了。運十的原型機在這一天要完成首次試飛工作,此時,距離運十正式立項已經(jīng)過去了十年,十年心血成敗在此一舉。馬鳳山立下了軍令狀:可以用生命擔保其安全性,并愿意在首飛時隨機組上天。
當天上午9點37分,運十正式起飛,隨著起落架撕碎了引力的枷鎖,運十也如鯤鵬一般投入了藍天的懷抱。其爬升到了1350米左右的高空,繞著機場飛了兩個大圈,最后在一片歡呼聲中安全著陸。坐在飛機客艙中的馬鳳山不禁感慨萬分。
試飛中的“運十”
于此同時,地面上的上千名工作人員也爆發(fā)出了山呼海嘯般的歡呼,十年的耕耘,種子終于結(jié)出了果實。但是在場的所有人都沒有料到,很快,現(xiàn)實的大風將無情的將這顆剛剛結(jié)出果實的小樹無情吹倒,連根拔起。
就在運十首飛前幾個月,美國老牌航空公司麥道總裁麥克唐納來訪,并且得到了鄧小平同志的會見。麥道提議合資制造麥道飛機,這個提議很快得到了中方高層人員的認可,這一下子就讓剛剛?cè)〉弥匾晒倪\十顯得十分尷尬。在那個奉行用市場換技術(shù)的年代,運十項目很快就失去了上級的資金支持,3號飛機盡管已經(jīng)完成2/3的工作量,但之后便陷入停滯,完工遙遙無期。最終在1986年,隨著運十項目向中央申請的3000萬資金被財政部否決,運十項目就此宣布了死刑。我國的國產(chǎn)大飛機計劃,就此陷入了長久的寂靜。
野火燒不盡,春風吹又生。運十項目雖然最終胎死腹中,但是后來,運十小組的一些成員有幸參加了ARJ21飛機的工程。ARJ21是一種70-90座位的小型噴氣式客機,于2002年9月開始研發(fā),并于2008年第一次試飛。盡管它不是我國一直垂涎的大型客機,但在設(shè)計上,我們具有完整的自主專利;在適航認證方面,我們完全按照美國聯(lián)邦航空局(FAA, Federal Airlines Authority Authority, FAA)制定的國際標準執(zhí)行。這也為之后的C919橫空出世打下了堅實的基礎(chǔ)。雖然運十折翼,但ARJ21的成功,或許多多少少能夠給他們帶來些許慰藉。因此,ARJ21對我國航空業(yè)貢獻重大,這不僅僅是一架飛機的起飛,更是一個有著五千年文明古國的飛躍。
中國商飛支線客機 ARJ21
萬事俱備,只欠東風。2003年,隨著中科院院士、“兩彈一星功勛獎”獲得者王大珩給國務(wù)院寫信,提出重新啟動研制國產(chǎn)大飛機的建議。沉浸了多年的國產(chǎn)大飛機計劃再次啟動,而這一次,有了改革開放十多年來經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)和我國航空業(yè)和國際先進經(jīng)驗的多次交流實踐的基礎(chǔ),全新的國產(chǎn)大飛機已經(jīng)是箭在弦上。
2007年2月26日,由溫家寶總理主持召開國務(wù)院常務(wù)會議,批準中國大飛機研制重大科技專項正式立項。次年3月,國務(wù)院正式批準成立中國商用飛機有限責任公司。這個沉浸了多年的夢想,再一次照進現(xiàn)實。
產(chǎn)線上的C919
如今,C919已經(jīng)完成了首次商業(yè)飛行,想必日后一定會有越來越多的國產(chǎn)大飛機飛躍與祖國山河之上。但是,隨著C919的投入運營,質(zhì)疑之聲也是接踵而至:“國產(chǎn)化率只有60%的C919究竟算不算國產(chǎn)大飛機?我們是否只是造了個殼子?
這個問題也自然有其產(chǎn)生的道理,對于這個問題的回答,筆者覺得這話對了其中一部分。C919的研制生產(chǎn)工作,主要采用的是“主制造商-供應(yīng)商”模式來運行,也就是說,主要是由我們中方來牽設(shè)計工作,依據(jù)設(shè)計要求提出采購要求,機體部件(機頭、機身、機翼等)由國內(nèi)供應(yīng)商承制,航電、飛控、燃油等選擇與國外供應(yīng)商聯(lián)合攻關(guān),為此成立了16家合資公司。至于飛機的心臟發(fā)動機,主要是采用美國通用和法國賽峰合資生產(chǎn)的LEAP-X1C發(fā)動機,而未來可能會陸續(xù)更換國產(chǎn)長江1000A。
C919供應(yīng)鏈分布
這種生產(chǎn)模式,是世界上所有主流商用客機都在使用的制造方式,像我們?nèi)缃穸炷茉數(shù)目湛秃筒ㄒ舳际遣捎眠@種方式,像波音787項目,轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的零部件大約占65%;空客的4000多家供應(yīng)商分布在全球49個國家,其中在中國就有100多家。
誠然,如今的C919我們主要負責的就是機身部件的生產(chǎn),但是飛機機身不同于其他交通工具,其機身是產(chǎn)生升力的重要部分,也是動力系統(tǒng)的的重要組成之一,落實到工程上,其設(shè)計難度一點都不比其他部分低。對于機身來說最重要的就是材料和外形設(shè)計,這背后,是材料、冶金、工程力學、空氣動力學、熱動力學等等無數(shù)學科專業(yè)的集成。換句話來說,C919的生產(chǎn)帶動了我國一系列產(chǎn)業(yè)的全面升級,是對我國工業(yè)水平的一次全面考驗。這一次,我們先從擅長的領(lǐng)域入手,將大飛機的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)流程摸透,再通過合資的方式學習國外的那些先進的,我們還不熟悉或是不夠先進的技術(shù),逐漸提高國產(chǎn)化率。筆者認為這恰恰是一種虛心學習且認真負責的態(tài)度。不知道各位讀者有沒有想到什么?沒錯,之前的高鐵也是這種方式,從引進國際先進技術(shù),到逐漸提高國產(chǎn)化率,最終讓高鐵成為我國的一張名片??偠灾?,飯是要一口一口吃的,高鐵的前車證明了,這條路是可行的,對于C919來說,筆者認為我們應(yīng)該有信心,未來它將成為我國第二個“高鐵”。
那么,我們?yōu)槭裁匆熳约旱拇箫w機呢?答案十分樸素:賺錢。
一輛汽車,大約有3萬個零部件,而大型客機,則會牽扯上百萬個零部件。筆者就拿C919舉例,其以上海為龍頭,全國22個省市、200多家企業(yè)、近20萬人參與項目研制和生產(chǎn),這之中產(chǎn)生的就業(yè)崗位難以估量,其使得中國制造產(chǎn)業(yè)升級的能力更是有著十足的價值。有了就業(yè),有了崗位,就意味著更多人沒有收入的人有了收入,本來就有收入的人將會有更多收入。
假如種地的人均是100美元,那縫襯衫的上限是人均就是1000美元;組裝手機的上限是人均10000美元,那么設(shè)計組裝飛機的人均上限就會遠大于10000美元。我們需要產(chǎn)業(yè)升級,是因為我們也想過好日子。雖然我們現(xiàn)在還是落后于西方發(fā)達國家,但是我們不像一直都落后于發(fā)達國家,中國人民自然有追求更好生活的權(quán)利。
商飛C919這個項目從現(xiàn)在看,是一定會虧錢的,甚至于將來還計劃推出的C929,在很長時間中只能靠國家補貼和財政扶持活著,但是各位把時間線拉長10年?20年?咱們再著眼于C919整條產(chǎn)業(yè)鏈,各位就會發(fā)現(xiàn),對于中國來說,賺得可太多了,這個道理還請各位讀者明察。
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