國產大客機C919首飛,研製這樣一款“大飛機”有多複雜?

空中客車 中國商用飛機 航空 波音 知識就是力量雜誌 2017-05-08

(作者:川陀太空,航空航天科普作者,原創作品,轉載請註明出自知識就是力量微信公眾號)

C919的首飛牽動國人的心,這是中國航空工業在1970-1980年代運10項目之後,再次向商業客機發起挑戰,運10在當時算是極為稀罕的大飛機,那時候的中國空軍依然處於殲7和殲8時代,運10的出現讓人眼前一亮。運10外觀與波音707接近,比如借鑑了波音707的翼吊式發動機艙,發動機為渦扇8,為普惠的JT3D-7渦扇發動機仿製型號,推力80.07千牛,在那個時代算是較為先進的航發。

國產大客機C919首飛,研製這樣一款“大飛機”有多複雜?

(圖片為中國商飛公司提供)

技術支持

改革開放30年後,C919橫空出世,但這一次中國商飛已經具備了全新設計能力,C919的外觀並沒有100%借鑑A320或者B737,只是當前幹線客機已經發展近半個世紀,懸臂式中單翼外佈局已經廣泛採用,各大航空企業只是在細節上進行優化,這樣有助於省油。

比如波音737系列後續型號,可以選擇性加裝翼梢小翼,即翼尖上翹,有助於形成強渦流並降低阻力,省油的效果也達到了。C919的氣動也是中國商業首次在幹線客機上進行嘗試,但有了ARJ-21的設計經驗、天津空客總裝線的運營,C919的設計也非常順利。只是發動機還需要CFM國際公司的LEAP-1C發動機支持。選擇LEAP-1C並非不可取,因為CFM的產品在波音空客的客機上都大量使用。高性能的發動機為C919的成功加分不少,因為在航空器研發中,發動機是絕對繞不過的話題,沒有發動機就無從談起。因此在大飛機的研製中,發動機是最難的一個分系統。

國產大客機C919首飛,研製這樣一款“大飛機”有多複雜?

(圖片為中國商飛公司提供)

航空電子設備

作為大飛機的神經中樞,航空電子設備則是另一個關鍵系統,負責大飛機通信、導航和系統管理顯示。當今的商業客機幾乎都要依靠先進的計算機系統,在萬米高空巡航階段不需要飛行員介入,可自動駕駛,除了起飛和降落外,與飛行有關的事都交給計算機處理了。飛行控制僅僅是航電的一部分,其他還有通信系統、導航系統、防撞系統、氣象雷達、飛行管理系統等,如此大量的電子設備聚集在一起也需要考慮電磁兼容的問題,這些都是一架大飛機研製中無法直觀看到的東西,但卻又非常重要。

時間積累

即便是直觀的氣動外形,也需要進行了上萬次的風洞吹風,研製週期至少要數年以上,以積累大量的模擬數據。但風洞畢竟是模擬的,與真實的飛行環境存在不同,以波音737的風洞吹風數據為例,在9000巡航高度以每小時900公里的速度飛行,雷諾數與風洞中測試的差距較大,這就需要有試飛的過程來彌補。這也說明研製大飛機不僅需要足夠的技術,也需要時間。但對於航空技術足夠強大的空客和波音,空客A320和波音737從首飛到交付使用只用了1年左右的時間。

國產大客機C919首飛,研製這樣一款“大飛機”有多複雜?

(圖片為中國商飛公司提供)

產品跟蹤

即便交付使用後,也需要對產品進行跟蹤,以法國空客A320第一個改進型A320-100型在1987年出廠後不久進行了飛行演示,結果在飛行表演中爬升失敗,墜毀在機場附近的樹林中。事故調查指出,這是A320-100電傳系統存在問題。這也足夠說明即便A320已經交付使用,改進型依然需要進行大量的試飛,不然代價是巨大的。

同時,一架大飛機零部件也足夠多,從設計開始就要考慮到後續的維修保養,波音737的數控零件多達3萬多個,簡化維護流程也是降低運營費用的一個途徑,這也是航空公司所比較看重的。

最後,研製一架大飛機不僅需要一個國家有強大的技術基礎,還要有資金保障。

編輯:魯凡英

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