國產大飛機：夢想照進現實 2014年首飛
http://www.whhswh.com 2009-12-21 09:11 來源：新華網
11月24日，中國商飛的首架干線科技C919樣機的機頭上、下部部件在成都飛機工業公司順利對合，并通過了十余家參研機構的綜合評估，確定產品具備并達到了對合條件。
就在美國“夢想”逐漸走向現實的時候，中國大飛機制造也頻傳喜訊。
中國商飛公司近日宣布，C919大型客機基本總體技術方案經過12月15日至16日的兩天專業評審獲得通過，這標志著C919大型客機項目將轉入初步設計階段。
中國商飛總經理金壯龍表示，C919大型客機項目啟動以來，中國商飛全面啟動了C919大型客機的經濟可行性研究、技術方案論證和關鍵技術攻關三項主要工作。
此前的12月10日，國產C919客機機頭工程樣機主體結構驗收合格。工程樣機是飛機設計中總體、結構和系統各專業先進設計理念的檢驗平臺，同時又是改進飛機設計的試驗平臺，是大飛機一次性成功的關鍵項目之一。
1∶1機頭工程樣機主要用于駕駛艙和電子設備艙的布置協調、人機工效的檢查、部分設備的功能驗證試驗等，同時也有利于把先進的信息化設計制造技術等應用到大型客機項目。大飛機機頭樣機主體結構的驗收，標志著C919大型客機研制走出實質性的一步。到目前為止，C919大型客機項目全面進入預發展階段，總體技術方案、機頭工程樣機研制、聯合概念定義、國內聯合設計、國外供應商選擇、可研及研保條件建設、質量和標準化及適航管理等方面均有突破。
據介紹，標配168座的國產大飛機C919計劃在2014年首飛，2016年交付使用。未來國產大飛機將可年產150架，最終達到3000架的總量。
“夢想飛機”波音787緣何備受矚目？
美國當地時間12月15日上午10點27分，被稱為“夢想飛機”波音787成功試飛。經歷了2年5次推遲的“耽擱”，這次試飛受到了全世界的關注。據當地媒體報道，當天幾萬人冒雨觀看試飛過程。
787為何如此受關注？這項被波音視為最大競爭籌碼的機型為何一再推遲？本報采訪相關領域專家為您一一解答。
787正在讓“人們不敢輕易嘗試”的夢想變成現實
早在項目提出之初，波音公司就宣布在即將研制的新型飛機主體結構（包括機翼和機身）上大量采用先進的復合材料。這一決定引起廣泛關注。787之所以被稱作“夢想飛機”也歸結于此——這是第一款以碳纖維合成物為主體材料的民用噴氣式客機。
“在787之前，對復合材料用得最多的是空客A380，達到25％，且在重要的機翼位置使用了這種新材料。當時，這已經是整個飛機制造業的壯舉。”北京化工大學材料學院副院長徐樑華說，“因為過去的很多年里，我們只敢把碳纖維復合材料用在機尾等次要受力件上。”
根據波音公司發布的消息，787機體結構的50％都采用更輕、更堅固的碳纖維合成材料代替鋁合金，而且復合材料也大量應用在發動機的葉片、發動機罩等部件。
相比鋁合金、鈦合金等傳統材料，碳纖維復合材料有更加耐磨耐用、更具抗腐蝕性等顯著特點，但最重要的優勢在于它的輕。
徐樑華說：“用合成材料制造的機身比較輕，這樣單位飛行距離的油耗大幅度降低。像787就能比同等大小的其他型號客機節省燃料20％。”
在787大規模使用復合材料之后，空客也宣布其2010年投入運營的飛機A350上將有全新的復合材料機翼和鋁鋰合金機身，新材料的使用比例高達60%。“中國即將推出的C919也將使用15％—25％的新材料。不管如何，在機身上大規模使用新型復合材料，達到節能減排的目的，已經成為一個趨勢。”徐樑華說。
大多數業內專家一直都在等待787的正式推出，因為“大家都想看看新材料的使用能做到什么程度”，徐樑華便是其中之一。
他告訴記者，雖然碳纖維復合材料在軍用機上的使用已經很多年，但是因為關乎太多人的生命安全，在客機上大家都不敢輕易嘗試。
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787實現了航空公司的哪些“夢想”？
波音公司稱，787是航空史上迄今銷售最快的民用機型，在全球擁有來自55家客戶的840架訂單，其中包括中國航空公司的57架。
那么，787究竟實現了航空公司的哪些“夢想”？
北京航空航天大學航空科學與工程學院副院長關志東說，787飛機通過大量應用先進復合材料，采用新型的發動機，高效的系統和空氣動力設計，使得其重量大大降低，飛行的時候大約能比同類飛機節省20%的燃油。“光這一項，就能給航空公司降低不少成本，因為在可預見的將來，燃油的價格上升的趨勢很難逆轉”。
事實上，787的誕生從某種意義上說是和空客A380競爭的結果。“空客380主要用于交通樞紐之間的飛行，比如紐約和北京、上海這樣的大城市，而波音787的目標市場是‘點對點’的飛行。”關志東說。
他解釋道，相比在樞紐機場轉機,乘客更喜歡一站式的直達飛行，如從紐約直接飛到沈陽，而不是先飛到北京再轉機到沈陽，因為無需中途降落讓乘客轉機，直飛可節約大量的旅行時間，還能避免中途轉乘飛機的種種麻煩。
與此同時，航空公司是通過增加航班頻率和增開更多的目的地機場而非通過加大飛機的尺寸，來滿足這種不斷增長的航空旅行客運量。航線越開越多，航空公司的營運模式也就更傾向于直飛為主的“點對點”模式。因而，體積中等以及可載客200至300人情況下進行長途飛行的787自然備受關注。
另一方面，在各航空公司都大力推崇“人性化服務”的時代，飛機是否“舒服”也是其需重點考慮的，而787帶給乘客的體驗無疑是舒適的。
關志東介紹，由于使用最先進的發動機和機艙降噪技術，787的噪音很小。“乘坐這個飛機時人很少會有惡心、耳鳴的現象”，他說，這是因為，波音787飛機在10000米高空巡航時，客艙內的壓力保持在相當于海拔1800米左右的氣壓，而一般的客機機艙內的壓力會達到大體相當于海拔2400米的氣壓。
不僅如此，787的客艙照明使用了節能型的陣列發光二極管，機組可以在飛行中控制天空特色艙頂的亮度和顏色，空氣過濾裝置使機艙內的空氣更加新鮮……
新技術和新模式讓夢想的起飛一拖再拖
在過去幾年里，787的推出被一拖再拖，有些航空公司因為其推遲交付而撤銷訂單。外界傳言787因為技術問題曾多次進行“返工”、“回爐”。就在一年前，波音公司高層還曾發表聲明表示，787新型客機上約有3%的組裝元件出現安裝問題必須予以更換。
對此，專家認為是由多方面原因造成的。787嘗試在管理上采用全球合作的模式，零件供應商遍及全球，合作者達到40多家，形成一個錯綜復雜的生產鏈。為了運作這個世界上最復雜的生產線，波音的構想是通過先進的數據庫及管理系統與世界各地的供貨商保持密切聯系。“他們原本是想降低成本，加快飛機研制進度，但真正實現起來不太理想。有些供應商不能做到準時供貨。”關志東說。
另一方面，關志東表示，此次使用的大量新技術在嘗試過程中會出現以前沒有遇到過的問題。解決這些問題，還需要一定工程經驗的積累。徐樑華也認為，波音787在新技術上的嘗試，雖然很有意義，但以當時的情況來說確實頗為大膽。
在人們感嘆新材料帶來的巨大能源節省空間的同時，也有許多人提出擔憂。國外有專家認為，復合材料與別的材料連在一起時在隱蔽處或許存在瑕疵，也就是說，787在空中飛行時將面臨新的挑戰。
徐樑華也表示這是不可避免的問題，由于革命性地使用碳纖維材料，如何與其它材料結合這個問題仍具有風險性。“就好像自行車制造過程中，如果三腳架使用復合材料而軸承使用金屬也會出現接口問題”。但他對此持樂觀態度，“任何材料都有不同程度的風險。從現在的情況來看，波音公司對這個問題有充分的考慮，他們將整個機身繞出來，盡量減少接口是一個不錯的方法”。
實際上，對于一波三折的787來說，12月15日的試飛只是一個新的開始。787在證明自己取得成功之前“仍有很長的一段路要走”。未來9個月，6架787將晝夜不停地進行試飛，測試項目包括半空失速、俯沖和急轉彎，同時還要接受極端高溫和低溫條件考驗。
波音787上的中國制造
當“夢想”飛上藍天時，其“中國制造”元素也引起了人們的關注。中國航空工業集團旗下的中國成都飛行集團、哈爾濱飛機工業集團有限責任公司、沈陽飛機工業(集團)有限公司均是該項目相應部件的唯一供應商，這也是波音公司首次選擇中方合作伙伴作為唯一供應商。
成飛是波音787項目方向舵唯一供應商。波音787方向舵是目前中國承接的最大的復合材料部件，長約10.7米，寬3米，項目對技術和管理都提出了極高的要求。據報道，截至目前，成飛公司已經向波音公司提供了12架方向舵產品，在波音開始正式交付使用后，成飛公司的方向舵產品將達到每年超過100架的批量生產。
哈飛負責787飛機翼身整流罩面板、復合材料零部件的生產。
翼身整流罩位于機翼和機身的結合部，其流線型的外體可將裸露在機體外面的部件或裝置封閉起來，起到保護與減少空氣阻力的雙重作用。翼身整流罩板均由復合材料制成。
在波音787翼身整流罩的生產過程中，哈飛發揮其在復合材料技術上的實力，開發應用了數字化鋪層定位技術，攻克了蜂窩加工技術、材料貼膜保護工藝試驗等技術難題，具備了制造世界先進飛機翼身整流罩所有裝配件能力。沈飛是波音787項目垂直尾翼前緣的供應商。而787飛機垂尾前緣也是沈飛與波音所有合作中“技術含量”最高、挑戰性最大的項目。
在787項目整個生命周期內，中國航空工業所參與的787方向舵、翼身整流罩、垂直尾翼前緣工作的總價值可達數億美元。有專家稱，中國航空制造企業參與787項目，一方面可以賺取外匯，更重要的是可以培養國內的技術人才，提升技術水平，參與國際競爭。此外，中方供應商負責項目中大量采用了先進的復合材料，其加工工藝在未來中國大飛機C919項目中也將發揮重要的作用。據透露，C919的碳纖維復合材料使用率將達到15%—25%。
北京航空航天大學航空科學與工程學院副院長關志東認為，波音選擇幾家中國企業作為零部件供應商，主要是因為中國生產成本較低，并可擴大其在中國的影響，增強在中國民航市場上的競爭力。此外，由國內企業生產的零部件并未涉及飛機的主要結構，因而從安全角度看也不存在很大問題。
雖然國內企業完全是根據波音提供的技術標準來生產，但無論如何，“這在一定程度上說明我們的制造技術已經到達一定水平，得到波音公司的認可。”關志東說。
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