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至中国大飞机国产化率由量变产生质变越至100

行业动态发布时间:2021-09-12

中国大飞机国产化率由量变产生质变越至100

2017年5月5日,全球的眼光都投向了上海浦东机场。在这里,C919国最近产大型客机开始它的首秀。经历了由假想变图纸、图纸变实物、实物能飞行等1系列重要环节,C919的首飞可以说是1个重要里程碑。说起中国人自己制造的大型民用客机C919,不能不提3个百分比10、60和100。这是大飞机的国产化率。

C919项目启动之初,斟酌到中国人继国产运10飞机以后再也没有碰过大飞机,中国商用飞机有限责任公司内部守旧估计,C919的国产化率大于10便可;交付下线后,这架1诞生就可以与波音、空客两大客机相媲美的中国大飞机,实现了近60的国产化率,并拿到570架的定单。

而C919终要实现100国产化。笔者了解到,C919飞机在制造时针对1些暂时未能实现国产的部份,选择了两条路1是国外原厂,国内合资;2是原装进口,到1定程度实现部份国产,终实现全部国产。

终实现全部国产化是中国商飞购买原装进口产品时设置的门坎,也就是说,1旦某项产品被中国商飞采购,那末它终都会逐渐国产化。这是产品生产厂商与中国商飞之间的基本约定。

为C919做控制律,难就难在这是次

如果把1架飞机比作1个人,那末发动机就是心脏,液压系统是血液,而控制律则是灵魂。当中国商飞研制的中短航程支线客机ARJ21⑺00在进行各种试飞验证时,国产大飞机C919的设计也争分夺秒地开始。

控制律实际上是1个算法。上海飞机设计研究院操稳特性与控制律室副主任郑晓辉介绍,依照专业的解释,电传飞行控制律是电传飞控系统运行的控制规律。控制律表明了飞行员操纵与飞机运动响应之间的关系,通过反馈控制算法,取得飞行员期望的飞机操纵特性。

以自动停车技术为例,目前的自动停车技术可以做到操作者按键设定目标,汽车自己停进指定位置。在这1进程中,算法起到相当重要的作用。看上去是车自己倒进去的,但实际上是车上的传感器丈量了距离、角度等因素,通过数据的计算,控制轮子去完成。

飞行控制律的算法也是一样的作用。控制律算法越复杂,飞行员的负担就越轻,就越容易操控飞机,通过算法设计,使得飞机灵能化程度更高,减少人出错误的可能性。

2012年,中国商飞组建了1支以上海飞机设计研究院操稳特性与控制律室设计人员为主的攻关队,为C919设计电传飞行控制律。4年后,这支主要由80后组成的队伍初步完成设计。

中国商飞自行研发了C919飞行控制律的算法。ARJ21⑺00型支线飞机采取了相对简单的开环控制律,很多操作需要飞行员手动完成;而C919采取的是复杂很多的闭环控制律,飞行员手动操作的内容少了很多。

霍尼韦尔公司是C919飞控系统的供应商,受制于美国法律,它不能向C919项目方提供飞行控制律算法这项技术,只能由中国商飞自主研发。研发进程中,霍尼韦尔公司只负责将中国商飞设计好的算法与方案进行功能的实现。对程序设计是不是适合的问题,霍尼韦尔公司只回答对或不对,故障则由中国商飞自行定位并排除。

河水没有明显的异常

为C919做控制律,难就难在这是次。郑晓辉说,与国外相比,我国在飞行控制律算法方面的经验严重不足。1旦完成次设计,后续型号的设计就会容易许多。比如,空客A320也是次弄电传,到了330、340,只要在320的基础上调剂,很快就可以做出新的算法。

中国商飞为算法攻关团队开设了1趟专门班车,每天晚上10点钟开往地铁站。办公室里常备若干张折叠床,如果下班太晚,年轻人就直接睡在办公室。这间办公室有个不成文的规定,每一个人周1至周5最少要加3天班,周6要加1天班,周1至周5正常下班时间是21点,所有人1视同仁,坚持最少两年。

每次,团队把算法设计好,还要构成系统技术规范,全部翻译为英文后发给供应商,然后由供应商写软件代码。团队成员赵晶慧介绍,他们为C919设计的控制律共有4100多条英文需求、前前后后跟供应商开了200屡次英语电话会议。

买不到的疯狂材料

在C919身上,先进材料首次得到了大范围利用。

在它的皮肤上,第3代铝锂合金材料、先进复合材料的用量分别达8.8和12,而此前在ARJ客机上的利用量唯一1。ARJ的新材料,用于非承力结构,而C919使用在机身后段和平尾等承力部位。对标波音737和空客A320两种型号的竞争对手,C919上先进复合材料的使用量也更多。

因此,C919被认为在我国材料领域具有里程碑式的意义。公然资料显示,新材料使体型较大的C919减重7以上。

中国商飞公司上海飞机设计研究院标准材料设计研究部副部长袁宇慧告知笔者,飞机上使用的复合材料主要是指碳纤维增强树脂基复合材料,具有质量轻、耐腐蚀的特点,不但能下降飞机的自重、增加载客量,而且还能减少后期保护的费用。

用材料科学专家、中南京大学学材料学院教授邓运来的话来讲,飞机的皮肤就是1代飞机的标志,1代飞机,1代材料。材料越轻、耐久性越佳,飞机的性能也就可以随之上1个台阶。

而我国材料科学在世界上还处于较为弱势的地位,30多年前研制的运10民用机采取的就是全金属质地。C919目前使用的复合材料全都来自国外供应商,但在没有基本材料标准的情况下,即使向老外购买,都是1件极为困难的事。

袁宇慧要做的,就是根据飞机性能需求,制定出C919每个部位材料的选用标准。她告知笔者,世界上每家飞机生产厂商生产的每种型号飞机,都有1套专属的材料标准。这些材料标准,就像可口可乐的神秘配方1样,具有自主知识产权买不到。

袁宇慧和团队花了4年时间才把C919材料的标准文字、内容部份基本肯定,但具体到每一个部位每种材料的纤维量、拉伸长度、树脂含量、物理性能、化学性能、力学性能等数据,还要重新做实验,再用统计学算法得出公道值。这个公道值,既要保证符合C919的设计需求,也要具有生产的可能性,还要终得到适航当局的认可。

这些年来,标准材料团队几近每天都在设计、制造的1线调研。实操工程师会告知他们,需要哪种性能的材料,软1点、拉伸度强1些、质量轻1些工程师们口中的1点、1些,到了材料师那里,就必须量化为具体参数。

这些参数,每次都是由材料师通过实验室比对、实操丈量等繁琐又枯燥的方式取得。

值得1提的是,凭仗丰富的材料领域经验,袁宇慧团队目前已在指点中航工业下属的辅助材料生产企业和江苏1家民营企业进行材料优化和革新,过去我们只会告知他们要甚么,做不出来就算了;现在我们可以帮助他们分析,弹簧实验机是专门测试弹簧的仪器问题可能出在哪一个环节,可以如何改进。

C929、C939梦想飞机已在研发

中国人的大飞机梦,绝不会止步于C919。笔者注意到,C造成钣金腐蚀929、C939等梦想机型也正在紧锣密鼓地研发中。

张弛是中国商飞北京民用飞机技术研究中心未来产品与技术研究团队的副组长。他和他的团队,负责C919的未来机型。他们给自己起了1个特别的名字梦幻工作室,负责灵雀项目。

灵雀项目,说通俗些,就是设计研发缩小版的大飞机。这类灵雀飞机更具未来感,无人驾驶,体积极小。这样1架飞机的本钱还不到C919的1,却承载着中国大飞机梦的未来。

灵雀飞机,是1种缩比验证机型。张弛得意地向笔者展现新款的灵雀B飞机,它的机身和机翼融为1体,更加经济、更加舒适,它的尾翼只有两片,比1般的3片尾翼飞机阻力更小。

这个由30岁左右的年轻人组成的团队,正在为解决机票贵、飞机油耗大这样的世界性困难而进行研发。

张弛团队常收到的同行建议是:你们这个方案可能不行吧?

在各种讨论声中,梦幻工作室从2012年至今已做了9架缩比实验机,也出现太小飞机起飞后失控、地面调度不成功的案例。没有失败,就不是创新,那叫模仿。我们不干那个。

笔者了解到, 在ARJ21客机试飞取证、航线示范运营,和C919大型客机设计研发、总装制造、首飞准备工作中,商飞青年发挥了极大作用10支青年创新创业团队,共有超过230名成员,平均年龄不到30岁,却承当了C919大型客机控制律攻关等37项民机关键技术的攻关任务。

编辑点评

C919是我国民航工业上的次突破,具有不可替换的创新性、奠基性和首创性。它将是中国型实用化大型客机,也将是中国型投入市场运营、参与市场竞争的大型客机。