盘点C919研发过程中的重要技术突破

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12月9日，全球首架C919干线客机正式交付首发客户中国东航。

中国人的大飞机之梦，至此完成了技术篇的圆满收尾，向“市场篇”全新启航。作为国家战略性工程大飞机项目的重要载体，我国在C919上的重大突破集中体现了党的十八大以来我国在重大技术装备领域的成就。

盘点C919研发过程中诸多重要的技术突破，航电系统无疑是其中的重要领域之一。

“缺心少魂”的历史

经过近百年的发展，现代民用航空制造业已经构建出一套较为成熟的设计模式和供应链管理体系。这也意味着在机体设计和部件制造工作方面，现代民航制造业整体上难以短期内实现跨代性的突破创新。

与此同时，在现代机载系统乃至总体平台中，航电系统的重要性正快速攀升。尤其是随着电动化、智能化、数字化浪潮的展开，小到手机家电、大到飞机船舶，电子系统在现代工业产品产业链、价值链中的崛起已成为普遍现象。

需要面对的一个事实是，长期以来，我国大型民机航电系统研发应用与国外存在明显差距。

IMA基础结构

尤其是20世纪90年代后，国外航空工业界提出了综合模块化航电系统（IMA）的架构理念，这种起源于第五代战斗机设计的全新架构，旨在实现不同功能机载电子电气系统的集成优化，为上层应用开发提供通用API接口调度资源，大大简化软硬件集成与开发难度，同时增强航电系统的可维护性和可配置性，改善设备体积、重量、功耗表现。

目前先进的分布式集成模块化航空电子设备（DIMA）结构示意。

随着波音、空客等航空制造企业启动基于大型民机项目的IMA工程实践，IMA架构理念的优势也不断得到印证。

波音公司曾透露，通过IMA架构，其波音787客机航电系统总重量可较同级别机型削减2000磅（约907千克），设备数量进一步减少，全机网络拓扑结构得到简化，可靠性提高；同时，外场可更换模块（LRM）的设计也使客机的可维护性明显提高。

IMA带动的绝不仅是一套可见的机载软硬件系统更新换代，更是背后全产业链需求定义、项目管理、设计测试模式和标准的深刻变革。

在中国航空学会2007年学术年会的论文集中，一篇名为《大型客机航空电子系统研发关键技术分析及建议》的论文系统梳理了当时国内大型民机航电系统研发能力上与海外的差距：

“

目前我国民机机载航空电子行业存在三个主要问题， 一是目前的机载航空电子系统与技术水平和产品不能满足民用飞机技术要求；二是技术储备不能满足民用飞机市场需求，三是由于适航技术水平和适航管理能力薄弱，难以满足民机适航标准要求。

因此，在技术应用、工艺水平、制造技术、可靠性、可维修性以及性价比等诸方面与国外先进水平还有较大差距。

”

这些航空研发制造领域的体系化问题，反映出我国航空工业发展时间短、底子薄的客观现实。根据这篇论文介绍，在我国民航制造领域长期缺少型号需求牵引的背景下，民机航电系统“经费投入甚少，尚没有建立健全相应的从系统设计、系统研制到产品生产、试验完善的民机研发体系”。

除了技术薄弱，国内对民机航电设备标准及适航性要求也研究甚少，“尚未建立起按照适航体系要求的系统设计、开发、制造和试验的体系”。

始于C919项目的突破

C919客机采用了世界一流水平的开放架构IMA平台，其航电系统研发历程，某种意义上也是中国民机航电产业从设计、开发、制造到认证全环节向世界水平跃升的进程。

面对立项之初国内航电系统基础薄弱的情况，C919项目针对航电子系统和产品研发，开展了广泛的国际合作。通过与GE、霍尼韦尔等知名供应商合作，昂际航电、鸿翔飞控、中航雷华柯林斯等多家合资、合作企业陆续建立，采用联合设计的方式为C919提供航空电子系统配套产品。

其中，昂际航电担任航电系统集成供应商的角色。成立于2012的昂际航电是航空工业与GE以平股平资方式成立的合资企业。其主要业务内容包括C919航电系统3个大包和IMA、综合显示、飞行管理等5大子系统，其开放式架构IMA提供了可拓展、易配置的开放式计算机平台。

2022年第10期的《大飞机》杂志刊登了一篇报道。报道提到，昂际航电IMA软硬件团队共有软件开发组、软件验证组、硬件开发组等五个小组，承担了堪称C919“大脑”的IMA核心处理模块软硬件研制和适航任务。团队新研数十个被鉴定工具，共编写数十万条需求、数百万行代码和几倍于需求数的测试用例。

昂际航电IMA团队

根据这篇报道，2018年，昂际航电选定的中央机柜供应商宣布全面终止航空业务，面对急如星火的交付要求，IMA硬件团队与生产运营团队紧密合作，仅用三个月就完成了对新机柜材料和供应商的考核评估和生产切换，最终国产化中央机柜不仅按时交付，也达到了中国商飞装机件产品的质量及适航要求。

报道还提到，昂际航电正在大力进行本土研发人才培养，与GE、中国商飞等公司共同设立全球民用航空人才计划（GCAT），致力于提升民用航电技术人才的领导力，为中国航空培养骨干人才。

可以说，伴随着C919研制取得重大成果，经历适航审查考验的我国大型民机航电系统产业链、供应链实现了脱胎换骨式的提高。而在这一过程中对适航体系沉淀的实践经验和思维方式转变，将为中国民机航电产业进一步跨越式发展奠定坚实基础。

弥补短板，厚积薄发

从历史上大量的成功案例看，技术知识与诀窍的消化吸收往往存在自下而上的特征，即首先突破系统产品的总装集成，在这一层级取得可持续的市场份额后，系统产品的循序迭代将持续产生对产业链上一级子系统的需求，使人才、资本等资源向相关领域流动……

如此循环直至抵达产业链最上游的基础材料、器件乃至学术层面原始创新，最终实现与先进水平的并跑乃至领跑。

C919航电系统研制，也同样带动了我国航空电子产业链上游的一系列突破。

在2022年第5期《航空计算技术》中，名为《机载综合核心处理机标准化研究》的论文，揭示了我国航空电子产业链的最新成就。

以作为IMA架构中枢的机载综合核心处理机( ICP)为例。论文提到，针对某大型民用客机航电系统综合核心处理机，我国科研人员在吃透ARINC-650、DO-254等民机标准的基础上，已先后突破了ICP体系结构、自主知识产权操作系统、LRM模块设计等众多关键核心技术。

综合这些成就，在实现了体系标准、流程架构和设备软硬件的突破后，更上游的航空微电子器件领域的国产化进展将是未来新的看点。

因为随着飞行器航电系统架构的不断演进，越来越多传统上需要大量机电设备实现的功能，可以被集成到单个机柜乃至单个电路板、单个芯片管壳中，由此带来全机设计的全新自由度和性能改进空间，因此微电子元器件也日益成为航电产业链的关键环节。

在一直绵延至今的俄乌冲突中，以美国为代表的部分西方国家对俄罗斯的技术制裁，导致俄罗斯领域的民用飞机SSJ100、MS-21等干支线客机项目遭遇产品和技术短缺问题。

根据俄罗斯新闻网站RBC在2022年4月的报道，一位俄罗斯民航业内人士曾表示：

“（如果俄罗斯）不尽快解决配套问题，目前运营中的SSJ100机队将被迫大面积停飞……问题并不在发动机，而是刹车、传感器等各种机载系统及零组件。”

以此为鉴，微电子元器件领域已经成为了我国实现民机技术自主正向研发的重点领域。

2022年5月，航空工业计算所翔腾微电子公司发布消息称，其自主研制的GPU芯片HKM9000已经通过民用大飞机座舱显控系统联试验证，转入适航认证阶段。

这是国内首款应用到民机领域的GPU芯片。这一消息初步揭示了我国在航空专用微电子元器件领域的最新成就。

展望未来，从总体架构到设备总成、关键元器件，我国大型民机航电产业链业已初步成形，并经受了C919、ARJ21等项目研发过程的洗礼和磨砺，形成了一支有战斗力的技术和项目管理团队。未来，随着C919批量交付，商业循环的初步成型，我国航电系统产业发展还将迎来新的、更大的发展。

排版：蓝风

策划 | 文案：青岚

编审 | 监制：武晨、王兰

看航空融媒体工作室出品

原标题：《C919成功交付，揭示我国民机航电系统发展进入新天地》

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