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【特稿】五十载“破茧化蝶”——国产大飞机C919的前世今生

2023-06-02 14:20

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

五十载“破茧化蝶”

——国产大飞机C919的前世今生

曲清涛

2023年5月28日10:32分，中国东方航空MU9191次航班，从上海虹桥机场起飞。

当天12:31分，MU9191次航班顺利降落在首都国际机场。

C919穿过象征民航最高礼仪的“水门” （图片来源：航空工业）

这是国产大飞机C919执飞的首个商业航班，一百三十多名旅客，共同见证了这次了不起的历史飞行。

从一张张图纸上的构想到真正冲上云霄，中国人的“大飞机梦”经历了半个世纪的筚路蓝缕，终于“破茧化蝶”，飞进现实。

梦想启航

让我们先回顾国产大飞机一路的征程：

2003年科技部成立“大飞机项目论证组”；

2007年，“大飞机”正式立项；

2009年被命名为“C919”；

2011年首批零件在成都开工；

2015年首架机总装下线；

2017年成功首飞；2021年签订首批商业合同；

2022年拿证，实现交付商用。

国产大飞机C919从酝酿到如今顺利实现商用，期间经历了太多故事，它的前身便是命运多舛的“运10”项目。

20世纪60年代，周恩来总理乘坐螺旋桨飞机访问欧洲，欧洲媒体称中国是“没有翅膀的雄鹰”，讽刺中国民航制造业的落后。

1970年7月，毛主席在视察上海时指示：“上海工业基础这么好，可以造飞机嘛”。于是，国内有关部门便开始筹划设计生产属于中国的“大飞机”项目。

彼时，中国能够生产部分战斗机和运输机，但“大飞机”还从未敢想过。

所谓“大飞机”就是大型客机，一般指起飞总重超过100吨的运输类飞机，同时包括150座以上的干线客机，这是国际民航的通用机型。

能否自主制造大飞机，决定了各国在民航领域的综合实力，更是国家工业实力的直接体现。

美国的“波音707”，苏联的“图104”，以及法国的“空中客车”A300，都是当时工业强国大型客机的代表型号。

波音707

但是，生产“大飞机”绝非易事，不仅需要众多航空科技支撑，更需要先进的航空装备工业保障。

客观来说，当时的中国并不具备这个能力，但在“集中力量办大事”的思想指引下，项目还是顺利启动。

1970年8月27日，代号“708工程”的“运-10”的飞机项目正式上马。来自全国航空工业的各路精英，被历史匆匆推上舞台。当时包括军队、中央各部委机构以及全国21个省、自治区、直辖市的262个单位被抽调参与研发。

中国航空设计者们在既无经验，更无图纸的背景下，只能通过摸索其他国家客机的结构，一点点起步。

上海作为项目最重要的工业制造城市，责无旁贷肩负起“大飞机”的主要制造任务。其中，原中国人民解放军5703厂（上海飞机制造厂）负责飞机总装；上海第一汽车附件厂（上海发动机制造厂）负责发动机制造；118厂（上海航空电器厂）负责起落架制造；上海无线电二厂负责雷达制造。

运-10

经过整整五年的研究，1975年6月，项目组终于完成了“运-10”的全部设计图纸，随后便开始了边制造，边试验的过程。

1980年初，“运-10”成功完成飞行试验机制造，通过了操纵、液压、燃油、航电网络四大系统模拟试验。

同年9月26日，首架“运-10”在上海完成飞行试验，先后在多座城市开展航线科研试飞，甚至还曾7次飞越被称为“死亡航线”的喜马拉雅山，为西藏运送急需物资。

那时的国产大飞机笨拙朴素，同时也带着不愿低眉的倔强之气。

重启梦想的C919

不过，“运-10”在试飞时，被发现存在不同程度问题，急需进一步试验，可那时的情况却有了不一样的改变。

在当时的历史条件下，孱弱的工业配套，使得早产的“运-10”根基不稳，虽经多次试飞，但仍没能解决配套发动机研制周期的问题，再加上翼型、气动研制、参数设置、材料技术上等短时间内难以克服，让“运-10”项目不堪重负，最终搁浅。

1985年整个项目被砍。

花费了国内无数人力物力，历时15年，总投资达5亿的“运10”项目自此沉寂于时光之中。

“运10”前“永不放弃”的雕塑

“运10”项目的下马，有一个很关键的原因：当时流行市场换技术，上海正与美国麦道公司合作生产大飞机。

1990年，通过美国提供的技术以及材料工艺，我国负责从零件制造到总装试飞全流程的MD-90机型横空出世，获得了美国颁发的适航证，迅速拉近了与世界民航工业的距离。

可就在我们觉得这样的方式可以持续下去时，1997年，麦道公司被波音收购，MD-90项目被迫中止。

借路麦道的设想破碎之后，中国的大飞机梦想又经历了一次漫长的等待。

进入新世纪后，中国航空工业第一集团公司在上海成立项目公司，启动ARJ21新支线飞机研制工作，开始发展具有世界先进水平的涡扇支线飞机。

中国航空工业第一集团公司

经过十多年的研发，2017年，ARJ21新支线飞机成功投入航线运营。

但ARJ21只是中短程新型涡扇支线飞机，距离“大飞机”还有一定距离。所以在研发ARJ21同时，我国就已经开始了国产大飞机的研发工作。

作为同时拥有“运10”、麦道以及ARJ21支线飞机研发和生产的重要城市，上海毫无悬念地成了国产大飞机的总部基地。

2008年，中国商飞公司（COMAC）在上海成立，建造中国自己的大飞机这个曾经尘封多年的梦再次起航。

中国商飞上海飞机制造有限公司

这一次，它的名字是C919。

“C”代表中国，“9”在汉语中寓意长久，“19”代表的是我国首型大型客机最大载客量为190座。C919之后的未来型号也可能命名为C929，其中“29”代表这一机型的最大载客量为290座。

从一开始， C919对标的就是空客A320和波音737这样的大型客机。

看下C919的进度表或许更能感受到一股时不我待的迫切感：

2008年5月，中国商飞成立

2008年11月，“C919”项目启动

2009年，香港亚洲航展，C919样机模型出炉；

2010年，珠海航展，C919样机首次亮相；

2015年，C919完成总装，随后进行飞行试验；

2017年，C919首飞成功。

2022年，C919成功完成100小时验证飞行

一切都在按计划有条不紊地推进，甚至还没有首飞时，C919就已经获得了235架的订单。

C919（图片来源：新华社）

作为最具现代化科技的大型客机制造，涉及材料科学、冶金科学、工程力学、空气动力学、热动力学等前沿学科，即便一个不起眼的紧固件，都是现代高端制造业的集成。

因此，整个C919项目动员了全国22个省份、200多家企业、36所高校、数十万产业人员参与研制。

这源自C919项目的宗旨：借助大飞机制造，扛起中国航空产业的大旗。

传奇才刚刚开始

C919客机是继“运-10”之后，中国首款按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。全机长38.9米，翼展35.8米，座级158—168座，航程4075—5555公里，经济寿命80000飞行小时。大飞机的研制成功，对振奋民族精神的意义不亚于“两弹一星”，不亚于载人航天飞机。

而摘取大飞机这颗“现代工业皇冠上的明珠”之路却并不轻松。C919大飞机研制过程几乎每天都遇到新的困难和挑战。一个全新的机型，除了要进行大量的核心技术攻关外，最难的是要进行飞机总体的顶层设计，要“无中生有”地设计出一架飞机。因此，C919是有完全自主知识产权的，是中国人自己的大飞机，绝对是“中国智造”。

LEAP-X1C发动机（图片来源：中关村蓝海军民融合产业促进会）

在C919设计研制中，突破了一项项关键技术。在新材料应用上，C919建立了铝锂合金的材料规范体系、设计许用值体系和制作工艺规范体系，并首次将这些材料应用到民用飞机上，用量达到机体结构重量的7.4%。不仅如此，它还大胆尝试了钛合金3D打印等“绿色”加工方法，充分体现了C919大型客机带动国内基础工业的能力与未来趋势。C919机头采用四块玻璃的承载式风挡设计，风挡参与受力，大大减轻了飞机整机重量，提升了飞机结构承载效率。玻璃比波音和空客用得少（其玻璃数量为6块），每块还比空客大50%。窗框面积也相应减少，像是超大全景天窗，使飞行员的视野更加广阔。

在鸟撞实验中，2公斤重的冷冻鸡以800公里/小时的速度撞击到机头上，结构没有明显缺失。另一个值得关注的是我国第一次自主设计的超临界机翼。常规机翼在跨音速飞行的时候，空气阻力像堵墙一样垂直挡在飞机前方，使耗油量增加。超临界机翼的设计使用，巧妙地化解了这个难题，使C919的巡航速度每小时提升100多公里，得到了国际同行的一致认可。

C919采用的昂际航电“综合模块化”航电平台，可以减轻飞行员负担，提高导航性能，改善人机界面，被认可为是当今航电系统解决方案中最先进、最尖端的技术体系之一。此外，C919大飞机还采用先进的电传操纵和主动控制技术，用以提高飞机综合性能，改善人为因素和舒适性；采用先进客舱综合设计技术，提高客舱舒适性；采用先进的维修理论、技术和方法，降低维修成本等。

在飞机制造中，最具技术含量、成本占比最高的是结构、发动机和航电系统三个部分。目前，C919的结构系统由中国商飞设计，多家国内企业一起制造，具备完全自主知识产权；发动机则由美、法合资公司CFM提供；航电系统由中美合资的昂际航电公司提供。除上述三大系统外，飞机其他部分的组件和技术也多由中外合资企业提供。C919近60%的国产化率带来一些关于国产化的质疑，国产化还是“组装机”成了过去这些年C919始终挥之不去的“流言”。

其实在研发模式上，不仅是中国商飞，波音与空客采用的也是“主制造商—供应商”模式，即供应商提供子系统，制造商进行总体设计与集成。毕竟，民航客机作为人类有史以来最复杂的工业产品之一，前后牵涉到数十万个零部件，不可能由一家甚至一国包办，只能通过国际合作，采用大量的国外供应商也十分正常。目前，波音、空客也存在大量零部件外包，其主流飞机上不乏中国、日本、韩国等其他国家代加工的部件。

事实上，能将那么多的飞机零件组装起来，本身就是一件了不起的事情。C919飞机上有几百万个接口，关系到液压、航电等多系统之间的关联，绝不是简单的拼接，而是要实现全系统的关联。那么如何关联，就取决于飞机的设计方案，中国商飞的知识产权也体现在对系统之间的集成控制上。C919的供应商遍布全球，其中不乏有同样为空客和波音提供零件的供应商，但需要什么样的零部件，对零部件有怎样的技术要求，这完全是由中国商飞决定的，体现出我们的自主权和决定权。

C919的“破茧化蝶”，不仅代表着国产大飞机正式登上历史舞台，与欧美巨头形成“共竞蓝天”的格局，更是标志着我国航空工业以及民航市场的起飞，是我国从制造大国迈向制造强国的关键一步。当年面对质疑、嘲讽和不屑，靠着脚踏实地的奋斗，使新中国的航空工业从追逐跟跑，向着自主创新大步迈进，一天天由小变大，由弱变强。站在新的起点上，中国大飞机事业的发展任务依然艰巨。但只要保持踔厉奋发、勇毅笃行的精神，秉持自主创新、开放合作的态度，坚持质量第一、安全第一的原则，就必将迎来中国大飞机更加美好的明天。