中國自研大飛機(jī)面臨發(fā)動機(jī)與復(fù)合材料兩大難題
當(dāng)今的中國已經(jīng)步入了科學(xué)、理性的發(fā)展軌道。中國已把大型客機(jī)項目確定為《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》的十六個重大專項之一。國務(wù)院在二00七年批準(zhǔn)了大型飛機(jī)研制重大科技專項正式立項。
國務(wù)院總理溫家寶曾表示,造大飛機(jī)是國家意志,是戰(zhàn)略考慮,是國家興旺發(fā)達(dá)的標(biāo)志,也有很直接的科技意義和經(jīng)濟(jì)效益。
大飛機(jī)制造:"工業(yè)化領(lǐng)域的皇冠"
"大飛機(jī)"是指重量超過100噸、擁有150座以上的干線噴氣式客機(jī)。目前僅美國、歐盟、俄羅斯有能力制造。2007年2月,中國大飛機(jī)項目正式立項,2008年5月,大飛機(jī)項目公司--中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司在在上海揭牌成立,研制工作實質(zhì)性啟動。"如果說,2007年大飛機(jī)立項和2008年項目公司掛牌是擺下了一張棋盤,那么,過去的一年,這個項目可以說是在布陣。"曾擔(dān)任大飛機(jī)專項論證小組協(xié)調(diào)員、觀察員的何志慶說。
大飛機(jī)制造一直被譽(yù)為"工業(yè)化領(lǐng)域的皇冠",不僅因為其是數(shù)百萬零部件的大集成,更是對一個國家包括電子、機(jī)械、新材料、冶金、化工、工業(yè)制造等諸多行業(yè)全面性檢驗的挑戰(zhàn)。目前只有美國、俄羅斯、歐洲三強(qiáng)擁有制造大飛機(jī)的能力,其中只有美國波音和歐洲空客兩家具有市場化成功經(jīng)驗。"8億件襯衫才能換回一架波音或者空客"的進(jìn)出口尷尬,決定了大飛機(jī)項目在我國未來產(chǎn)業(yè)合理布局里的重要地位。
據(jù)《國際先驅(qū)導(dǎo)報》報道,在外界看來,中國大飛機(jī)項目的布陣工作,主要圍繞技術(shù)路線、體制架構(gòu)和人才建設(shè)三個方面開展。
飛機(jī)設(shè)計研制的全部過程,分為預(yù)發(fā)展、詳細(xì)設(shè)計、全面試制、適航取證等階段。據(jù)大飛機(jī)項目公司內(nèi)部人士透露,這個項目已進(jìn)入"預(yù)發(fā)展",正在開展技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性研究,同時進(jìn)行氣動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等一些關(guān)鍵技術(shù)的論證和研究,今年將全面完成可行性論證,深化初步總體技術(shù)方案,并開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和相關(guān)試驗。大飛機(jī)未來的"外形"和"體態(tài)"也已確定。中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司總經(jīng)理助理王文斌說,COMAC919飛機(jī)將采用超臨界下單翼、翼吊兩臺先進(jìn)渦扇發(fā)動機(jī)、常規(guī)平尾、前三點式可收放起落架布局形式,駕駛艙將采用兩人制。基本型全經(jīng)濟(jì)布局為168座,混合級布局為156座。在體制架構(gòu)方面,到去年年底,大飛機(jī)項目已形成總部加設(shè)計研發(fā)、總裝制造、客戶服務(wù)"三大中心"的整體布局。
航空人才培育也在較近全面提速。目前,中國大飛機(jī)項目公司下屬研發(fā)人才約有4000多人,而可滿足研發(fā)需要的理想人數(shù)應(yīng)是目前的5倍。為此,這個項目已研究構(gòu)建"海外引智"機(jī)制,確保在2009年引進(jìn)20名海外高層次人才,引進(jìn)、招聘各類人才2000人。
研制特色:中國飛機(jī)裝上"中國心"
歷史回顧:曾遭國外巨頭喊停
據(jù)《國際先驅(qū)導(dǎo)報》報道,20世紀(jì)80年代中期,中國提出飛機(jī)工業(yè)發(fā)展"三步走"計劃,注重和國外合作開展聯(lián)合設(shè)計研制。1985年,上海飛機(jī)制造廠與美國麥道公司合作組裝生產(chǎn)MD82客機(jī);1992年起,雙方啟動了MD90的組裝。在與麥道合作的同時,1996年,中國和空客開始聯(lián)合研制AE-100型客機(jī)。然而,由于國際航空企業(yè)格局的變化,1997年8月,麥道公司被波音公司并購,后者終止了與中方的合作。1998年,空客終止了AE-100項目。至此,中國大飛機(jī)的研制工作陷入停滯。
"為什么每到合作的關(guān)鍵,國外巨頭就會喊停?30年的教訓(xùn)告訴我們,核心技術(shù)是不可能轉(zhuǎn)讓的,我們必須走自主研發(fā)的道路。這就是ARJ21項目和未來的大飛機(jī)項目為什么要牢牢抓住設(shè)計權(quán)和自主知識產(chǎn)權(quán)的原因。"ARJ21飛機(jī)原總設(shè)計師、大飛機(jī)項目專家顧問吳興世如是評價。
自主研制:中國飛機(jī)裝上"中國心"
今年年初,在我國商用飛機(jī)發(fā)動機(jī)項目公司--中航商用飛機(jī)發(fā)動機(jī)有限責(zé)任公司成立新聞發(fā)布會上,中國工程院院士、中國航空工業(yè)集團(tuán)公司科技委副主任劉大響表示,我國有望用20年左右的時間,讓裝有"中國心"的"國字號"大飛機(jī)飛上藍(lán)天。
這位我國著名航空動力專家說,我國國產(chǎn)大飛機(jī)裝上"中國心"飛天,大致將分兩步實施:一是國產(chǎn)大飛機(jī)購買國外成熟發(fā)動機(jī)實現(xiàn)首飛、開展試驗,國產(chǎn)發(fā)動機(jī)同步進(jìn)行研制;二是在適當(dāng)時機(jī)換上我國自主研制的發(fā)動機(jī)。新任項目公司總經(jīng)理張建表示,通過這兩步,公司將"爭取讓國產(chǎn)發(fā)動機(jī)和國產(chǎn)大飛機(jī)同步飛上藍(lán)天"。
國際合作:不固守"中國血統(tǒng)"
在中國航空工業(yè)集團(tuán)代表委員的新聞發(fā)布會上,中航工科技委主任張洪飆代表表示,大飛機(jī)研制要結(jié)合自主研制和國際合作;中國商用飛機(jī)歡迎跨國公司聯(lián)合國內(nèi)公司競標(biāo)。
張洪飆指出,中國商用飛機(jī)公司更多是發(fā)揮中國航空工業(yè)集團(tuán)的力量,不搞重復(fù)建設(shè)。中國商飛飛機(jī)公司只搞研究開發(fā)、系統(tǒng)集成、營銷和培訓(xùn)工作。
在第七屆珠海航展上,針對中國大飛機(jī)的研發(fā),俄方工作人員表示非常有興趣參與。前蘇聯(lián)以及俄羅斯曾經(jīng)研發(fā)出圖154客機(jī)、伊爾76運(yùn)輸機(jī)等成功機(jī)型,中方也購買并使用了上述機(jī)型。雖然目前中國民航運(yùn)輸公司主要運(yùn)營波音和空客的噴氣式飛機(jī),但中國軍方和支線航空公司對俄制飛機(jī)依然有非常大的興趣。俄方愿意以技術(shù)參股等形式參與中國大飛機(jī)的研發(fā),當(dāng)然這有待于雙方進(jìn)一步的商談。
研制硬傷:未掌握發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)
第一、造"心臟"需龐大資金:國產(chǎn)大飛機(jī)要有強(qiáng)健的"心臟"。為了既能長途又保安全的飛行能力,大飛機(jī)必須有一個強(qiáng)大的"心臟"--大型渦輪噴氣式發(fā)動機(jī)來支撐,這缺乏大飛機(jī)發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵技術(shù),正是目前我國研制大飛機(jī)過程中的"硬傷"!比較而言,歐洲國家投入研發(fā)大飛機(jī)的經(jīng)費(fèi)超過200億歐元,而我國投入的只有300--400億人民幣,是前者的1/5都不到,投入少又要研制出相當(dāng)高要求的發(fā)動機(jī)確實是嚴(yán)峻的考驗。
第二、復(fù)合材料需要突破:對高端復(fù)合材料的要求也會影響到我國大飛機(jī)的研制進(jìn)度,目前我國的復(fù)合材料研究實力在全球還大大落后于日本等先進(jìn)國家,如果未來10年我國在相關(guān)復(fù)合材料上的研究還不能取得突破性進(jìn)展,那么國產(chǎn)大飛機(jī)研制很可能要受制于人。
第三、人才缺口比較大:人才緊缺也是現(xiàn)在國產(chǎn)大飛機(jī)項目中不得不面對的難題。飛行商業(yè)運(yùn)作是長線經(jīng)營,離不開飛機(jī)設(shè)計、制造工藝、材料、客服等四種人才。空客的研發(fā)團(tuán)隊一般需5000多名技術(shù)人員,而如今即使在我國大飛機(jī)研發(fā)的"重鎮(zhèn)"上海,符合條件的高等院校人才也僅為700人。
◆對策:大飛機(jī)人才海外受訓(xùn)
中航工業(yè)總經(jīng)理林左鳴在2月17日表示,中航工業(yè)計劃每年向國外輸送50-100名技術(shù)骨干,并將堅持該人才培養(yǎng)計劃至少10年,其目的就是為了培養(yǎng)出中國航空工業(yè)的"領(lǐng)軍人物"。
隨著大飛機(jī)項目的上馬,我國航空業(yè)國際化人才的培養(yǎng)戰(zhàn)略也日漸清晰。
支線飛機(jī):為大飛機(jī)探路
目前,中國首架擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的ARJ21-700"翔鳳"新型渦扇支線飛機(jī)在上海首飛成功,現(xiàn)已轉(zhuǎn)入試飛取證階段。
業(yè)內(nèi)人士指出,"翔鳳"的首飛成功,標(biāo)志著中國在擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的支線飛機(jī)研制上取得了重大突破,也為大飛機(jī)的研制奠定了堅實的基礎(chǔ)。
據(jù)《國際先驅(qū)導(dǎo)報》報道,在上海航展上,"翔鳳"引來了眾多市民的議論:"真像波音737,真像大飛機(jī)!"
這個"像"字,恰恰指明了ARJ21為大飛機(jī)"探路意義"之所在。
ARJ21-700總設(shè)計師陳勇說,飛機(jī)在設(shè)計之初就希望為乘客、航空公司提供干線大飛機(jī)水平的舒適度。"這意味著,一名乘客乘坐它從國內(nèi)中小城市前往樞紐城市,再轉(zhuǎn)大飛機(jī)去國外或其他大城市的時候,他的感受是完全相同的。"陳勇說。
而在中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司總經(jīng)理金壯龍看來,這個"像 "字不僅在于直觀上的舒適性,與許多低座級的支線飛機(jī)不同,每架約為70至110個座位的ARJ21,其技術(shù)水平和特點更為先進(jìn),也更接近150座大飛機(jī)。正因為此,這架飛機(jī)為中國未來研制大飛機(jī),在設(shè)計、研制、試驗、取證、營銷、供應(yīng)商管理等方面提供了技術(shù)基礎(chǔ),積累了經(jīng)驗教訓(xùn),也打造了一支非常難得的專家人才隊伍。一些專家認(rèn)為,對于致力于研制出大飛機(jī)的中國民用飛機(jī)事業(yè)而言,ARJ21就有幾分這樣的"開道"意味。
2009:大飛機(jī)研制關(guān)鍵年
據(jù)《國際先驅(qū)導(dǎo)報》介紹,按照中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司發(fā)布的計劃表,COMAC919初步計劃于2014年底至2015年中實現(xiàn)首飛,并在2016年投入市場。6月6日舉行的大飛機(jī)項目總裝制造中心成立儀式上,中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司總經(jīng)理金壯龍介紹說,2009年是COMAC919大飛機(jī)項目的"研制年",年內(nèi)將完成五個方面的設(shè)計研制任務(wù)。
這五項任務(wù)分別是:完成COMAC919大型客機(jī)可行性研究報告;向國內(nèi)外供應(yīng)商發(fā)出系統(tǒng)工作包招標(biāo)書并基本確定供應(yīng)商;完成初步總體技術(shù)方案評審;完成工藝總方案、裝配協(xié)調(diào)方案初稿和工藝設(shè)計規(guī)范;完成展示樣機(jī)技術(shù)準(zhǔn)備、機(jī)頭物理樣機(jī)制造、初步數(shù)字樣機(jī)構(gòu)建和全機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系規(guī)劃。
大飛機(jī)項目公司有關(guān)專家介紹說,根據(jù)飛機(jī)研制的一般規(guī)律,"預(yù)發(fā)展"大約需要2年時間,而此后約5年將經(jīng)歷詳細(xì)設(shè)計、全面制造、適航取證等階段。據(jù)分析,后5年很可能被劃分為2年詳細(xì)設(shè)計、2年全面制造、1年半適航取證的大致步驟,而其過程與中國研制ARJ21的過程應(yīng)該會相當(dāng)接近。
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