從運十到C919,想造一架大飛機有多難?我們為什么要造大飛機?
5月28日,國產大飛機C919緩緩駛過了北京首都機場的“水門”,這必將是中國民航史上重要的里程牌,是一次將載入史冊的重大時刻。本次航班是C919的首次商業化運行,由中國東方航空使用中國商飛首架交付的C919大型客機執飛MU9191航班,從上海虹橋機場起飛至北京首都機場。這次的試飛,標志著C919 “研發,制造,取證,投運”的全面接軌,也是中國民用航空業商用大型噴氣式飛機“起步”的標志,也是中國大型噴氣式飛機“空中體驗”走向大眾的標志。
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中國商飛中程窄體干線客機COMAC C919
站在如今這個時間節點之上,再度回顧國產客機的發展歷程,不免讓人感慨,我們從一開始的八億條褲子換一架飛機,到如今的C919扶搖直上,走過了太多艱險和彎路,這之中有中國首架“大飛機”運十暗淡收場的遺憾,也有支線小飛機ARJ21成功的鼓舞。想造一架大飛機有多么艱難呢?我們不妨回顧一下,從運十開始這一路走來,到如今的C919的荊棘載途。
國產大飛機的夢開始于1955年。1955年4月11日,印度航空公司的民用客機,“克什米爾公主”號,在香港轉機后,開往印度尼西亞的雅加達。起飛五個小時之后,當客機靠近印尼海岸的時候,客機的右發動機突然發生了猛烈的爆炸,濃煙和烈火很快將客機吞沒,所有的旅客都不幸罹難。這架“克什米爾公主號”是中國代表團前往印尼出席萬隆大會的專機,周恩來總理本來也打算乘坐,但他臨時決定到緬甸去開會,僥幸逃得一命。而事后的調查顯示,這正是當時臺灣省國民黨當局,針對我國領導人的一次刺殺行動。至此,能像其他發達國家領導人一樣,出訪時能擁有安全可靠的專機便悄悄提上了新中國的發展日程。
印度航空公司 “克什米爾公主”號
夢想的種子已經埋下,只能靜待春風使其發芽。時間來到1970年,毛主席在上海視察期間,說了一句:“上海工業基礎那么好,可以搞飛機嘛?!本鸵驗檫@一句話,大飛機馬上變成炙手可熱的熱門項目,也正是因為這句話,首架國產大飛機的研制工作就落在了我國上海身上。
1970年8月,客機項目正式立項,被命名為“708工程”,這一工程后來有一個更廣為人知、也更為悲壯的名字——運十項目。由參與了中遠程轟炸機,轟6設計工作的馬鳳山擔任總設計師,由參與設計強5、初教6、殲教6等飛機的設計師程不時擔任副總設計師。運十項目正式開始啟動,這個網羅了全中國最優秀的飛機設計人員的項目組,誓要攻克大型客機,這個人類工業上的“明珠”。
馬鳳山與“運十”
708項目研發費合計5.377億元(其中包括研發費3.34億、基建費1.747億、上海市流動資金0.29億)。與此同時,在西方,開發同樣等級的大型噴氣式客機的費用通常在15億到20億美元之間,中國大型飛機的研究資金怎么看都算不上充足。但是,如果與那時僅有3千億人民幣的國內生產總值相比較,研發大型噴氣式客機的投資并不低。對于此前從未有過大型客機設計經驗的團隊來說,即便都是我國航空領域的佼佼者,其設計工作也是困難重重。大飛機并不是小飛機的簡單放大,尺寸放大到一定程度后,需要重新尋找問題的解決途徑,在結構和系統,甚至概念和方法上,都對技術人員提出了許多新的挑戰。
“如果說我國過去設計的飛機是一些小艇,那么運10就是一艘巨輪?!背滩粫r說。
整個運十項目進行過程中,盡管有上級的支持,但是進展還是異常艱難,工作壞境十分惡劣,技術人員甚至沒有固定工作場所,最大的辦公地點是項目組的食堂,不僅如此,由于運十的設計工作需要大量的計算機輔助,但是當時那個年代,我國的計算機資源匱乏,他們從上海的運算中心爭取到了一小段的工作時間,但是都是在半夜和清晨,他們不得不晝夜不停地工作。
就在這樣的內外困難之下,運十的項目設計團隊堅持完成任務,終于在1975年完成了設計方案的定稿。1976年7月,第一架運十飛機下線,送往西安做靜力學試驗。這架飛機總長42.93米,最大起飛重量110噸,可排178個座位,代表了中國航空工業的最高水平。
1980年9月26日,這對總設計師馬鳳山來說注定是一生銘記的日子,夢想的種子已然長成,到了收獲的日子了。運十的原型機在這一天要完成首次試飛工作,此時,距離運十正式立項已經過去了十年,十年心血成敗在此一舉。馬鳳山立下了軍令狀:可以用生命擔保其安全性,并愿意在首飛時隨機組上天。
當天上午9點37分,運十正式起飛,隨著起落架撕碎了引力的枷鎖,運十也如鯤鵬一般投入了藍天的懷抱。其爬升到了1350米左右的高空,繞著機場飛了兩個大圈,最后在一片歡呼聲中安全著陸。坐在飛機客艙中的馬鳳山不禁感慨萬分。
試飛中的“運十”
于此同時,地面上的上千名工作人員也爆發出了山呼海嘯般的歡呼,十年的耕耘,種子終于結出了果實。但是在場的所有人都沒有料到,很快,現實的大風將無情的將這顆剛剛結出果實的小樹無情吹倒,連根拔起。
就在運十首飛前幾個月,美國老牌航空公司麥道總裁麥克唐納來訪,并且得到了鄧小平同志的會見。麥道提議合資制造麥道飛機,這個提議很快得到了中方高層人員的認可,這一下子就讓剛剛取得重要成果的運十顯得十分尷尬。在那個奉行用市場換技術的年代,運十項目很快就失去了上級的資金支持,3號飛機盡管已經完成2/3的工作量,但之后便陷入停滯,完工遙遙無期。最終在1986年,隨著運十項目向中央申請的3000萬資金被財政部否決,運十項目就此宣布了死刑。我國的國產大飛機計劃,就此陷入了長久的寂靜。
野火燒不盡,春風吹又生。運十項目雖然最終胎死腹中,但是后來,運十小組的一些成員有幸參加了ARJ21飛機的工程。ARJ21是一種70-90座位的小型噴氣式客機,于2002年9月開始研發,并于2008年第一次試飛。盡管它不是我國一直垂涎的大型客機,但在設計上,我們具有完整的自主專利;在適航認證方面,我們完全按照美國聯邦航空局(FAA, Federal Airlines Authority Authority, FAA)制定的國際標準執行。這也為之后的C919橫空出世打下了堅實的基礎。雖然運十折翼,但ARJ21的成功,或許多多少少能夠給他們帶來些許慰藉。因此,ARJ21對我國航空業貢獻重大,這不僅僅是一架飛機的起飛,更是一個有著五千年文明古國的飛躍。
中國商飛支線客機 ARJ21
萬事俱備,只欠東風。2003年,隨著中科院院士、“兩彈一星功勛獎”獲得者王大珩給國務院寫信,提出重新啟動研制國產大飛機的建議。沉浸了多年的國產大飛機計劃再次啟動,而這一次,有了改革開放十多年來經濟發展的基礎和我國航空業和國際先進經驗的多次交流實踐的基礎,全新的國產大飛機已經是箭在弦上。
2007年2月26日,由溫家寶總理主持召開國務院常務會議,批準中國大飛機研制重大科技專項正式立項。次年3月,國務院正式批準成立中國商用飛機有限責任公司。這個沉浸了多年的夢想,再一次照進現實。
產線上的C919
如今,C919已經完成了首次商業飛行,想必日后一定會有越來越多的國產大飛機飛躍與祖國山河之上。但是,隨著C919的投入運營,質疑之聲也是接踵而至:“國產化率只有60%的C919究竟算不算國產大飛機?我們是否只是造了個殼子?
這個問題也自然有其產生的道理,對于這個問題的回答,筆者覺得這話對了其中一部分。C919的研制生產工作,主要采用的是“主制造商-供應商”模式來運行,也就是說,主要是由我們中方來牽設計工作,依據設計要求提出采購要求,機體部件(機頭、機身、機翼等)由國內供應商承制,航電、飛控、燃油等選擇與國外供應商聯合攻關,為此成立了16家合資公司。至于飛機的心臟發動機,主要是采用美國通用和法國賽峰合資生產的LEAP-X1C發動機,而未來可能會陸續更換國產長江1000A。
C919供應鏈分布
這種生產模式,是世界上所有主流商用客機都在使用的制造方式,像我們如今耳熟能詳的空客和波音都是采用這種方式,像波音787項目,轉包生產的零部件大約占65%;空客的4000多家供應商分布在全球49個國家,其中在中國就有100多家。
誠然,如今的C919我們主要負責的就是機身部件的生產,但是飛機機身不同于其他交通工具,其機身是產生升力的重要部分,也是動力系統的的重要組成之一,落實到工程上,其設計難度一點都不比其他部分低。對于機身來說最重要的就是材料和外形設計,這背后,是材料、冶金、工程力學、空氣動力學、熱動力學等等無數學科專業的集成。換句話來說,C919的生產帶動了我國一系列產業的全面升級,是對我國工業水平的一次全面考驗。這一次,我們先從擅長的領域入手,將大飛機的產業化生產流程摸透,再通過合資的方式學習國外的那些先進的,我們還不熟悉或是不夠先進的技術,逐漸提高國產化率。筆者認為這恰恰是一種虛心學習且認真負責的態度。不知道各位讀者有沒有想到什么?沒錯,之前的高鐵也是這種方式,從引進國際先進技術,到逐漸提高國產化率,最終讓高鐵成為我國的一張名片??偠灾?,飯是要一口一口吃的,高鐵的前車證明了,這條路是可行的,對于C919來說,筆者認為我們應該有信心,未來它將成為我國第二個“高鐵”。
那么,我們為什么要造自己的大飛機呢?答案十分樸素:賺錢。
一輛汽車,大約有3萬個零部件,而大型客機,則會牽扯上百萬個零部件。筆者就拿C919舉例,其以上海為龍頭,全國22個省市、200多家企業、近20萬人參與項目研制和生產,這之中產生的就業崗位難以估量,其使得中國制造產業升級的能力更是有著十足的價值。有了就業,有了崗位,就意味著更多人沒有收入的人有了收入,本來就有收入的人將會有更多收入。
假如種地的人均是100美元,那縫襯衫的上限是人均就是1000美元;組裝手機的上限是人均10000美元,那么設計組裝飛機的人均上限就會遠大于10000美元。我們需要產業升級,是因為我們也想過好日子。雖然我們現在還是落后于西方發達國家,但是我們不像一直都落后于發達國家,中國人民自然有追求更好生活的權利。
商飛C919這個項目從現在看,是一定會虧錢的,甚至于將來還計劃推出的C929,在很長時間中只能靠國家補貼和財政扶持活著,但是各位把時間線拉長10年?20年?咱們再著眼于C919整條產業鏈,各位就會發現,對于中國來說,賺得可太多了,這個道理還請各位讀者明察。
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