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4下一版 2025年7月9日 星期 放大 缩小 默认
中国工程院院士张彦仲:
不仅要造大飞机,还要造更大的飞机
□ 科技日报记者 于紫月

近期,国产大型客机C919航线接连拓展,正式开启广州—郑州、广州—太原航线商业运营。自2023年首次完成商业飞行以来,C919承运旅客超200万人次。

从立项到首飞,从适航取证到执飞航线遍地开花,我国首款按照国际通行适航标准自主研制的150座级大型客机C919每传来一个好消息,都牵动着人们的心。

日前,科技日报记者就相关问题专访了中国工程院院士张彦仲。

记者:为什么我国必须要研制大飞机?

张彦仲:研制大飞机是国家综合实力的重要体现,也是实现技术自主的必然选择。

首先,航空运输在现代经济中有着重要作用,大型客机直接关系国家在全球产业链中的地位。我国作为全球第二大经济体,若长期依赖进口飞机,将面临高昂的采购和维护成本。在国产大飞机C919问世前,我国已连续多年每年进口波音、空客飞机超200架,价值约200亿美元。我国是人口大国,民航运输发展很快,未来20年,需要增加9000多架大飞机。

其次,大飞机产业具有显著的“经济和科技乘数效应”,能带动材料、电子、制造、计算机等数十个领域的技术群体突破,对推动产业向高端化发展作用巨大。以C919大型客机为例,其零部件数量达到100多万个,来自全国1000多家企业、73所高校、111家科研单位的近30万人参与研制,推动了国内高端制造业水平的整体跃升。

最后,研制大飞机不仅是满足经济需求,更是提高我国综合实力和国际竞争力的选择。

记者:大飞机研制有哪些技术难点?在您看来,最难的是什么?

张彦仲:大飞机的技术难点涵盖总体设计、系统集成、总装制造、地面试验、飞行试验、适航验证六大领域。在C919飞机问世前,全球只有波音、空客两家企业能够研制满足国际适航标准的大飞机,其难度可见一斑。

综合来看,大飞机的核心系统方面,被誉为“工业皇冠上的明珠”的大涵道比涡扇发动机,以及飞控系统、航电系统、飞机电力系统、液压系统、环控系统等关键机载系统当属“难中之难”“重中之重”。

记者:准备研制C919大飞机时,我国面临着哪些挑战?

张彦仲:2007年立项时,主要面临技术储备和路线选择两大挑战。

技术方面,我们当时的储备比较少、基础比较薄弱,不得不边攻关边开展工程研制。除了技术本身,我们也缺少一些大飞机配套的试验条件和装置,如锻造大飞机起落架用的8万吨模锻机、大型跨声速高雷诺数风洞等。目前这些能力我们都已经具备了。

路线选择方面,最难的是统一大家的思想、找到适合的发展道路。在大飞机正式立项前,关于大飞机的研制方案争论已经持续很久,总结起来是“四大争论”。2006年7月17日,国务院成立了由19人组成的大飞机方案论证委员会。

经过6个月的工作,四大争论都得到解决,变成了四大协调方案。

记者:能否讲一讲令您印象深刻的攻关场景或故事?

张彦仲:给我印象最深的,是C919科研团队在国内完成了极端气候环境试飞,其中在大侧风、自然结冰等环境下的试飞填补了国内空白。

C919飞机从2020年开始辗转全国各地,进行了大量极端气候环境试验试飞。进行吐鲁番高温试验时,气温高达43℃;进行海拉尔高寒专项试验时,地面气温为零下39.7℃、空中气温为零下67℃;锡林浩特侧风专项试验中,大侧风速度曾达30节,相当于七级大风,阵风速度达到过35节,相当于8级大风。

这里要特别说一下自然结冰试飞。自然结冰代表着自然界极为严酷的结冰气象。开展自然结冰试飞,云层的液态水含量、云层水滴直径和周围空气温度都要满足极度严苛的要求,试飞结果才能被认定有效。2020—2022年,包括飞机制造、试验、气象探测在内的多家单位联合攻关,终于攻克了结冰气象条件探测和试验测试技术,有力支撑民航局在2022年2月完成审定试飞。这是首次完全由中国机组驾驶着中国人设计的大飞机,按照中国人预测的结冰条件,在中国的领空内完成的满足全球标准的自然结冰试飞。

有感于C919飞机艰难而扎实的取证步伐,我曾作过一首小诗:“首飞不易适航难,六架雄鹰非等闲。夏去疆南迎酷暑,冬来漠北盼严寒。结冰遍向神州觅,风侧单吹嘉峪关。莫道审查多峻厉,成功取证尽欢颜!”

记者:随着C919顺利投入商用,我国是否计划研制更大型的宽体客机?

张彦仲:2013年工业和信息化部发布的《民用航空工业中长期发展规划(2013—2020年)》,就已经明确了我国民用飞机“支线飞机—单通道干线飞机—双通道大型干线飞机”三步走的发展战略。目前,我们已经迈出了前两步,成功研制出C909支线飞机和C919单通道干线飞机。目前,大型远程宽体飞机正在开展初步设计。

发展远程宽体客机对于保障我国民航运输战略安全、完善商用飞机产品谱系、在该领域形成体系化竞争能力具有十分重要的意义。宽体客机和窄体客机是商用飞机市场的两大支柱。未来20年,两者在全球商用飞机市场的价值占比分别为59%和41%。从市场竞争角度看,波音、空客常以窄体飞机和宽体飞机差异化组合销售策略打压竞争对手的单一产品。因此,发展大型远程宽体客机,避免出现C919飞机“独木难支”的困难局面,对提升我国大飞机产业整体市场竞争力意义重大。归结为一句话:我们不仅要造大飞机,还要造更大的飞机。

记者:更大型飞机在技术复杂度上又会有哪些新挑战?

张彦仲:C929远程宽体客机是迄今为止我国研制的最“大”民用飞机,其尺寸和重量都更大。这使得C929面临一些新的技术挑战。此外,为了进一步提高飞机的经济性,C929飞机还将采用大比例的复合材料结构。这些都将对飞机的设计提出更高的要求。

记者:在您看来,应如何克服这些难题?

张彦仲:首先,研制团队要继续发扬在大飞机研制过程中凝聚的优良作风,加快推进C929飞机技术攻关。第二,充分利用国内高校、科研机构的优势力量协同攻关。第三,要坚持自主创新与开放合作相结合,牢牢把握大飞机产业全球化特征,利用全球产业资源、创新资源和市场资源,增强大飞机产业发展动力与活力。

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