國產(chǎn)大飛機C919

李會超

2017年5月5日，一架白、藍、綠三色相間的客機出現(xiàn)在了上海浦東國際機場，它是由我國自行設計、制造的C919大型客機的1號機。那天，它在整機下線一年多、完成了各類測試后，終于迎來了第一次展翅翱翔的機會。

了不起的C919

C919具體參數(shù)

長度：38.9米

客艙寬度：3.96米

飛行高度：10000米左右

飛行速度：850千米/時以上

最大飛行距離：4075千米

載客人數(shù)：156人

服役期：9萬小時（油耗、維護費用等各方面成本比較理想的情況下）

超臨界機翼

C919的機翼采用了當代最先進的超臨界機翼，通過對機翼形狀的特殊設計，能提高機翼的臨界馬赫數(shù)，使機翼在接近聲速的高速飛行時阻力急劇增大的現(xiàn)象延遲發(fā)生，從而讓C919飛得更快、更省油。

電傳飛控和主動控制技術(shù)

C919使用了高度自動化的電傳操縱和主動控制技術(shù)，大大提高了飛機的安全性。值得一提的是，雖然 C919的電傳系統(tǒng)是由國外供應商提供的，但核心算法完全由我國研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

高性能發(fā)動機

C919安裝了兩臺 LEAP-1C新型渦輪風扇發(fā)動機。在提供強勁動力的同時，二氧化碳和氮氧化物的排放量比同類飛機降低了50%。這兩臺發(fā)動機是由法國賽峰公司設計制造的。我國國產(chǎn)的長江-1000型渦輪風扇發(fā)動機目前正在緊鑼密鼓的研制之中，有望在未來幾年內(nèi)取得突破。按照航空界的通用做法，客戶在訂購飛機時可以自主選擇使用LEAP-1C或長江-1000。

鋁鋰合金新材料

C919機身的主體結(jié)構(gòu)材料為最先進的第三代鋁鋰合金，既輕便，強度又高。研究人員通過大量實驗測定了這種合金的拉伸性能、抗疲勞性能、抗斷裂性能等重要參數(shù)，不但滿足了C919的設計需求，還為今后設計其他飛機積累了經(jīng)驗。

舒適的客艙設計

在客艙內(nèi)部，C919采用了先進的環(huán)境控制和照明設計，在旅客登機、就餐、休息和離去的過程中，能夠啟用不同的照明情景模式，調(diào)節(jié)客艙氛圍，在潛移默化間提高舒適度。飛機上還配備了可供上網(wǎng)的電子娛樂設備，能有效緩解旅客旅途中的疲乏。在飛行過程中，C919的客艙比其他同類機型更加安靜，這是因為它配備了噪聲更小的發(fā)動機。和其他單通道大型客機類似，C919的機艙座位布局采用兩邊各三座的設計方案，還特地將中間的座位加寬，使坐在中間的乘客也能舒適乘機。

鯊魚鰭式翼梢小翼

在機翼伸展到距離機身最遠的地方時，本來平直的機翼優(yōu)美地向上彎起，形成一個與鯊魚的鰭翼外形相似的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)被稱為“翼梢小翼”，是在實際飛行中能夠?qū)︼w機性能起到很大幫助的氣動裝置。C919采用的是目前性能最佳的一種翼梢小翼，可以在機翼重量增加較小的前提下帶來最好的旋渦氣流抑制效果。

不斷“打怪升級”的C919

飛機要是在飛行過程中出現(xiàn)問題，就會中斷航班的正常運行，飛行員需要返航或備降來確保安全，這樣會給航空公司和乘客造成損失。更可怕的是，不少空難就是由于飛機的設計瑕疵而發(fā)生的。 因此，飛機完成首飛之后，還要通過一系列測試才能獲得航空管理部門頒發(fā)的型號許可證，交付給用戶載客運行。這些測試中，有的風險很高，目的是測出飛機的極限性能;有的則要選取極端的飛行條件，來驗證飛機能否應對各種惡劣環(huán)境。C919也不例外，在首飛成功后，它需要一路“打怪升級”，通過重重關(guān)卡后，才能與廣大乘客見面。

在 C919之前，我國還自行設計制造了支線客機ARJ21。為了完成各類飛行測試，ARJ21去過中國最冷、最熱、風最大、濕度最高的地方。為了讓測試成績達到國際標準，它還曾經(jīng)遠赴加拿大伊魁特，接受了室外最低溫度零下37攝氏度的極端嚴寒天氣考驗，測試了飛機的發(fā)動機和輔助發(fā)電機（APU）在低溫中“凍透”之后的啟動能力，驗證了飛機各個系統(tǒng)在低溫中的表現(xiàn)。未來，C919很有可能要重新走一遍 ARJ21的“長征路”，來進行極端環(huán)境測試。

此外，C919在測試中，除了要驗證飛機在半空中有一臺發(fā)動機不能工作時繼續(xù)安全飛行的能力，還要測試飛機在起飛階段有發(fā)動機停車時飛機繼續(xù)飛行的各項指標。一旦危機發(fā)生，飛行員可以參考這些指標保持對飛機的有效控制，保證乘客們的生命安全。

飛機在跑道上加速起飛時遇到緊急情況的話，如果此時的速度還沒有超過一個特定值（民航界稱為決斷速度），讓飛機緊急“剎車”以中斷起飛過程是最好的選擇。在正常情況下，高速落地的飛機首先使用發(fā)動機反推和減速板減速，當速度降低一些后再啟用剎車。而在中斷起飛測試中，偏偏要求飛機不能使用發(fā)動機反推和減速板，只能依靠剎車系統(tǒng)，讓處于滿載狀態(tài)的飛機減速至0。由于飛機剎車時動能大部分被剎車片轉(zhuǎn)化成熱能，所以在這個過程中飛機起落架甚至可能起火。只要火勢在5分鐘內(nèi)（機場消防部門趕到起火飛機位置的最小時間）不蔓延到整個機身，飛機就可以通過測試。

除了以上詳細介紹的這些測試，飛機還要進行鳥撞、雷擊、濺水、失速等測試科目。和C919同級別的空客A320客機，從首飛到取得型號許可證，花費了一年左右的時間，進行了530次飛行。由于我國之前缺乏測試民用客機的體系和經(jīng)驗，支線客機ARJ21完成取證測試飛行耗費了足足6年時間，成為世界上取證試飛時間最長的飛機。有了ARJ21的取證經(jīng)驗，C919應該不會花費如此長的時間。

C919取得中國民航局（CAAC）頒發(fā)的型號許可證后，就可以在國內(nèi)銷售，執(zhí)行國內(nèi)航線了。但要打入國際市場、獲得國際認可，還要獲得美國聯(lián)邦航空局（FAA）等國際適航界權(quán)威的型號合格證。如果在取得每個適航證時都要將所有的測試科目重復一遍，顯然沒有必要，也會造成不小的消耗。在ARJ21飛機取證過程中，中國民航局協(xié)調(diào)FAA進行了“影子審查”工作。當FAA派出的觀察員認定ARJ21飛機在中方測試中表現(xiàn)合格，中方進行測試的能力也符合美方要求后，就可以同時獲得FAA和CAAC兩家機構(gòu)的適航證。C919應該也會遵循同樣的方式取得國際市場的“準入證”。未來，如果中國能和美國及更多國家建立大型噴氣式客機的適航雙邊關(guān)系，中國民航局頒發(fā)的適航證將可以直接作為新飛機進入國際市場的“準入證”，無須再進行“影子審查”工作，中國大飛機的天空也會更加寬廣。