从蹒跚学步到展翅高飞的C919

　　有一个梦，中国人追逐了半个世纪，延续了五代航空人。经过近10年的攻关，中国自主研制的新一代喷气式大型客机C919首飞成功

　　在中国，大型客机主要是指起飞重量超过100吨的运输飞机，也包括拥有150座以上的干线喷气式客机。目前全球只有美国、法国、俄罗斯和中国具有制造大型客机的能力，而垄断国际干线客机市场的只有美国波音和欧洲空客。尽管如此，国际航运体系习惯上把300座位以上的客机称作“大型客机”，这主要由各国的航空工业技术水平差异决定的。

　　成功试飞意义重大

　　2017年5月5日，中国商用飞机有限责任公司（简称“中国商飞”）生产的国产C919大型客机成功首飞，这架承载着亿万人梦想的中国大型客机顿时吸引了全世界人的眼球，一些媒体称该事件为“中国民航业最大、最显著的里程碑”。C919首飞成功之后，紧接着要开展的工作就是试飞定型和适航取证，再往后就是国产C919飞机后续升级中关键部件、子系统的国产化替代。

　　C919成功首飞意味着中国实现了民用机技术集群式突破，探索出了一条“中国设计、系统集成、全球招标，逐步提升国产化”的发展道路。形成了以上海为龙头，陕西、四川、江西、辽宁、江苏等22个省市、200多家企业、近20万人参与的民用飞机产业链，提升了中国航空产业配套能级。推动国际航空企业与国内企业组建了16家合资企业，带动动力、航电、飞控、电源、燃油、起落架等机载系统产业发展。包括宝武集团在内的16家材料制造商和54家标准件制造商成为大型客机项目的供应商或潜在供应商。陕西、江苏、湖南、江西等省建立了一批航空产业配套园区。C919及其后续的国产化为中国航空产业、特别是民机工业提供了机遇。“以中国商飞为核心，联合中航工业，辐射全国，面向全球”的较为完整的、具有自主创新能力和自主知识产权的航空产业链正在形成。

　　首架国产大型客机的遗憾

　　翻开尘封的历史，曾已完成首飞的国产运10飞机成为中国民机工业永远无法抚平的痛。1970年，毛泽东主席视察上海提出了“上海可以造飞机”的最高指示。同年7月，经国务院批准，上海市试制生产大型运输机被纳入国家计划，大型客机代号为运10。因为该任务是1970年8月下达的，故项目代号为“708工程”。随即，上海大型客机设计院（即后来的上海飞机研究所）成立；空军5703厂（即后来的上海飞机制造厂）直接下放给上海市管辖。为配合运10研发，民航总局还专门调拨了1架波音707飞机交上海大型客机设计院使用。

　　1975年1月，运10飞机的图纸设计基本完成。1976年制造出了第一架用于静力试验的飞机，1978年全机静力试验一次成功。1979年制造出第二架用于飞行试验的飞机，于1980年9月首次试飞成功。此后还进行了各种科研试飞课目，先后转场北京、合肥、哈尔滨、乌鲁木齐等地，并先后7次飞抵起降难度最大的西藏。

　　从性能上看，运10客舱按经济舱178座、混合级124座布置，最大起飞重量110吨，已经达到了大型客机的标准，总体上达到了与当时波音707飞机持平的水平。平心而论，在文革干扰下，依靠中国薄弱的航空工业体系，运10飞机能达到这种水平，在当时算是成功的。

　　此后，运10一直试飞到1985年2月。然而，完成了约一半试飞任务的时候，拨付的经费耗尽。由于经费及发展战略不清晰，运10项目很快下马。1985年之后，中国又先后希望和美国麦道公司、欧洲空客公司合资组装、研发飞机，但均遭遇“流产”。就这样，中国大型客机的发展被一再耽误，一耽误就是30多年。

　　C919背后的特殊意义

　　C919客机是中国首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机，2006年被列为国家16个重大专项之一，2008年开始研制。C919中的“C”是China的首字母，也是中国商飞英文缩写COMAC的首字母，其寓意将与空客（Airbus）及波音（Boeing）形成“ABC”鼎立的格局。第一个“9”的寓意是天长地久，“19”代表客机最大载客量为190座。C919客机是建设创新型国家的标志性工程，具有完全自主知识产权。它属于150座级别的飞机，基本型混合级布局158座，全经济舱布局168座、高密度布局174座。

　　C919飞机采用后掠式下单翼，大展弦比、超临界机翼，正常式尾翼；翼吊两台高涵道比涡扇发动机；前三点可收放式起落架。全机长38.9米，翼展35.8米，全机高11.95米，主轮距7.62米，前主轮距13.47米。驾驶舱采用两人驾驶体制，配置大屏幕液晶显示器，采用侧杆操纵。飞机设计航程为4075-5555千米。设计经济寿命为80000飞行小时、48000起落架次。最大起飞重量72.5吨，最大商载18.9吨，标准商载15吨。巡航速度0.78马赫，最大使用速度0.82马赫，最大飞行高度1.2万米，巡航高度1万米。

　　C919不仅具有完全自主知识产权，还具有“更安全、更经济、更舒适、更环保”等特性。由于C919采用先进的新一代发动机，不但使得巡航燃油消耗率大大降低，而且使用成本也较现役同类客机低10%，更加经济。此外，它大量采用复合材料，相较国外同类型飞机80分贝的机舱噪音，C919的噪音可望降到60分贝以下。

　　同时，新一代发动机具有低噪声、低排放的特点，通过环保的设计理念，有望将C919飞机碳排放量较同类飞机降低50%。在安全性上，C919还采用了大量先进技术，例如新颖的气动布局等，使安全性得到更好保障。

　　C919的国产率剖析

　　一说到“国产客机”，不少人就会问：发动机是不是国产？“中国制造”是不是只生产了外壳？内里那么多零件都是外企制造，与20世纪80年代下马、国产率高达95%的运10客机相比，国产化率50%多的C919被称作“国产客机”，会不会没那么有说服力？

　　实事求是地讲，C919的航电系统、液压系统、飞控系统、雷达系统、动力辅助系统，包括发动机等关键子系统都是外包的，采购诸多外国知名企业的产品。主观上，大家都希望国产大型客机的国产化率越高越好，因为这代表着中国航空技术的整体进步。但这也是目前状况下的最佳选择。主要原因如下：

　　首先，中国航空工业技术水平仍较为落后，不仅是发动机领域，譬如客机气象雷达、飞控系统、燃油系统、飞行记录仪、电源系统，甚至起落架和轮胎等，目前都尚未达到国际水准。其次，为确保海外市场，飞机必须拿到美国联邦航空管理局等国际机构的适航证，各个子系统都必须通过国际安全质量认证，否则无法奢谈销售规模。而自行研制子系统的时间不够，每一个子系统都需要数年的时间才能搞定。这在很大程度上使得国产化率受到限制。

　　至于说到是不是“国产客机”，我们可以先来看看中国高铁实现跨越式发展的模式：第一步，引进外国车型、进口原厂零部件组装；第二步，消化吸收设计图纸，全球自主采购非原厂零部件组装；第三步，引进消化再创新，推出自主研发车型，通过合资、并购、自主研发，逐步扩大自主范围；第四步，在新一代自主研发车型上逐渐选用国产部件，培养充足的国产供应选择；第五步，在有充足国产选择的基础上，研制可以完全国产化的“中国标准高铁”型号。中国的高铁是历经十年以上的持续努力，经过以上五个步骤，才最终大功告成的。

　　事实上，C919的发展道路也是如此。目前，C919项目研制已经到了第三步，已迫使部分外国供应商转让技术给中国企业，或者与中国企业组成合资公司进行本地化生产和改进研制，从而使得C919项目的国产化率达到了50%。可以肯定的是，随着将来C919飞机的升级改型，国产化率还会有进一步提高的空间。

　　作为中国向干线民航客机市场进发的第一个产品，50%的国产率其实已经不低了，毕竟不可能一口吃成胖子。

　　还需多久才能正式投入运营

　　2017年5月5日成功首飞，但这仅是C919大型客机试飞工作的起点。一个新型号飞机的试飞通常需要经过非常漫长的周期，包括调整试飞、定型试飞以及使用试飞三个阶段。以中国商飞的支线飞机ARJ21为例。它于2008年11月成功首飞，投入运营是2016年6月。其间花费了近8年的时间才完成了正式交付前的所有工作。尽管如此，ARJ21也只获得了中国民航管理局的适航证，并未通过同时进行的更为权威的美国联邦航空管理局的认证。

　　8年对于ARJ21飞机来说，耗费的时间的确过长。不过有了这次经验，中国商飞C919正式投入使用的周期肯定会大大缩短，乐观的说法是3-5年，客观而言5年时间比较合适，即2021年正式载客投入使用。

　　目前，全球和C919同一量级的单通道飞机需求量最大，前景很广阔。有数据显示，未来20年中国需要单通道飞机4600多架，全球则需要23000多架，体量巨大。现在，C919已收获了来自数十家中国民航公司或金融租赁航空公司的570架订单。然而，对于像C919这样的民航客机来讲，要投放市场，必须先取得三个证件才行。

　　这里的“三证”分别是向飞机设计部门颁发的型号合格证，向飞机制造厂授予的生产许可证，以及最为关键的单机适航证。这三个证件均由民航主管部门（比如中国民航管理局、美国联邦航空管理局等）来审查、颁发。前两个证书相对比较好办，最难的就是适航证。适航证相当于民航管理部门对飞机安全性的认可。C919未来要打开国际市场，就要求它必须取得全球的权威机构--美国联邦航空管理局或欧洲航空安全局的适航认证。如果只在国内运营，则只需取得中国民航管理局的认证即可。

　　大国之翼振翅高飞

　　这几年，中国的航空工业发展速度很快。从歼-10飞机开始，枭龙、飞豹、歼-11、歼-15、歼-16、歼-20、歼-31、武直-10……一个接一个的新机型横空出世，呈现出“井喷”式的发展势头。军机方面，国产第五代战机歼-20、歼-31的出现，直逼美国，中美军机之间的差距显著缩短，并出现了超越俄罗斯的趋势。民机方面，尽管相对于军机发展较为缓慢，与国际先进水平相比，仍存在较大差距，存在产业规模小、产业自主发展能力不强、航空产品种类偏少、市场竞争力不强、适航能力不足等问题，但我们也要看到，2016年国产支线客机ARJ21已经投放国内市场，国产大型客机C919飞上了蓝天，这表明中国民机工业已经迈上了一个新的台阶。

　　航空发动机方面，中国自主研发的第五代小涵道比涡扇发动机WS-15已经取得重大突破，“离开俄制发动机中国歼-20无法翱翔”的日子将很快一去不复返。与此同时，为C919配套的国产大涵道比涡扇发动机CJ-1000A也正在紧锣密鼓的研制中。

　　此外，在飞机子系统与航空机载设备方面，电源变换器、离心式增压泵、飞机主液压泵、气压高度表、空速表、升降速度表等一大批国产机载设备成功取证，成为合格的货架产品。

　　现在，中国经济运行平稳，GDP保持着6%的增长。国外内巨大的航空产业市场，对中国先进战机、大型运输机、大型轰炸机以及大型客机的研制提出了迫切需求。在高速增长的经济形势下，可以预测，未来30年内，中国航空工业会保持目前稳步增长的势头。

　　（作者为同济大学航空与力学学院教授）

　　□沈海军