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(2009-07-24 11:35:24) 下一個
埋頭苦幹--中國大飛機專項一年回顧

大飛機研製涵蓋了機械、電子、材料、冶金、儀器儀表、化工等幾乎所有工業門類,是對一個國家基礎工業的集體考試。自“中國商用飛機有限責任公司”(以下簡稱“中國商飛”)正式掛牌以來,各項工作取得了一定的成效。進展情況可細分為七個方麵,筆者將逐一講述。





一、總體技術方案和定位

2008年,由47家單位、468位專家組成的大型客機聯合工程隊已初步完成大型客機總體技術方案,梳理出了第一批需要啟動的關鍵技術攻關項目。2009年將全麵完成可行性論證,要完成14項關鍵技術和啟動多項關鍵技術攻關。

首型國產大飛機已正式命名為“C919”。 C是China 的首字母, 也很容易與A(空客)和B(波音)相區別。“C919”定位於單通道150座級,“19”代表其最大載客量為190座。那麽應該叫“C19”,為什麽還要再加一個“9”呢?不僅僅是圖吉利,更是因為飛機型號采用三位數是國際慣例。“C919”采用超臨界下單翼、翼吊先進高涵道比渦扇發動機、常規尾翼和前三點可收放起落架的常規布局形式。力求實現減重、減阻、減排,爭取用8年左右完成研製。據顧誦芬院士透露,“C919”將於2016年實現首飛。

很明顯,“C919”的競爭對手就是波音737和空客320。從公開的技術指標看,150座級是目前國際上最暢銷機型,單通道客機在技術上相對容易,超臨界下單翼被民用客機廣泛采用,翼吊發動機可有效減少機內噪音,“C919”噪音將比目前水平低10分貝,常規氣動布局能有效降低成本並減少技術風險。但150座的市場競爭也相當激烈,目前全世界在役機種有70%~80%屬於這一座級。不過據預測,僅中國未來20年此類飛機就有1400架的市場需求,市場前景還比較樂觀。

大飛機研製模式也已經確立,采用“主製造商-供應商”研製模式。中國商飛作為大飛機主製造商,定位於設計集成、管理體係、總裝製造、市場營銷、客戶服務、適航取證等方麵,發動機、機載設備、材料等主要外包。 

二、 發動機

發動機一般占飛機總價的20%的左右。航空發動機技術工藝是航空的核心技術,被譽為航空產業皇冠上的明珠。長期以來,中國飛機一直受困於“中國心”。

作為大飛機專項的重要一員,中航商用飛機發動機有限責任公司(中航商發)已於上海正式持牌,注冊資本60億元。中航商發主要從事民用飛機發動機及相關產品的設計、研製、生產、銷售、維修、服務、技術開發和技術谘詢等業務。公司落戶於上海,一是便於與大飛機配套,二是便於建設國際通行的產品研發、製造、銷售、客戶服務和適航取證體係。國產發動機的研發基地、零部件製造裝配基地、研發中心、總裝製造基地均設在上海,便於溝通協調、降低成本。研發基地之所以設在紫竹園,就是要借助高校的研發優勢進行合作,培育高新技術團隊。製造裝配基地設在臨港新城,就因為臨港是國家級現代裝備製造業基地,集聚了一大批著名裝備製造企業,開展協作比較容易,物流及配套設施也比較完備。

三、部件製造

在飛機大部件製造方麵,成都飛機工業(集團)有限公司造機頭和前機身、方向舵已有相當知名度,方向舵是中國目前承接最大的民用飛機複合材料部件。西安飛機工業(集團)有限公司是全國最大的大、中型軍民機製造企業,在飛機垂直尾翼、機翼、中機身等重大部件方麵具有豐富的生產經驗。沈飛承接了300架波音737-800尾段合同,最有可能承接機尾生產。陝西飛機工業(集團)有限公司則極有可能生產大飛機零部件。

四、三大中心

中國商飛公司的三大中心也都設在上海。設計研發中心計劃今年7月正式開工建設,總體規劃建築麵積近50萬平方米,將有3000名員工在中心工作。設計研發中心主要負責大型客機、支線飛機的研製和民用飛機相關設計技術的研究。

上海飛機製造廠既製造過運十,又製造過MD飛機,還是ARJ的總裝中心,毫無疑義的成為總裝製造中心。其職能是民用飛機的總裝製造、試飛交付、核心零部件製造、國外民用飛機部件的轉包生產以及飛機的維修改裝等。上海飛機製造廠日前與三所著名高校合作建立了複合材料、製造工藝和裝配技術中心,為大飛機製造做好技術儲備。

上海飛機客戶服務有限公司是大飛機的客戶服務中心,負責大型客機和支線飛機國內外客戶服務的科研、技術研究、體係建設和全壽命客戶服務工作的實施。業務範圍包括維護維修與飛行訓練、航材與設備租賃維修、航空運輸服務技術開發谘詢以及民用航空技術勞務合作等。

五、材料準備

大飛機所用材料主要是鋁合金、鈦合金、耐高溫合金、高強度鋼、複合材料等。

西南鋁業集團投資近20億建設鋁合金厚板生產線,可生產寬度達4000毫米、厚度達250毫米的超大超厚鋁合金板,將為大飛機批量製造機翼、尾翼和壁板。其核心設備120MN強力拉伸矯直機(國內最大)關鍵件已由中信重式澆鑄成功。目前鋁合金厚板隻有美、日、德等國能夠生產。
  寶鋼集團研製成功大飛機起落架用300M超高強鋼、四大牌號鈦合金結構用鋼,大飛機發動機用特種鋼材等的研發也已全麵展開。

大飛機機體結構的30%~40%將采用複合材料,複合材料能提高飛機的結構效能並降低製造成本,是飛機先進性的重要標誌。哈爾濱飛機工業集團有限公司將與空客中國公司合資在哈爾濱建立複合材料飛機零部件製造中心。這家合資製造中心將為A320窄體飛機和A350XWB寬體客機生產零部件,為大飛機熱身。

大飛機刹車片將是百分百的“中國製造”。炭一炭複合材料製成的航空機輪刹車裝置隻有金屬的1/4重,可以耐3000多攝氏度高溫,具有能載水平高、使用壽命長,刹車過程平衡等優點。國產炭/炭刹車片比國外同類產品使用強度提高30%,生產效率提高1倍,綜合成本降低21%。此前隻有英、法、美能生產。

整體精密模鍛件能有效保證零部件的可靠性和疲勞壽命,大飛機采用整體精密航空模鍛件將提高起飛重量、續航距離和飛行速度。8萬噸模鍛液壓機項目定於今年完成設計工作。

六、加工設備

飛機零件主要是整體毛坯件和整體薄壁結構。整體薄壁結構形狀複雜,外形變斜角變化大,外形多為雙曲麵。而且孔、空穴、溝槽、加強筋多,工藝剛性較差,成形非常困難。整體毛坯件以板材、鍛件和鋁合金擠壓型材為主,材料利用率僅為5%-10%左右。機匣和發動機葉片還要求耐高溫、高強度。因此需要大型、高速、精密、多軸的高性能數控落地銑床、加工中心、大型五麵加工設備(已研製)、主軸AB主軸擺動的五軸立式加工中心(已研製),發動機機匣加工需要用精密加工中心和坐標鏜銑加工中心,發動機渦輪葉片和葉輪加工需要用五軸立式加工中心(已研製)、五軸高速龍門銑床等關鍵技術設備。

目前有些機床國內還不能生產,國產機床的精度、質量和可靠性與進口機床也有差距。迄今為止西方國家還對我國禁止出口高性能機床,所以我國機床企業還得加緊自主開發。
  8萬噸模鍛液壓機項目定於今年完成設計工作。8萬噸重型模鍛液壓機能加工大飛機的大梁、桁架、龍骨、起落架,以及發動機的渦輪盤、葉片、舵翼的液壓隨動係統,還有大型壁板成形。在大飛機項目中有望承擔50%~60%的工作量。

兩點陷憂:
  以上基本反映了大飛機的進展情況。總體看進展非常順利,但一大隱憂是大飛機的航電係統研發主體還未明確。一般電子設備占飛機總價的30%以上,發動機和電子設備占飛機總價的50%以上。中國的民用飛機航電係統一直是個弱項,基本上依賴於進口。

目前航電係統的現狀,極易染上類似“荷蘭病”的“進口詛咒”症。“進口詛咒”症是指航電係統嚴重依賴進口以此達到國際一流水平,並以此作為大飛機的賣點。當出於某些原因不再進口後,大飛機便會失去這種所謂的技術優勢,用戶也不會認可采用國產航電係統的大飛機。久而久之國產航電係統便會失去創新能力,航電係統也會繼續被國外受製於人,大飛機也就成了一個標準的“中國組裝”、“中國機殼”。這絕不是我們發展大飛機的初衷。發展大飛機是中國發展高新技術產業和高附加值產品的需要,是獨立自主的戰略需要,是不再用八億條褲子換一架空客的需要。

還有一個隱憂是大飛機當然要注重減重、減阻、減排,但不能盲目與空客和波音比拚先進性、經濟性、舒適性。一味比拚先進性、經濟性、舒適性,後果隻能有兩條:一是指標太先進,技術上達不到,大飛機可能飛不上天。曆史上因為指標過高而中途夭折的飛機很多,我們必須引以為鑒。

二是技術上達到了,但飛機價格過於昂貴,失去市場競爭力。航空工業的發展史反複證明,最可靠的技術往往不是最先進的,但最可靠的技術往往打敗最先進的技術。先進技術也存在著一個效費比的問題,最先進的技術往往經濟性不好。

大飛機要絕對保證安全的基礎上,多拚實用性少拚先進性,多拚性價比少拚舒適性。實用性不僅指大飛機適應能力強,而且要易於維護修理,簡言之就是結實耐用,維護方便。性價比是指中國大飛機肯定會在性能上比空客、波音落後一些,但完全可以通過低廉的價格和高質量的服務來彌補。價格低廉不僅指大飛機價格便宜一些, 而且維護修理費用也要比歐美飛機便宜。

  兩點建議

 除此之外,筆者還有兩點建議:

一是加強大型客機和大型運輸機的技術交流。目前大型客機(大飛機)定於上海研發,大型運輸機定於西安研發,基本上是齊頭並進、分兵合圍。

  大型客機和大型運輸機技術上有70%可以共用,機載設備、航電係統、材料、元器件、翼型、設計、製造、測試等方麵可以共享。大型運輸機2013年就可以升空,大型客機計劃2016年升空。無疑大型運輸機的先飛一步,將為大型客機提供無比寶貴的經驗。

  二是找準大飛機的市場定位。

早期歐美不會給大飛機發適航證,不讓進。大飛機在做大做強前也不能進,這塊市場是不容許失敗的,一次倒下可能永遠也爬不起來,所以我們也不急於進入。

第三世界和新興國家應該是大飛機的主要出口市場。雖然國際航線也需要歐美的適航證,但區域航線和國內航線從來就不拒絕價廉物美的大飛機。畢竟本國生產不了,正好貨比三家壓壓價,不會象歐美那樣強烈的排斥外來者。大飛機一定要以更加實惠的價格、更加周到的服務、更高的可靠性,贏得第三世界,進而打入全世界,實現“農村包圍城市”的偉大戰略目標。


中華網論壇 09-07-24
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