C919的設計確立了“五性”要求:確保安全性、突出經濟性、提高可靠性、改善舒適性、強調環保性。首先是至關重要的安全性,其次是航空公司關注的經濟性和可靠性,乘客重視的舒適性和公眾關注的環保型也得到了重視。
爭做“老三”
9月8日,亞洲航展7號展台上,一架藍白相間的大型客機模型格外醒目。這是萬眾矚目的大飛機公司成立16個月以來交出的第一份考卷。
由承擔民用大飛機研製重任的中國商用飛機有限責任公司自行研製的這架飛機型號定名為“C919”,按中國商飛副總經理、大飛機項目總設計師吳光輝的解釋,C既是China的首字母,也是中國商飛英文縮寫COMAC的首字母,前一個9取天長地久之意,後麵的 19表明該客機的最大載客量為190座。
從1:10比例製作的模型看,長約2米多,機身前體通白,尾部藍白相間,尾翼為草綠色並寫上醒目的“C919”。
據中國商飛上海飛機設計研究所所長郭博智介紹,C919客機屬中短途商用機,實際總長38米,翼展33米,高度12米,其基本型布局為168座。標準航程為4075公裏,增大航程為5555公裏,經濟壽命達9萬飛行小時。
該飛機從去年開始研製,計劃2014年底首飛,2016年取得適航證並交付用戶。C919客機的發展目標是為8—10年後的民用航空市場提供安全、舒適、節能、環保、具有競爭力的中短程單通道商用運輸機。在市場定位上,以中國國內為切入點,同時兼顧國外市場,提供多等級、多種航程的產品。
目前世界上隻有美國、歐洲4國和俄羅斯製造這種起飛總重超過100噸的運輸類飛機,包括軍用、民用大型運輸機,也包括150座以上的幹線客機。而占領國際市場的隻有美國的波音和歐洲的空中客車。近20多年來,中國的大型飛機完全依賴外國進口。
根據詳細設計圖,C919客機總長38.575米,翼展36.077米,高度12.564米,與波音 B-737、空客A-320尺寸基本相當(738和322的尺寸數據分別是39.5/35.7/12.5,37.57/34.10/11.76)。其中超臨界機翼的設計是飛機成敗的重點,超臨界機翼是指提高機翼的臨界馬赫數的機翼。飛機在高亞音速時,機翼上表麵的局部流速可達音速。這時的飛行馬赫數稱為臨界馬赫數。飛行速度再增加,上表麵便會出現強烈的激波,引起氣流分離,使機翼阻力急劇增加。為了保持飛機飛行的經濟性,飛行馬赫數不宜超過臨界馬赫數。民航機采用超臨界機翼可提高巡航速度,節約燃油。超臨界機翼的設計成為民航機設計成敗的關鍵,需要大量的吹風試驗和超級計算機的運算,才能優選出更好的翼型設計。
由於空客和波音的首字母分別為“A”、“B”,國產大飛機型號定名為“C919”,也昭示著中國商飛要與空客和波音在國際大型客機製造業中形成ABC“三足鼎立”新格局的雄心。本次亞洲航展上,中國商飛的7號展台位於展館最中間,左邊是空客展台,右邊緊挨著波音。
大多數業外人士都直觀感覺C919和空客A320、波音737外形相似,不過,曾參與ARJ支線飛機供應商管理工作的廣東昌盛飛機設計有限公司總經理周濟生還是看出了其中的不同。
“最大的區別在機頭,傳統的機頭是由正麵兩塊以及側麵4塊擋風玻璃組成,而C919少了側麵兩塊擋風玻璃。”周濟生向《商務周刊》表示,國產大飛機的機頭更具流線型,能減少阻力,同時駕駛員在駕駛艙的視野也比傳統的機頭更加寬闊。從這一點就可看出,國產大客機將更強調省油和經濟性。
按照陳進的介紹,C919的確擁有很多優勢。C919從機頭、機翼到機尾、發動機,在設計上都費盡心思,盡量減小阻力,有效降低油耗。
在使用材料上,C919將采用大量的先進複合材料,如鋁鋰合金、鈦合金等,其中複合材料使用量將達到20%,再通過飛機內部結構的細節設計,把飛機重量往下壓縮。
舒適性是C919機艙設計的首要目標,機艙座位布局在全經濟艙布置時,安排"3+3"布局共28排,共 168座,在混合布局時,安排商務艙"2+2"布局共6排,24座;經濟艙布局22排,132座,共156座。波音B737-800(簡稱為738)座位布局分別為175/160座,波音A320-200(簡稱為322)座位布局分別為164/150座。919的座位數介於兩者之間。
同時,由於大量采用複合材料,較國外同類型飛機80分貝的機艙噪音,C919機艙內噪音可望降到60分貝以下。
在減排方麵,C919將是一款綠色排放、適應環保要求的先進飛機,通過環保的設計理念,有望將飛機碳排放量較同類飛機降低50%。
談到乘客最關心的機艙環境,陳進表示,舒適性是C919機艙設計的首要目標。機艙座位布局將采用單通道,兩邊各三座,其中中間的座位空間將加寬,有效地緩解以往坐中間座位乘客的擁擠感。
此外,C919飛機將較國外同類飛機機艙尺寸加大,行李艙位置將加高。
在陳進看來,由於中國的采購成本和製造成本比波音和空客兩家公司低,中國製造的首架大飛機將“肯定會比波音和空客同等機型更便宜”。
“中國國內市場就足以滿足中國大飛機的銷售需求,因此我們不著急開發國外市場,但中國大飛機遲早會進入歐洲和美國航空市場。”他說。
這意味著在快速增長的中國航空市場上,波音和空客將麵臨著更為激烈的競爭。近期波音在發布2009年市場展望時,為了應對可能出現的挑戰和競爭,特別提出將加大對波音737的技術升級力度,使其燃油效率進一步提高。
對於乘客來說,C919飛機與B737、A320最大的不同在於機艙尺寸加大,經濟艙乘客也能享受到商務艙乘客的舒適度。B737機身直徑3.76米,C919和A320機身直徑3.96米,但C919更為高大,機身截麵積最大,為增大客艙空間、容納更多的旅客隨身和托運行李創造了條件。
發動機齊頭並進
盡管中國商飛高調推出C919樣機,但作為總設計師的吳光輝仍然極其低調。在接受《商務周刊》采訪時,他始終不肯對樣機進行評價,隻是表示大飛機的研發工作進展順利。
對吳光輝來說,更有特殊意義的是C919樣機模型首展一周之前的日子。
9月1日上午9時30分,C919大飛機機頭樣機在中航工業成都飛機有限公司開工製造。吳光輝介紹,機頭長7.9米,寬3.96米,高4.16米,包括雷達艙、駕駛艙、衛生間、廚房以及座艙,預計今年年底正式交付。
據成飛的有關人士介紹,目前,C919大型客機項目機頭工程樣機正按計劃開展各項工作,10月中旬將進行部件開鉚,預計今年12月底交付上海,明年9月該樣機有望在上海對外公開展出。此外,從2014年起,成飛的大飛機機頭年製造能力將達到10架。
不過,這並不意味著中國自己的大飛機項目取得了實質性進展。
B737的座位都采用17英寸寬座椅,C919的靠窗和靠過道座位將采用18英寸(45.72厘米)座椅。
“實際上成飛生產的樣機機頭隻是一個空殼。”中航工業一位不願意透露姓名的知情人告訴《商務周刊》,大飛機目前的基本方案、構想已經出來了,但是具體很多設計細節還在比選,需要把架構搭建起來後進行最後的確定,而成飛生產的樣機機頭的主要目的就是用來協調這一布局。
據該負責人介紹,目前機頭采用的都是常規材料,並非複合材料,也沒有任何供應商參與。對於C919模型,他表示,造一個這樣的模型主要是宣傳用的,技術工藝其實非常容易。
“擺在中國商飛麵前的首要任務,還是對供應商的選擇。”上述負責人認為。
目前已經完成首飛的支線客機ARJ21—700,在發動機、電子控製係統等關鍵部件方麵,由於國內產品暫時達不到技術要求,國產化率很低。對此中國商飛總經理張慶偉就曾表示,大飛機項目要盡量提高國產化率。
國內許多公司也的確從大飛機項目中分到了一杯羹。
除機頭部分由成飛製造,洪都航空工業集團承擔大飛機的前機身、中後機身機體結構製造,西飛贏得了中機身 (含中央翼)、外翼翼盒(含固定前、後緣)、副翼、後緣襟翼、前緣縫翼和擾流板等6個工作包,沈飛將就尾段與中國商飛進行設計與合作,哈飛將提供機體的複合材料,昌飛獲得了份額不多的機翼擾流片等部件的研製生產任務。
然而受製於國內製造能力不足,大飛機的大量製造環節仍需要求助於全球配套,尤其是發動機。
A320的座位也采用了18英寸座椅,這也成為了A320在宣傳上最引以為傲的一點,但付出的代價是過道從B737的20英寸(50.8厘米)收窄到19英寸,隨身行李艙的體積也變小了。C919不但在兩邊座位的尺寸增大到18英寸的同時,過道寬度仍保持在 50厘米,甚至還特別為中間座位采用19英寸(48.26厘米)座椅,增加的5厘米空間有效緩解了中間座位乘客的擁擠感。這就是大機身截麵帶來的好處。
今年1月,中航商用飛機發動機有限責任公司在上海掛牌成立,注冊資本為60億元,中國航空工業集團公司為控股股東,占40%股份,上海電氣(集團)總公司和上海國盛(集團)有限公司作為參股股東出資各占15%股份。公司業務範圍包括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。
這標誌著繼通用電氣、羅爾斯-羅伊斯和普惠三大飛機發動機生產商之後,中國企業也開始衝擊大型客機發動機項目。
不過,由於時間所限,中國大飛機項目在開始階段將肯定選用國外發動機。目前,普惠公司、通用電氣和法國斯奈克瑪公司的合資公司CFM與中航集團一起,成為大飛機的發動機及相關動力裝置的供應商候選人。據了解,今年年底前就會敲定最終供應商。
中航商飛發動機公司總經理張建表示,國產發動機何時裝入國產大飛機開始商業供貨,要看客戶的需求。中航商發的目標不僅是為國產大飛機提供產品,還要為國內外各種飛機製造商提供產品。
在飛機品種上,除了150座飛機,還將滿足公務機、雙通道250座大飛機、支線飛機、民用直升機、螺旋槳飛機等的需求。目前,中航商發研製的第一台具有自主知識產權的3200公斤推力級大涵道比渦輪風扇發動機有望在今年年底完成樣機,這款發動機可用於新舟係列渦槳支線客機和公務機。
對於C919的訂單問題,陳進顯得很謹慎,他對《商務周刊》表示,C919的開發進度與全球新機訂單的關係密不可分,生產數量會依市場需求而定,該機型在本屆亞洲航展上隻是初步公開樣機,訂單問題言之過早。
由於大量采用複合材料,采用新型發動機,較目前飛機80分貝的機艙噪音,C919機艙內噪音可望降到60分貝以下。
大機身截麵帶來的代價就是航程降低,但是標準型航程的4075公裏已能滿足中國國內遠程航線縱橫南北3000公裏(典型如哈爾濱-廣州)的需要。這顯示C919的設計充分考慮了國內航空公司的運營環境需求,而像波音737首先需要滿足橫貫美國大陸東西海岸間5000公裏的需求。對於像烏魯木齊-三亞這樣的超遠程航線,以及國際航班及出口需求,C919還備有5555公裏的增程型。
C919的航電係統將采用最先進的結構體係