首飛過去5年,國產大飛機C919才交付,院士:國產發動機即將到來

近日,國產大飛機C919的全球首家使用者東航,正式接收首架C919飛機,標誌著國產大飛機邁出市場運營的“第一步”,也標誌著中國民航運輸市場首次擁有中國自主研發的噴氣式幹線飛機。

這架C919有著特殊塗裝和專屬“身份證號”,機身前部印有“全球首架”的“中國印”標識,飛機註冊號為B-919A,B代表中國民航飛機,919和型號名稱契合,A有首架之意。

首飛過去5年,國產大飛機C919才交付,院士:國產發動機即將到來

2017年4月18日,C919客機透過首飛放飛評審。4月23日,C919客機完成高速滑行抬前輪試驗。5月5日C919在上海浦東機場圓滿首飛。

從2017年首飛,到2022年交付,整整過去了5年,為什麼要這麼久?

大飛機投入市場需要經歷重重關卡

首先,試飛只是大飛機投入市場的一步而已,

民航飛機研發由七大階段組成。民航飛機研發歷經“概念設計—初步設計—詳細設計—原型機試製—試飛取證—生產最佳化—後續改進”七大階段。前五階段是投入市場前必經步驟,試飛取證是進入市場的關鍵;後兩階段則根據客機生產情況、市場銷售情況進行調整。

研發飛機完成首飛後進入試航取證階段,包括型號合格證(TC)、適航證(AC)、生產許可證(PC)、型號認可證(VTC)。

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獲得型號合格證,意味著民航局確認飛機的設計滿足適航標準的要求,是民航局頒發給飛機產品的“準生證”。

生產許可證,是民航局對飛機制造商質量體系的批准,意味著飛機從設計研製階段轉入批次生產階段。而每生產一架此型號飛機,在交付客戶前還需要申請並獲得單機適航證(AC),就像每件產品出廠都有產品合格證一樣,每架飛機也都需要獲得自己的“合格證”。

要獲得這三證,C919飛機6架試飛機在陝西閻良、江西南昌、山東東營等地進行了效能、操縱品質、穩定性、各系統工作特性相關的不同科目的研發和驗證試飛工作,完成了數百個試飛科目、上千項試驗科目、數千個飛行小時的適航取證審定工作。

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舉個例子,圍繞適航審定工作的試飛則需要尋找極端氣象條件下的“壞天氣”。在正式進入市場之前,飛機必須

經過一系列試飛考驗,取得適航合格證。側風、高溫、高溼、高寒及自然結冰等“壞天氣”下的測試檢驗都是飛機適航審定科目中的重要試驗,亟需針對性的氣象保障服務。比如濺水試驗,讓飛機透過大量積水的跑道,以觀察該機型的設計是否能確保飛機底部或前起落架濺起的水不會大量進入發動機

還有自然破冰試飛試驗,在低溫氣象環境中飛行時,飛機表面極易發生結冰現象,對飛行安全造成威脅,嚴重的甚至可能導致飛行災難,因此結冰試飛工作就尤為重要。自然結冰試飛是一項高風險試飛科目,按適航條款規定,試飛前進行模擬冰試飛,可以摸清飛機帶冰特性,進行臨界冰型效能的適航驗證。

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可以說,大飛機在投入市場之前,必須要經過嚴格的試驗,要保證安全性、可靠性、穩定性,國際通行適航標準要求運輸類飛機整體設計的適航安全水平是十的負七次方,飛機每飛行1小時發生災難的機率是千萬分之一,C919必須要達到這樣甚至高於的標準才可以透過試航審定。

C919正在研製國產發動機

這也是為什麼從首飛到交付花費了5年的原因,C919的發動機是外國進口的LEAP-1C發動機,LEAP-1C發動機是

美法合資CFM公司的LEAP-1C是一款非常新、非常先進的發動機,2014年才第一次試飛。因為C919用了它,所以才達到燃油消耗比同級別飛機降低15%,座公里直接使用成本降低10%,碳排放減少50%。

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很多人擔心美國一直限制出口發動機,那麼中國的C919將癱瘓,事實上,C919的國產發動機也將到來,那就是CJ-1000A發動機。

CJ-1000A在設計上幾乎與C919目前使用Leap發動機完全一致,僅低壓渦輪少一級以及燃燒室有差異。Leap發動機採用第二代TAPS貧油燃燒室,而長江1000A發動機仍然採用相對落後的環形燃燒室,風扇方面長江1000A則採用鈦合金風扇,而Leap1C則採用的複合材料風扇。兩者在油耗方面基本相當,根據商發公司公佈的資料,長江1000A的耗油率為0。53kg/(kgf·h),而Leap1C的耗油率大概是0。52~0。53kg/(kgf·h),兩者幾乎沒有差別。

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國產發動機之所以使用鈦合金,是因為鈦合金有著強度高、密度小、機械效能好、韌性和抗腐蝕性極強的特點,這使得鈦合金運用到航空發動機外殼和渦輪旋轉葉片可大幅度減輕結構重量,防止葉片在高速旋轉下被高溫所熔化。

目前,CJ1000A已經開始了“適航取證”,中科院院士曹春曉表示,採用LEAP-X1C型渦扇發動機,出於民航客機市場化的需求,這一引進是非常必要的。但同時,我們必須要有自己的供貨商,一方面,我們可以憑藉我們的產品,在與國際廠商談判時獲得討價還價的底氣。另一方面,一旦出現國際供貨渠道阻斷等極端情況,不必擔心整個生產供應鏈出現問題。

他也透露了一個資訊:國產航空發動機也即將到來。也希望我們可以早一天坐上屬於自己的國產發動機的C919。

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