【文/歐陽桃花、曾德麟】

2024年8月28日，噴涂著五星紅旗的C919飛機和紅色木棉花涂裝的C919飛機分別交付國航和南航。至此，共有9架C919飛機交付客戶。

C919大飛機是我國首次按照國際適航標(biāo)準(zhǔn)自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的噴氣式干線客機。它的到來無疑讓被波音和空客壟斷的全球干線客機市場為之一振。從2007年立項到2023年5月投入運營，C919大飛機的研發(fā)是一段充滿艱辛和挑戰(zhàn)的歷程。

8月28日，國產(chǎn)大型客機C919同時交付國航和南航首架飛機。 視覺中國

眾所周知，在此之前美國波音公司與歐洲空客公司幾乎壟斷了干線客機總體設(shè)計與制造技術(shù)的全球市場。干線客機的市場競爭已不僅僅是產(chǎn)品硬實力之爭，波音和空客為了保持其壟斷地位和利益的持久最大化，試圖通過適航標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制定和推廣將產(chǎn)品的直接市場競爭演變?yōu)槭袌鰷?zhǔn)入限制這類“軟競爭”。

大浪淘沙之下，美國著名的道格拉斯（包括后來的麥道）、洛克希德，英國、荷蘭曾經(jīng)挑戰(zhàn)百人座級客機的制造廠商，都在干線客機項目上傾盡全力但最后被淘汰出局?？梢姼删€客機領(lǐng)域技術(shù)含量之高、風(fēng)險之大。

在這一背景下，后來者要想在國際干線客機市場上占有份額，可謂困難重重但又意義重大。

01買不來的參數(shù)

干線客機的結(jié)構(gòu)件是飛機機體骨架的重要構(gòu)成，涉及機身、機翼、尾翼三大部分。決定結(jié)構(gòu)件技術(shù)水平的兩個關(guān)鍵指標(biāo)是氣動外形與制造材料。著名飛機設(shè)計師達索曾說：“飛機是飛在大氣中的，所以要想飛得好，自然需要有一張能讓空氣愛上的‘臉’?！边@里的“臉”就是指飛機的氣動外形。

自20世紀(jì)90年代，波音、空客公司出于降低客機制造成本的需求，把部分結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)包給中國航空工業(yè)第一集團、中國航空工業(yè)第二集團生產(chǎn)，也間接培養(yǎng)了中國航空產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)包生產(chǎn)能力。C919客機則是第一款中國作為主制造商，按照國際適航標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的干線客機，其結(jié)構(gòu)件技術(shù)突破面臨兩大挑戰(zhàn)。

第一個挑戰(zhàn)是結(jié)構(gòu)件分解與集成中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)如何制定。以體現(xiàn)結(jié)構(gòu)件自主創(chuàng)新的氣動外形設(shè)計為例，一架飛機要先由其市場定位來決定飛行參數(shù)，而后依據(jù)這些參數(shù)設(shè)計相應(yīng)的氣動外形。C919客機若想在市場上具有競爭力，就必須比同類機型飛行效率更高。“高效率”代表在規(guī)定航速與高度下，能夠產(chǎn)生足夠升力，并且擁有最低阻力。

因此，對于中國商飛來說，不是單純氣動外形的設(shè)計技術(shù)追趕，而是第一次就要設(shè)計出比波音、空客公司同型號更高效的氣動外形，這時候就必須掌握航速、高度、升阻力等各種飛行參數(shù)。而新進入者沒有“參數(shù)”數(shù)據(jù)積累，也買不來“參數(shù)”，只能依靠極強性能的計算機算出飛機外形產(chǎn)生的實際流動形態(tài)的近似值，然后花大量的時間與經(jīng)費進行理論計算和風(fēng)洞試驗的聯(lián)合驗證。

再比如國內(nèi)企業(yè)給波音轉(zhuǎn)包生產(chǎn)時，波音要求鈦合金的強度是某一數(shù)值，國內(nèi)供應(yīng)商能夠按標(biāo)準(zhǔn)做出來，卻不知道為什么一定要是這個數(shù)值，而不是其他數(shù)值。類似的技術(shù)短板在中國決定自主設(shè)計干線客機時就不得不面對，即中國商飛作為主制造商要掌握干線客機結(jié)構(gòu)件各方面的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，既要知其然，也要知其所以然，否則集成創(chuàng)新將無從談起。

第二個挑戰(zhàn)則是國內(nèi)航空工業(yè)零部件加工能力不足以為C919客機提供一致性與穩(wěn)定性較高的組件產(chǎn)品。民用航空產(chǎn)品比一般產(chǎn)品零部件要求更高。為了滿足適航要求，零部件不僅要材料輕便經(jīng)濟，而且要能夠在極端變化與惡劣環(huán)境中依舊保證安全穩(wěn)定。

上世紀(jì)90年代，中國航空工業(yè)第一集團旗下上海飛機制造廠曾與麥道公司合作生產(chǎn)國產(chǎn)化率達70%的MD-90-30干線飛機。

以飛機中常用的標(biāo)準(zhǔn)件——航空鉚釘為例，航空鉚釘主要用于固定飛機外機身的蒙皮，就像穿衣線，連接起飛機數(shù)百萬個大大小小的零部件?？蜋C起飛后外部環(huán)境溫度將很快從正常氣溫下降到-40℃左右，氣壓也急速下降，大型客機使用的高達上百萬顆的各類航空鉚釘不僅要適應(yīng)這種極端環(huán)境，而且每一顆的質(zhì)量都必須一致可靠。然而國內(nèi)航空工業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，穩(wěn)定配套能力有待增強，雖然可以生產(chǎn)航空鉚釘，但由于缺乏制造經(jīng)驗及相應(yīng)的工藝參數(shù)積累，生產(chǎn)的鉚釘一致性與穩(wěn)定性達不到適航要求。

02破解“合作悖論”

商飛采取與中航工業(yè)等國內(nèi)供應(yīng)商聯(lián)合攻關(guān)的主供模式以應(yīng)對結(jié)構(gòu)件研制的挑戰(zhàn)。中航工業(yè)成為結(jié)構(gòu)件主要供應(yīng)商的原因是，中航工業(yè)下屬的三大飛機制造企業(yè)即沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司（簡稱沈飛）、西安飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司（簡稱西飛）、成都飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司（簡稱成飛）都有承接波音、空客轉(zhuǎn)包生產(chǎn)結(jié)構(gòu)件的經(jīng)驗。沈飛生產(chǎn)過波音777客機的復(fù)合材料尾翼翼尖以及空客A320客機的機翼前緣，西飛生產(chǎn)過波音747-8客機的垂直尾翼，成飛作為唯一供應(yīng)商生產(chǎn)空客A380客機前起落架艙門組件。中航工業(yè)這些轉(zhuǎn)包經(jīng)驗有利于配合中國商飛聯(lián)合攻克上述技術(shù)難關(guān)。

中國商飛持續(xù)投入基礎(chǔ)實驗活動以確定相關(guān)技術(shù)參數(shù)，并據(jù)此指導(dǎo)國內(nèi)供應(yīng)商，進而互相提升結(jié)構(gòu)件研制能力。

為了確定C919客機復(fù)合材料的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，中國商飛對7萬個試驗件進行了測試，總計涉及140萬條數(shù)據(jù)。為了進一步提升聯(lián)合攻關(guān)效果，從2013年起，中國商飛就組織設(shè)計、制造、質(zhì)量等部門的骨干人才到各個機體供應(yīng)商的現(xiàn)場跟產(chǎn)，目的在于對供應(yīng)商提供的產(chǎn)品質(zhì)量進行管控，進而有助于C919客機結(jié)構(gòu)件的技術(shù)突破。

談及該問題，C919客機總裝制造項目團隊的高級經(jīng)理曾說道：“記憶最深的是自己在航空工業(yè)洪都的跟產(chǎn)。航空工業(yè)洪都服務(wù)國家戰(zhàn)略的積極性很高，專門成立了江西洪都商用飛機股份有限公司，主要承擔(dān)C919客機前機身和中后機身的結(jié)構(gòu)件，并且是國內(nèi)第一家嘗試使用第三代鋁鋰合金的供應(yīng)商。鋁鋰合金是一塊硬骨頭，中國商飛與航空工業(yè)洪都兩支團隊在一起同吃同住同勞動，才共同把它的加工參數(shù)、測量檢驗方法琢磨出來?！?