淺談C919飛機技術路線

2023年5月28日，我國國產大客飛機C919成功首次商業運營，執飛上海至北京的航線。C919商業首飛是中國民航工業，也是中國航空工業的一件大事，將永遠載入中國民航史，乃至世界民航史的史冊。長期以來，中國老百姓一直夢想著什么時候能夠乘坐自己國產的大客飛機，從此刻起，這一夢想終于實現了。C919的商業運營，讓國人翱翔祖國藍天有了一種新的選擇，同時也意味著C919飛機完成了從產品到商品的轉變，將正式接受民航市場的嚴格檢驗和考驗。

！一、研制C919有多難

大飛機是一個國家科技水平、制造能力、經濟基礎和綜合國力的集中體現。C919飛機的研制，風險大、任務重、周期長，面臨著一系列巨大困難和挑戰。

? ?1）人才隊伍方面

C919飛機研發是一項極其復雜、多學科交叉的系統工程，其設計、制造、客服、試飛等環節直接參與人數需上萬人，然而作為C919飛機的研制單位，中國商用飛機有限公司（簡稱：中國商飛）成立之初員工人數僅有3800余名。

長期以來，中國民機生產制造人才總體偏弱。初成立的幾年里，中國商飛從北航、西工大、南航等國內老牌航空院校集中招聘了大量來自不同專業的應屆大學生，但在核心技術研發方面，卻面臨著設計人員年紀輕、經驗不豐富的困擾。有資料顯示，C919研發期間，中國商飛大多數設計人員年齡都不足30歲，缺乏將復雜系統整合到整機的經驗。民機制造中的試飛員、試飛工程師等特殊人才缺乏現象尤為突出。

人才隊伍的培養是一個長期的過程，這些年我國加大了對航空業基礎技術研究的投入，通過C919的型號任務的洗禮，目前中國商飛的員工人數已達到近萬人，已發展成為一支集設計、研發、制造和營銷于一身的高素質民機人才隊伍。

? 2）精細化管理方面

C919飛機的研制不僅需要技術創新和技術攻關，更需要管理創新。C919飛機于2007年立項，中國商飛次年正式成立。成立初期，中國商飛曾一度面臨人力資源管理的巨大挑戰。面對艱巨的C919項目，中國商飛除了在公司層面進行總動員外，還從全國工業界和科研界調配了大量技術骨干，可以說聚集了當時全國航空領域的頂尖高手，大批高素質專業人才集中攻關，精誠合作，才有力地保證了科研進展。

C919飛機投資巨大，研發進度存在不確定性，因此研發和生產成本管控至關重要。要想在未來民航市場上占有一席之地，C919飛機單機成本控制十分關鍵。其設計過程中必須“精打細算”，嚴格控制研制中的每一個環節，否則就會致使單機生產成本攀升，影響到C919飛機未來的市場競爭力。

此外，作為中國民機事業的主力軍，中國商飛在型號研制中不斷探索，建立了適應性與動態性相結合、項目與職能相平衡、管理要素完備到位的項目組織。根據產品分解邏輯，公司在C919項目先后成立了600余個集成產品開發團隊，有效推進了型號的研制。

? 3）技術方面

C919大型客機的設計非常復雜，必須滿足包括安全性、經濟性、乘客舒適性和環保性等技術要求，僅設計過程就花費了7年時間之久。

C919飛機的零部件數量高達數萬個，每個零部件的加工精度要求都很高。C919 機體尺寸大，外殼蒙皮厚度薄，裝配易變形，大部件對接時，跨尺度測量精度和定位必須十分準確。裝配中，部件上需要制孔百萬個，而對于不同材料部件采取制孔方案又不盡相同，裝配工藝難度很大。如果有多個零件存在不同程度的精度誤差，那么數萬個零部件裝配出來的飛機，必定會出現質量問題。為此，大型客機的制造中通常要使用計算機控制加工、柔性裝配定位等大量的精密制造技術。

大型客機的材料要求堅固且重量輕，這是確保飛機安全性和經濟性的必要條件。中國C919 大量采用先進的復合材料和鋁鋰合金等新型輕質材料，但這些材料往往要涉及更為復雜的工藝且價格高昂。

大型客機的測試非常嚴苛。為確保C919飛機的安全飛行，其測試囊括了眾多項目，具體包括全機靜力試驗、關鍵部件疲勞試驗、“三鳥”聯動系統測試試驗、失速試驗、高寒高原飛行試驗、自然結冰試飛、擦尾試驗、鳥撞試驗等。

? 4）適航方面

現代民用飛機項目的研制，除了經濟性和舒適性以外，最重要的還是安全性，而民用飛機的適航性就是飛機的安全水平，是民用飛機安全的重要屬性。適航審定能力是決定民機成敗的關鍵因素。目前，國際上最為權威的歐洲(EASA)與美國適航當局(FAA)頒發的適航證為大多數國家所認可。C919商業運營前最大的難關就是它要通過極為繁雜嚴苛的歐美適航標準認證。

目前，中國商飛公司已建立起了符合要求的適航管理體系，并采用信息化的手段進行標準化的適航取證過程管理，開發了包含適航規章數據庫管理模塊、型號合格適航取證任務定義模塊、適航當局協同管理模塊和適航工作管理模塊等的適航信息化管理系統?，F在，C919飛機型號已經獲得了中國民航管理局頒發的適航證。盡管如此，實事求是的講，中國的適航取證能力與歐美國家相比仍然需要進一步改進和提高。

二、C919的技術路線

飛機制造是指按設計要求造出飛機的過程，通常僅包括飛機機體零構件制造、部件裝配和整機總裝等，也就是普通老百姓理解中，飛機骨架和外殼等機體結構的制造和組裝。動力裝置、機載設備、液壓系統、控制系統、儀表、附件等則由專門廠商制造，一般不列入飛機制造范疇。盡管如此，上述系統、設備、附件在飛機上的安裝以及與各系統的連接、電纜和導管敷設、系統功能調試仍屬于飛機總裝的工作，是飛機制造的重要組成部分。

1） 主制造商-供應商模式

C919采用了國際通用的“主制造商+供應商”模式，作為國產大飛機的主制造商，中國商飛負責C919的設計研發、系統集成、總裝制造、適航取證、客戶服務和市場營銷等工作，機體結構和機載系統設備則由中國商飛在全球范圍內開展供應商選擇和管理，具備完全自主知識產權。其中，C919機體結構由中國商飛設計，由國內中航工業所屬的幾大航企共同制造。

中國商飛采用“主制造商+供應商”模式，最大的優勢在于：能夠最大限度聚集和利用國內外資源；中國自主設計，全球采購，一方面既能利用國外成熟的生產經驗，與此同時國產企業穩步跟進，最終保證了整體供應鏈的安全穩定。

有數據顯示，在C919項目中，國內外參與的企業有近300家。供應商既包括通用、霍尼韋爾等大牌海外航空企業，也包括了大量本土的公司。

2）機體結構國內制造

C919的機體結構主要包括機頭、前機身、中機身（含中央翼）、中后機身、后機身、外翼、垂尾、平尾、活動面等部段，由中國商飛公司自主設計，航空工業集團成飛、洪都、西飛、沈飛、哈飛、昌飛，航天特種材料及工藝技術研究所、浙江西子航空工業有限公司等單位共同制造，并由中國商飛公司負責總裝。

作為C919大型客機最大的機體結構件供應商，航空工業西飛承擔了C919中機身（含中央翼）、外翼盒段等工作包的研制與生產任務，在整個飛機結構中占比超過35%。成飛民機作為C919大型客機機頭的唯一供應商，負責機頭的研制與生產。中國商飛上飛公司承擔C919飛機平尾以及部分中機身（含中央翼）的批量生產任務，同時負責飛機的部裝和總裝。此外，沈飛公司承擔了后機身的研發，起落架艙門來自哈飛公司，前機身、中后機身來自南昌洪都集團公司。

飛機制造的主要流程包括工藝準備、零件制造、部件裝配、總裝調試等。對于C919機體結構而言，這些制造流程均由西飛、成飛、上飛、沈飛和洪都集團等參與C919飛機制造的廠商獨立或協同完成。

3）合資模式、項目合作與自主研發

C919大飛機項目在系統和設備招標時，鼓勵國內外企業進行合作成立合資公司，并且優先選擇合資公司的產品，其中一個重要的考慮就是借機推動國內相關領域的技術進步。目前，在許多的核心領域，國產大飛機對國外的依賴程度仍然比較高，比如飛機的動力系統、 航電飛控系統、燃油系統、電源系統、起落架等十幾個關鍵領域都有外企介入甚至主導。不過外企介入或主導的部件/系統供應鏈中，中方企業也廣泛參與其中。這種參與最常見的一種形式就是控股和外企組建合資公司，譬如C919的燃油、液壓惰化系統就外包給伊頓上飛(上海)航空管路制造有限公司去做，該公司中中方上飛公司占股51%,美方伊頓占股49%。另一種方式就是中企和外企并行、獨立開展產品研發，預留“B”計劃，作為備份，以備不測，譬如中國航發獨立研發的CJ-1000發動機，以備CFM公司斷供；第三種形式就是中方供應商單獨干，譬如C919的內飾，就直接分包給中航工業菲舍爾航空部件(鎮江)有限公司單獨干。

在C919各核心系統研制方面，這幾年中國企業正在通過合資模式、項目合作和自主研發快速追趕，國產化比例已經顯著提高。

三、C919的科技創新

C919大型客機制造凝聚了當代諸多頂尖的高新科技，涉及氣動、結構強度、材料、電子、控制、發動機以及制造技術等諸多工程領域，是一項龐大而復雜的系統工程。C919大型客機在設計、制造裝配與結構選材、測試技術等方面開展了一系列的科技創新。

設計方面，和同類的A320NEO和B737MAX相比較，C919客艙更加寬敞，加上先進的環控、照明設計，更大的觀察窗，可提供旅客更好的舒適性；C919采用電液動作系統使其在動力資源上具備更大的靈活性，增加了冗余性，提高了安全性能；借鑒波音737和空客320飛機，對機身外形進行了優化設計，減少了氣動阻力和油耗，增加了經濟性；相比于A320NEO和B737MAX的6塊玻璃，C919擋風玻璃只有4塊，機頭氣動阻力更小，飛行員視野更加開闊。

制造裝配方面，中國商飛總裝制造中心浦東基地相繼建成了全機對接裝配、水平尾翼裝配、中央翼裝配、中機身裝配和總裝移動5條先進生產線，采用了自動化制孔、鉆鉚設備、自動測量調姿對接系統等先進設備，實現了飛機的自動化裝配、集成化測試、信息化集成和精益化管理；3D打印技術也在機艙裝飾、窗框等制造環節中得到應用。結構選材方面，C919首次大規模應用先進材料，第三代鋁鋰合金材料、先進復合材料在機體結構用量分別達到8.8%和12%，顯著減輕了飛機結構重量，提高了經濟性。

測試方面，自2017年首飛到2022年年底，C919適航認證期間曾開展了大量的實驗測試及試飛科目，具體包括：飛機全機靜力試驗、全機疲勞試驗、系統功能試驗、航電試驗、電源系統試驗、電氣系統通電試驗、起落架收放試驗、對飛機結構氣密性檢查的氣密淋雨實驗，考驗客艙氣密性與增壓極限載荷驗證試驗、APU開車試驗、發動機點火試驗、滑行試驗、發動機反推試驗、失速試飛、自然結冰試飛、擦尾試驗、鳥撞試驗、雷擊測試、全機應急撤離演示試驗、極端天氣測試、側風試飛、濺水試飛、最大剎車能量審定試飛等。這些試驗中，我國科技人員對不少試驗測試經驗不足，缺乏相關案例作參考，這就需要自力更生，勇于探索和創新。譬如，C919的飛控系統、航電系統和電源系統測試，科研人員們大膽地將“鐵鳥”、“電鳥”和“銅鳥”試驗系統集成起來,?“三鳥聯動”進行測試，最大限度地保障了C919的飛行安全。

四、未來展望

1）深耕國內民航市場，形成品牌效應

作為一款全新的機型，C919在國內航線商業運營中，特別是“磨合期”內，難免不會出現各種各樣的問題，這很正常，但這些問題一定要通過各種措施盡可能降低；杜絕安全事故，安全飛行，形成中國民機的知名品牌；做好國內民航市場，為未來開拓國際市場積攢口碑。

為此，首先，要不斷提升飛機維護保障水平，哪家航司的飛機，飛哪個城市，維修維護系統就要覆蓋到哪里；要虛心學習和借鑒空客、波音機隊的維護保障經驗與規章制度，確保飛機的安全性。其次是人員培訓。不管是飛行員、機組人員、地勤人員、維護保障人員、管理人員，還是技術支持人員，培訓工作都要跟上，業務上要嚴格要求，思想上要作風硬朗，執證上崗，寧缺毋濫，要杜絕人為因素導致的航空事故。最后，C919商業運營中，仍需對機型不斷進行完善，在實踐中發現問題，糾正問題，進而充分發揮出飛機的優越性能。

2）國產化替代工作刻不容緩

從構成來看，C919大飛機主要由機體、發動機，以及飛控系統、航電系統、燃油與液壓系統、起落架系統、高升力系統等機載系統組成。

機體結構，即機身、機翼和尾翼等部件，占整機價值量的40%左右，其制造由中航工業下屬的西飛、沈飛、成飛、洪都等承擔。也就是說，C919飛機的機體結構基本上已經實現了全國產化。機載系統方面，國產大飛機對國外的依賴程度仍然比較高，比如飛機的動力系統、 航電飛控系統、燃油系統、電源系統、起落架等十幾個關鍵系統都有外企介入甚至主導，盡管中國企業通過合資模式和項目合作方式也參與到了其中。動力方面，目前C919飛機唯一的配套發動機為美法合資CFM公司生產的Leqp-1C發動機，國產配套發動機CJ-1000尚在研制中。

當今世界風云變幻，不管是機載系統還是航空發動機，C919飛機都存在“受制于人”的風險，因此，C919發動機和核心機載系統的國產化工作已刻不容緩，勢在必行。

3）改進升級，期待國產C929寬體客機

C919目前已進入常態商業運營，根據市場需求，日后必然還會派生出一些不同的改型版本，譬如加長版、縮短版，甚至貨機型號等。值得一提的是，早在C919客機首飛的2017年，我國的另一款300座級的寬體大客飛機C929項目就提上了日程。目前，C929客機已經進入詳細設計階段。參照C919飛機的研發周期，筆者大膽預測， C929的商業運營時間有望在2030年前后達成。讓我們拭目以待吧。

編輯：黃飛

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