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中国自研大飞机面临发动机与复合材料两大难题

http://www.sina.com.cn  2009年06月11日 11:50  新华网

  当今的中国已经步入了科学、理性的发展轨道。中国已把大型客机项目确定为《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的十六个重大专项之一。国务院在二00七年批准了大型飞机研制重大科技专项正式立项。

  国务院总理温家宝曾表示,造大飞机是国家意志,是战略考虑,是国家兴旺发达的标志,也有很直接的科技意义和经济效益。

  大飞机制造:“工业化领域的皇冠”

  “大飞机”是指重量超过100吨、拥有150座以上的干线喷气式客机。目前仅美国、欧盟、俄罗斯有能力制造。2007年2月,中国大飞机项目正式立项,2008年5月,大飞机项目公司——中国商用飞机有限责任公司在在上海揭牌成立,研制工作实质性启动。“如果说,2007年大飞机立项和2008年项目公司挂牌是摆下了一张棋盘,那么,过去的一年,这个项目可以说是在布阵。”曾担任大飞机专项论证小组协调员、观察员的何志庆说。

  大飞机制造一直被誉为“工业化领域的皇冠”,不仅因为其是数百万零部件的大集成,更是对一个国家包括电子、机械、新材料、冶金、化工、工业制造等诸多行业全面性检验的挑战。目前只有美国、俄罗斯、欧洲三强拥有制造大飞机的能力,其中只有美国波音和欧洲空客两家具有市场化成功经验。“8亿件衬衫才能换回一架波音或者空客”的进出口尴尬,决定了大飞机项目在我国未来产业合理布局里的重要地位。

  据《国际先驱导报》报道,在外界看来,中国大飞机项目的布阵工作,主要围绕技术路线、体制架构和人才建设三个方面开展。

  飞机设计研制的全部过程,分为预发展、详细设计、全面试制、适航取证等阶段。据大飞机项目公司内部人士透露,这个项目已进入“预发展”,正在开展技术、经济可行性研究,同时进行气动设计、结构设计等一些关键技术的论证和研究,今年将全面完成可行性论证,深化初步总体技术方案,并开展关键技术攻关和相关试验。大飞机未来的“外形”和“体态”也已确定。中国商用飞机有限责任公司总经理助理王文斌说,COMAC919飞机将采用超临界下单翼、翼吊两台先进涡扇发动机、常规平尾、前三点式可收放起落架布局形式,驾驶舱将采用两人制。基本型全经济布局为168座,混合级布局为156座。在体制架构方面,到去年年底,大飞机项目已形成总部加设计研发、总装制造、客户服务“三大中心”的整体布局。

  航空人才培育也在最近全面提速。目前,中国大飞机项目公司下属研发人才约有4000多人,而可满足研发需要的理想人数应是目前的5倍。为此,这个项目已研究构建“海外引智”机制,确保在2009年引进20名海外高层次人才,引进、招聘各类人才2000人。

  研制特色:中国飞机装上“中国心”

  历史回顾:曾遭国外巨头喊停

  据《国际先驱导报》报道,20世纪80年代中期,中国提出飞机工业发展“三步走”计划,注重和国外合作开展联合设计研制。1985年,上海飞机制造厂与美国麦道公司合作组装生产MD82客机;1992年起,双方启动了MD90的组装。在与麦道合作的同时,1996年,中国和空客开始联合研制AE-100型客机。然而,由于国际航空企业格局的变化,1997年8月,麦道公司被波音公司并购,后者终止了与中方的合作。1998年,空客终止了AE-100项目。至此,中国大飞机的研制工作陷入停滞。

  “为什么每到合作的关键,国外巨头就会喊停?30年的教训告诉我们,核心技术是不可能转让的,我们必须走自主研发的道路。这就是ARJ21项目和未来的大飞机项目为什么要牢牢抓住设计权和自主知识产权的原因。”ARJ21飞机原总设计师、大飞机项目专家顾问吴兴世如是评价。

  自主研制:中国飞机装上“中国心”

  今年年初,在我国商用飞机发动机项目公司——中航商用飞机发动机有限责任公司成立新闻发布会上,中国工程院院士、中国航空工业集团公司科技委副主任刘大响表示,我国有望用20年左右的时间,让装有“中国心”的“国字号”大飞机飞上蓝天。

  这位我国著名航空动力专家说,我国国产大飞机装上“中国心”飞天,大致将分两步实施:一是国产大飞机购买国外成熟发动机实现首飞、开展试验,国产发动机同步进行研制;二是在适当时机换上我国自主研制的发动机。新任项目公司总经理张建表示,通过这两步,公司将“争取让国产发动机和国产大飞机同步飞上蓝天”。

  国际合作:不固守“中国血统”

  在中国航空工业集团代表委员的新闻发布会上,中航工科技委主任张洪飙代表表示,大飞机研制要结合自主研制和国际合作;中国商用飞机欢迎跨国公司联合国内公司竞标。

  张洪飙指出,中国商用飞机公司更多是发挥中国航空工业集团的力量,不搞重复建设。中国商飞飞机公司只搞研究开发、系统集成、营销和培训工作。

  在第七届珠海航展上,针对中国大飞机的研发,俄方工作人员表示非常有兴趣参与。前苏联以及俄罗斯曾经研发出图154客机、伊尔76运输机等成功机型,中方也购买并使用了上述机型。虽然目前中国民航运输公司主要运营波音和空客的喷气式飞机,但中国军方和支线航空公司对俄制飞机依然有非常大的兴趣。俄方愿意以技术参股等形式参与中国大飞机的研发,当然这有待于双方进一步的商谈。

  研制硬伤:未掌握发动机关键技术

  第一、造“心脏”需庞大资金:国产大飞机要有强健的“心脏”。为了既能长途又保安全的飞行能力,大飞机必须有一个强大的“心脏”——大型涡轮喷气式发动机来支撑,这缺乏大飞机发动机的关键技术,正是目前我国研制大飞机过程中的“硬伤”!比较而言,欧洲国家投入研发大飞机的经费超过200亿欧元,而我国投入的只有300——400亿人民币,是前者的1/5都不到,投入少又要研制出相当高要求的发动机确实是严峻的考验。

  第二、复合材料需要突破:对高端复合材料的要求也会影响到我国大飞机的研制进度,目前我国的复合材料研究实力在全球还大大落后于日本等先进国家,如果未来10年我国在相关复合材料上的研究还不能取得突破性进展,那么国产大飞机研制很可能要受制于人。

  第三、人才缺口比较大:人才紧缺也是现在国产大飞机项目中不得不面对的难题。飞行商业运作是长线经营,离不开飞机设计、制造工艺、材料、客服等四种人才。空客的研发团队一般需5000多名技术人员,而如今即使在我国大飞机研发的“重镇”上海,符合条件的高等院校人才也仅为700人。

  ◆对策:大飞机人才海外受训

  中航工业总经理林左鸣在2月17日表示,中航工业计划每年向国外输送50-100名技术骨干,并将坚持该人才培养计划至少10年,其目的就是为了培养出中国航空工业的“领军人物”。

  随着大飞机项目的上马,我国航空业国际化人才的培养战略也日渐清晰。

  支线飞机:为大飞机探路

  目前,中国首架拥有完全自主知识产权的ARJ21-700“翔凤”新型涡扇支线飞机在上海首飞成功,现已转入试飞取证阶段。

  业内人士指出,“翔凤”的首飞成功,标志着中国在拥有自主知识产权的支线飞机研制上取得了重大突破,也为大飞机的研制奠定了坚实的基础。

  据《国际先驱导报》报道,在上海航展上,“翔凤”引来了众多市民的议论:“真像波音737,真像大飞机!”

  这个“像”字,恰恰指明了ARJ21为大飞机“探路意义”之所在。

  ARJ21-700总设计师陈勇说,飞机在设计之初就希望为乘客、航空公司提供干线大飞机水平的舒适度。“这意味着,一名乘客乘坐它从国内中小城市前往枢纽城市,再转大飞机去国外或其他大城市的时候,他的感受是完全相同的。”陈勇说。

  而在中国商用飞机有限责任公司总经理金壮龙看来,这个“像 ”字不仅在于直观上的舒适性,与许多低座级的支线飞机不同,每架约为70至110个座位的ARJ21,其技术水平和特点更为先进,也更接近150座大飞机。正因为此,这架飞机为中国未来研制大飞机,在设计、研制、试验、取证、营销、供应商管理等方面提供了技术基础,积累了经验教训,也打造了一支非常难得的专家人才队伍。一些专家认为,对于致力于研制出大飞机的中国民用飞机事业而言,ARJ21就有几分这样的“开道”意味。

  2009:大飞机研制关键年

  据《国际先驱导报》介绍,按照中国商用飞机有限责任公司发布的计划表,COMAC919初步计划于2014年底至2015年中实现首飞,并在2016年投入市场。6月6日举行的大飞机项目总装制造中心成立仪式上,中国商用飞机有限责任公司总经理金壮龙介绍说,2009年是COMAC919大飞机项目的“研制年”,年内将完成五个方面的设计研制任务。

  这五项任务分别是:完成COMAC919大型客机可行性研究报告;向国内外供应商发出系统工作包招标书并基本确定供应商;完成初步总体技术方案评审;完成工艺总方案、装配协调方案初稿和工艺设计规范;完成展示样机技术准备、机头物理样机制造、初步数字样机构建和全机标准规范体系规划。

  大飞机项目公司有关专家介绍说,根据飞机研制的一般规律,“预发展”大约需要2年时间,而此后约5年将经历详细设计、全面制造、适航取证等阶段。据分析,后5年很可能被划分为2年详细设计、2年全面制造、1年半适航取证的大致步骤,而其过程与中国研制ARJ21的过程应该会相当接近。

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