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具体说一下气动外形的问题。气动是空气动力学的简称。飞机的外形不是为了好看,而是为了首先能飞起来,即获得足够的升力,然后能够控制,随意改变速度与方向,对抗各种气流情况,然后追求经济性,减少阻力。这些都是由空气动力学决定的。在飞机实际飞起来之前,怎么做高速飞行条件下的空气动力学实验?办法是利用相对运动的原理,飞机模型停着不动,高速的气流沿着飞行的反方向掠过飞机模型。这种装置就是风洞。
中国在风洞上下了血本,试验能力跻身世界先进行列。例如位于川西山区的中国空气动力发展与研究中心,装备有亚洲最大的风洞群,可以有效的进行从低速到24倍声速,从水下、地面到94公里高空范围,覆盖气动力、气动热、气动物理、气动光学等领域的空气动力试验。从“歼-10”、“枭龙”战机和“神舟”系列飞船,到磁悬浮、“和谐号”高速列车,从高达300多米的东方明珠塔,到横跨30多公里海面的杭州湾跨海大桥,都在这个地方进行过风洞试验。又如亚洲最大的立式风洞,气流垂直向上,能进行飞行人员、空降兵以及跳伞运动员的训练和飞机尾旋、无尾飞机翻滚和旋转天平试验。《碟中谍》里把人吹起来的情节在这里就可以实现。
有这样强大的空气动力学试验能力在背后支撑,C919才能实现优化的气动总体布局设计,减阻5%。要知道其他几个国家的飞机都是在他们的试验条件下优化过的,在此基础上再减阻5%,很了不起。
关于C919不是组装货,还有一点需要说明。中国的许多汽车是组装货,如一汽大众、上汽通用的迈腾、君越等车型,这是因为生产的主体是中外合资企业,核心技术都在外方手中。C919却不一样,中国商飞是完全的中国企业,没有合资。商飞与外企的关系是主制造商与供应商的关系,这是世界航空界的普遍模式。在这个意义上,如果把C919当成组装货,那么空客和波音的飞机也都是组装货,其中还有许多来自中国的部件。
商飞作为主制造商,自主确定整体设计,自主决定向谁采购什么样的部件,是昂首挺胸的甲方,而不是像一汽、上汽那样在大众、通用面前的小伙伴。所以中国大飞机的起点一上来就比汽车业高得多。如果中国汽车界当初也多动点脑筋,像高铁一样充分的利用自己的优势跟外国厂商博弈,而不是天真地去“市场换技术”,把合资当成高招,现在大概会强得多。
再来看一下机身材料。C919应用了大量先进材料(铝合金、钛合金、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等),因此才能减重3%。
气动外形和机身材料都是不折不扣的高科技,因此造壳子就是飞机的核心技术之一,全世界能搞定的国家屈指可数。这一点对于军机尤其显著,一看歼-20、F-22那种科幻的外形就能知道它们的机动性极高。以为造飞机壳子跟造电脑机箱一样容易的,该去补习了!
再来看发动机等外国产的部件。发动机当然也是飞机的核心技术之一,在这样一些方面我们要坦率承认不足,努力研发,尽快追赶。有些朋友要辩论机身与发动机哪个更核心,在我看来这属于无关紧要的细节,反正都不可或缺就是了。我们为C919下线欢欣鼓舞,不是因为最核心的技术都掌握了,而是因我们有了集各项技术于一身的成品。
我们欢迎任何建设性的批评。不过有些人俨然把自己当成鬼子的翻译官了,一开口就是“皇军大大的好,中国人的不行”的调调。这不是批评,纯粹是一种病态情绪的发泄。对这种二鬼子,我们一是蔑视,二是加劲工作,用实打实的进步猛扇他们的脸——虽然有些人早就不要脸了。
首先要说明的是,美法合资CFM公司的LEAP-1C是一款非常新、非常先进的发动机,2014年才第一次试飞。因为C919用了它,所以才达到燃油消耗比同级别飞机降低15%,座公里直接用成本降低10%,碳排放减少50%。
按照知乎上Jason Li的说法:“这个型号的发动机目前有3种机型采用。除了C919以外,剩下两个分别为空客的A320neo和波音的737MAX。(啧啧啧...都是下一代飞机,啧啧啧...ABC...)”也就是说,下一代中短程干线民航飞机全都要用LEAP-1C。不用不行,不用就跟不上潮流,就要在市场之间的竞争中失败。
Jason Li还指出:“国际上对于我们国家发展大飞机事业既常常冷嘲热讽,又时刻保持警惕。2010年,C919样机首次亮相珠海航展时就让波音和空客吓了一跳。由于搭载新一代发动机LEAP-X1C,机身使用复合材料,C919将比B737和A320具有优势,特别是飞机减重14%、减阻5%、减噪10个分贝、污染排放物减少50%、油耗下降12%-15%。然而,国际竞争对手的回应比我们预想的还要快,他们在很短时间内就决定为这两款老机型更换发动机,比如空客花费10亿美元换LEAP-X1C发动机,使得A320的航程增加了950公里,节省燃油15%。”
国内有没有能推动C919的发动机呢?在技术的意义上,有,如CJ-1000A、WS-20。但这些发动机或者是还在研发中,或者是性能跟LEAP-X1C有很大的差距。因此在商业竞争力的意义上,没有。
有人要问了,即使国内的发动机性能差一点,为啥不先用着呢?这里的关键,是军机跟民机的思路有本质区别。军机首先要解决的是有无的问题和自主的问题,因此高油耗、低寿命、甚至较低的安全性都不会阻止军机尽量使用本国的零部件。真打起来,军机说不定飞不了几十个小时就被击落了,谁还在乎平时寿命长一点短一点、故障率高一点低一点?民机却不是用来打仗的,也不是用来争气的,而是实实在在要拿出去卖钱的,这就对安全性、经济性提出了很高的要求。
中国与造飞机有关的各项技术发展是不均衡的,机身技术相对来说还是比较先进,已经为波音、空客供了很多年的货,而发动机技术相对来说还是比较落后,心脏病是困扰整个工业界的长期病症。在这种客观条件下,要尽快把大飞机造出来,卖出去,合理的选择自然是自己造机身,发动机用别人的先进产品。好比你有长板短板,而尽快需要一个桶,那么理性的做法是向别人借几块长板来补齐你的短板,先把桶造出来。如果非要等到自己把短板也变长,水早漏光了!
其实对于发动机耿耿于怀的人,一句线用的也是外国发动机,美制的JT3D-7。当年都能想通这一个道理,现在还想不通吗?
为什么尽快造出整机很重要?因为大飞机不只是一件商业产品,还是一个试验平台。有整机之前,许多技术只能纸上谈兵。有了整机之后,就可以实际试验了。当年运10下马之所以是个严重的错误,原因之一就是失去了这个大飞机试验平台,使许多技术都无法进步,甚至倒退了。
制造和改进C919的过程会大大加快中国技术进步的速度。例如中航工业集团(AVIC)和中国电科集团(CETC)参与了航电系统,AVIC参与了飞控和液压系统。整个研制过程中,研制人员共规划了102项关键技术攻关,国内有22个省份、200多家企业、36所高校、数十万产业人员参与了研制,包括宝钢在内的16家材料制造商和54家标准件制造商成为大型客机项目的供应商或潜在供应商。这都是不可代替的锻炼机会。
C919现在的国产化率是50%左右。事实上,在项目启动之初,目标只是大于10%!普通人觉得50%的国产化率太低,专业技术人员却往往感到超出了预期,大为振奋。(王韬《应为C919的超预期成果喝彩》)可以预期,将来国产化率会快速提高,超出一般人的预料。
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