昨日，C919兩架原型機同時試飛，完成了部分操穩試驗和系統檢查。官方消息表明，位於西安的101號機進行了地面改裝和載荷標定，如水配重系統和拖錐系統等，試飛持續了3小時10分。位於上海的102號機進行操穩檢查、性能檢查等試飛任務和測試改裝，試飛持續了1小時34分。
而國外媒體在上週末（6月15日）曾經報道，C919在試飛過程中遇了升降舵上的複合材料分層問題，並改裝了襟翼、尾翼和油箱。改裝和排故大概用了三個月。
外媒的報道截圖
這本來是一則普通的技術報道，新飛機在試飛過程中遇到問題修正問題都是很正常的。即使強如波音空客，新機試飛也不是一帆風順的。更何況是中國這種大姑娘上轎頭一回的？然而就是有些別有用心的媒體開始聒噪中國技術不行，造個飛機這麼費勁，吃棗藥丸之類。結果昨天C919兩機同日試飛的消息公佈之後，又引發了一場傳播盛宴，這一回的方向完全翻了過來，一夜之間C919又成了國民信心支柱，打臉的打臉，吵架的吵架，真是輿論狂歡。
讓我們拋開各種別有用心的立場和追名逐利的爭論，迴歸技術的本質，從媒體報道的隻言片語中，以正常心態解讀這些技術細節，管窺中國大飛機工業追趕世界先進的道路到底是荊棘還是坦途。
試飛中的C919
我們先來看看新聞報道中的關鍵字詞：昨天商飛官方發佈的C919試飛情況說明中，說明進行了改裝並在試飛中進行了檢查，包括水配重系統改裝與標定、拖錐系統等，檢查則是操穩檢查和性能檢查。外媒報道的是升降舵上的複合材料出現了分層、飛機改裝了襟翼、尾翼和油箱。我們一個一個來看。
水配重系統是個很有意思的東西。因為飛機的平穩飛行需要保持姿態的平衡，必須保持重心位置和升力中心的平衡，否則飛機就會在空中翻滾起來。而在新飛機的試飛過程中，實際重心和升力中心的位置未必和計算結果一樣，在不同的高度和速度下機翼產生的升力也不同，這就需要飛機能在一定範圍內調整自身重心位置以保持飛行的平衡。這就是水配重系統的作用，通過調節機身不同部位水箱的水量來調節飛機的重心位置。水配重系統的改裝說明以往的系統不能滿足系統需求：或是試飛科目有變化，或是有設計之外的情況需要測試。這些情況都可能會導致水配重系統的重新佈置。
對於常規靜安定飛機，重心位於升力中心之前，平尾產生負升力以平衡俯仰
拖錐系統是飛機大氣測量系統的重要測試項目。飛機在天空中飛行，需要通過大氣測量系統感知到周圍大氣環境的情況，從空氣動力學上來講，就是要測量飛機所處流場的動壓和靜壓。這個探測系統在是通過空速管和靜壓傳感器來探測的，很多早期戰鬥機機頭處都有一根伸出來的“刺”，這就是空速管。
這根突出的“刺”就是測量大氣數據的空速管，可不是什麼刺刀喲
而現代戰機也只在研發過程中的原型機上能看到這根“刺”，正式服役之後就不見了。這是因為現代飛機為保證機身表面的光潔都將空速管埋進了機身蒙皮之中。但是這樣一來就有一個問題，在飛行時，機身蒙皮表面的空氣流場是被機身壓縮過的，和原本的流場並不一樣，這就必須給埋入式傳感器進行數據修正。
飛機對空氣流場的影響
而修正量就要在飛機試飛過程中通過這根“刺”來得出。而客機在試飛時很少安裝這根“刺”，通常用的就是拖錐系統：通過在垂尾中拉出的一根線拽著一個搭載傳感器的錐形物來收集大氣流場數據。
注意787垂尾後面的那個小黑點，那就是拖錐
操穩檢查是指操縱性和穩定性的檢查。我們都知道飛機的飛行穩定性主要由尾翼決定。飛機的縱向穩定性由平尾決定，橫向的偏航穩定性由垂直尾翼決定，滾轉穩定性由副翼決定。進行操穩檢查簡單而言就是測試飛機的主要氣動舵面是否能在各種氣流環境中保持優良的飛行品質，包括飛行的穩定性和操縱的響應能力。
外媒報道C919改裝了尾翼、襟翼和油箱。飛機的尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，分別負責保持飛機的俯仰和航向穩定性。在通過安裝在尾翼上的舵面偏轉，實現對飛機的俯仰和偏航控制。襟翼是飛機主翼靠近機身的一段，主要在起降時調節升力和阻力以改善起降性能。對其進行改裝則說明先前的設計數值和試飛中的實際數值並不一致，需要進行一定的調節。這是在飛機設計過程中很常見的改動，可以在保持整體飛行性能不大改的情況下調整飛機的穩定性和操縱性。
外媒提到的升降舵複合材料分層問題，則可能是出現了設計之外的情況。複合材料的種類有很多，性能和用途也各有不同，不能一概而論說分層到底是什麼問題。從設計角度而言，導致複合材料分層的可能性主要有兩種：選用的材料因為加工水平或者別的原因並未達到其標稱的性能、試飛中出現了超出設計值的情況導致材料無法承受而分層。
和金屬不同，複合材料的力學性能並不是各向同性的。會隨著受力方向的變化而呈現截然不同的性能。如果在試飛過程中出現了設計承力方向之外的情況，就可能出現復材破壞。
C919的複合材料使用比例並不高，大概在30%左右。和世界先進水平的50%尚有一定的差距。除了大量使用新型的鋁鋰合金材料之外，復材使用經驗的欠缺和下游供應商的協調能力不如國際巨頭也是原因之一。
C919
C919和波音787的複合材料使用情況對比
在這裡，明昊認為有可能是在試飛過程中，飛機的尾翼出現了設計時未考慮到的意外情況，飛機尾部機身或許出現了震盪之類的問題。因為六七十噸重的飛機在氣動力作用下飛起來，飛機本身也承受了相同大小的力度。在這麼大的力量作用下，我們通常認為堅硬的飛機用金屬材料和複合材料也會發生彈性形變。大家在乘飛機的時候可以觀察一下機翼在起飛前後的變化：相對停穩的狀態，機翼在起飛時會有一定程度的上翹，這就是空氣產生的升力作用在機翼上的結果。
和機翼同理，大飛機細長的機身也容易在氣流的作用下發生一定量的形變。而飛機的安定性設計會使得機身在受到氣流影響之後產生反向動作以恢復正常的飛行姿態，在這個過程中機尾會承受更多的力量。而當氣流比較複雜的時候則可能產生震盪，對機尾產生更大的作用力且會反覆將其拉扯。這種不確定的震盪的力度大小在風洞試驗中是難以精確測定的，因為風洞用的模型太小，並不能精確模擬實際情況。所以這對於設計而言也是難以確定其安定餘量的。在客機需要儘量減重以保證經濟性的要求下，到底增加多少保證安全的餘量是需要長期經驗積累的。
當然，這些都只是從報道的隻言片語中得出的分析。而實際情況到底如何也只有商飛自己的人能知道。雖然從他們的報道新聞中可以一定程度的相互印證，但也並不足以推定實際情況。
物理定律並不會因人的意志而轉移，在工程實踐中的各種問題也不會因為中國晚一步發展就變得更簡單。現代航空工業雖然有各種先進的理論和高效的計算機技術做支持，但是航空作為高度複雜的系統工程，依舊是極度依靠經驗的。波音空客曾經遇到過的各種經驗性問題，中國一樣要重新走一遍，才能“知其然，知其所以然”。這並不是搞定了全球零部件供應商就能搞定的，也一定程度上說明了一個道理：單純造個殼子，就是高科技！
C919
C919和波音787零部件供應商對比
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