C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

C919大型喷气式客机,是继运-10之后,我国第一款真正意义上的民航大飞机,是我国新一代干线客机,也是我国自主研制的新一代喷气式客机。经过9年的攻关,C919已经具有完全自主知识产权。在上一篇文章里面,有很多小伙伴惊讶于我们完全自主知识产权的飞机居然用着美国的发动机,其实这是大家对完全自主知识产权的误解。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

自主知识产权亦称“自有知识产权”。一般指与非自主知识产权相对应的,在一国疆域范围内由本国公民、企业法人或非法人机构作为知识产权权利主体,对其自主研制、开发、生产的“知识产品”,及获得许可购买他国或他人专利、专有技术、商标、软件等所享有的一种专有权利。从其权利特性看,具有主体本土化、权属域内化、权利集成化、私权公权化的特点。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

从这个定义不难看出,C919的知识产权权利主体就是我们中国,是中国无数的科学家和工程师们自主设计、研制和生产的客机,主体是中国没错,这个完全知识产权的专有权利也包括获得许可购买他国或他人专利、专有技术、商标、软件等,所以并不是用了美国的发动机,C919就不是完全自主知识产权的东西了。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

对于大飞机这样复杂的产品来说,整体的设计是极其重要的。没有整体设计,即使把全世界最好的发动机、机身、飞控、电传等等组合起来,也得不到一架能飞的飞机。C919是我国自主设计的干线飞机,就飞机整体设计而言拥有完全自主知识产权。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

一架大型客机是复杂的系统集成工程,不同的系统集成在一起需要满足哪些要求,这一控制方案掌握在设计团队手中。中国商飞的知识产权也体现在对系统之间的集成控制上。C919飞机上有几百万个接口,这关系到液压、航电等多系统之间的关联,绝不是简单的拼接,如何关联,就取决于飞机的设计方案。中国商飞公司团队实现了102项关键技术攻关,主要涉及气动技术、新材料、强度设计等方面。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

C919设计研制中有多项重大技术突破,比如超临界机翼的设计。飞机设计,气动先行,机头、后体的设计也关系到飞机阻力的减小,但机翼的设计决定了飞机的性能,是最为关键的。我们第一次自主设计超临界机翼,就达到了世界先进水平,得到了国际同行的认可。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


【 机身 】

不要小看一个飞机的机身,想要造好也需要很多的技术支撑。C919的机头部分由成飞制造,成飞的机头做得是非常好的,从质量到新技术的采用,以及进度方面都做得非常好。2014年7月31日,C919的首架机机头部段在中航工业成飞民机装配下线。C919大型客机机头部段全长6.66米,是由框、长桁、风档骨架、蒙皮组成的典型的半硬壳式金属结构,包括座舱盖、前起舱、壁板、机头地板等几大部件,共涉及模块300多项,零件3200多项。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

C919的翼身整流罩、前、主起舱门等由哈飞制造。2012至2014年底,在C919机身初步设计阶段和详细设计阶段,中航工业哈飞同步开展了样机平尾盒段件制造、并行工艺设计、材料设计许用值试验、关键技术攻关、工艺规范编制及验证、全机数字化制造技术平台搭建、研保条件建设、特种工艺鉴定和适航审定准备等工作。2015年,中航工业哈飞全面开始工作包的零、部件制造和装配。7月份,中航工业哈飞承担的首个部件——翼身整流罩顺利通过适航审定,挂签交付上海浦东总装基地。9月份,主起落架舱门及前起落架舱门通过适航审定,挂签交付上海浦东总装基地。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

前机身和中后机身由洪都航空制造。C919采用了具有世界先进水平的第三代铝锂合金材料,且全机铝锂合金用量的65%都在洪都航空,结合C919大飞机型号研制涉及的新材料、新工艺、新设备,洪都航空组织开展了铝锂合金喷丸强化、铝锂合金型材滚弯成形、铝锂合金型材热压下陷制造等关键技术研究,为C919大飞机研制提供技术储备及保障,所有的关键技术全部取得突破。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

中机身、中央翼、缝翼、襟翼等由西飞制造。其中,机翼由7000多项零组件和14.5万件标准件构成。该公司开展了大型复杂曲面机翼壁板板坯优化计算、建模技术研究等课题,突破了外翼超临界机翼壁板数控喷丸成形技术。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

通过机体大型整体结构件壁板、框、梁、缘条、接头等零件的低应力切削技术研究,一是掌握了大型金属零件精密、高效、低成本加工技术;二是掌握了铝锂合金等新材料在机加、成形、热表处理和装配连接方面技术;三是掌握了复合材料殷钢工装设计、制造及产品的精确固化技术和无损检测技术。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

超临界机翼整体结构件壁板、梁、长桁,作为C919飞机最关键的零件,采用数控喷丸成型、强化,外形精度要求为0.50mm,所选铝合金高损伤容限材料,在国内飞机机翼壁板上是首次应用。机翼壁板的装配采用无头铆钉自动钻铆技术,翼盒装配采用无余量装配、自动制孔、长寿命连接技术。 中央翼设计首次采用了国内最大的钛合金缘条锻件,中机身壁板首次使用了国际最先进的第三代铝锂合金材料,用量占62%以上,达到国际先进水平。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

后机身、垂直尾翼等由沈飞制造。吊挂是连接飞机发动机和机翼的结构部件,是整个飞机最关键的部件之一,飞机的动力都是通过吊挂传递到机身。C919大飞机吊挂零部件整体采用钛合金材料,在加工钛合金过程中,沈飞公司先后攻克了数控设备装配制孔技术等一系列关键技术和关键工艺。C919大型客机的后机身前段包含了近600项零件,是以新型复合材料为主体的机体结构,也是大面积复合材料制造主体结构在国产民用飞机上的首次应用。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算



【 航电系统 】

C919大型客机航电系统以综合模块化航电平台、航空全双工以太网作为数据交换和处理的中枢,包含了综合显示、飞行管理、通信、无线电导航、综合监视、大气数据测量、惯性导航、飞行记录和机载维护等系统功能。C919大型客机项目从立项之初,就着手策划研制航电系统集成试验平台,构建了试验平台技术规范体系,自主集成、建设了全新的大型客机重要航空电子系统地面仿真与测试试验环境,形成了覆盖全部航电系统的全方位系统综合试验环境和能力。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

中电科航空与美国罗克韦尔柯林斯,合资组建中电科柯林斯公司,业务是为C919开发通信导航解决方案。罗克韦尔柯林斯还与中航工业旗下雷华电子技术研究所,组建了中航雷华柯林斯公司,为C919提供综合监视系统。航电系统是指将通信电台、雷达、导航设备、飞行管理等分散的系统,通过多路传输数据总线交联在一起的多功能“综合体”。我们的本土公司上海昂际航电承担了C919航电系统中大约一半的工作,并且是最核心的“神经中枢”,其综合模块化航电平台,已经被认可为是当今航电系统解决方案中最先进、最尖端的技术体系之一。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

C919驾驶舱采用了常规的“T”形布局,飞控系统采用全电传控制,侧杆操纵。舱内配备有国际先进水平的航电设备,显示器采用15.4英寸超大液晶显示器,为驾驶员提供清晰优质的显示画面;左右操纵台上的电子飞行包,可方便飞行员快速正确地查找飞行信息;平视显示系统将飞行员从下视显示仪表中解放出来,大大改善了飞行员的情景意识,对飞机实现精确进近、着陆和低能见度起飞具有重要作用。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


【 结构设计 】

C919结构设计方面的独门秘籍体现在多个方面,比如采用先进的气动布局,性能更为优化的超临界翼型和局部的融合设计等等。在主风挡方面,采用4块大面积双曲面的风挡设计,为机组人员提供更好的视野,同时采用承载式设计,减轻窗框结构重量,也是国际上首次采用IPS(推进系统一体化)设计技术,增加了发动机外涵道空间,提高了燃油效率,减少了气动损失,降低了噪声,改善了维修性,减小了结构重量。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

C919大型客机直径比同类机型都大,宽大的机身将提供给旅客更多乘坐空间,同时采用高效空气过滤系统提供高品质新鲜空气,客舱照明采用人性化情景照明设计,给乘客温馨体贴的舒适环境。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


【 电传操纵和主动控制 】

C919采用的是全时全权限电传飞控系统。这种系统是现代民用飞机进化的重要标志,它改变飞行员通过机械设备控制飞机的传统做法。在电传飞控系统下,飞行员的操作通过计算机运算一系列复杂算法达到操纵飞机的目的。这“一系列复杂算法”就是控制律。“控制律一般都是由制造厂商自己研发,一来可以掌握飞机设计、改型的主动权,二来可以掌握保证飞机安全的主动权。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

西安飞控与美国霍尼韦尔成立鸿翔飞控公司,与美国派克宇航成立了鹏翔飞控公司,这两家公司都参与了C919飞控系统的研发。控制律是C919研发过程中必须靠自己的能力来解决的关键技术。C919项目首次采用闭环控制律电传操纵系统,国内民机在相应领域的研究几乎为零。C919气动布局采用放宽静稳定性设计,比竞争机型更具经济性能,但同时带来操稳品质等级的问题,需要控制律进行补偿。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


【 客舱综合设计 】

客舱的前两排是头等舱,后边是经济舱。客舱内厨房安装在前服务门前,为整体组合件。客舱使用大尺寸的旅客观察窗,带来很好的视线效果;下拉式的行李箱使头部空间较现役单通道飞机更大。经济舱中间的座椅宽度为18.5英寸,比现役单通道飞机要宽0.5英寸。别小看这0.5英寸,却能让坐在中间座位的乘客“适意”许多。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

C919的客舱设计档次很高,堪比波音787飞机。采用了先进的智能化情景照明,能实现包括欢迎模式、就餐模式、休息模式和告别模式在内的多种模式。盥洗室也同样采用LED照明设计,色彩定位和材质选择上协调一致,颜色处理自上而下、由浅到深,形成了一个温馨、明亮的盥洗室内部空间。客舱天花板为圆弧设计,行李箱也是单曲圆弧设计,侧壁板同样是单曲弧面设计,连接在一起犹如一只展翅的蝙蝠。这种“蝙蝠”形设计,寓意为乘坐C919飞机将为所有的乘客带来福气。再如,客舱行李箱的锁扣采用中国的“祥云”元素进行形象化设计,突出C919飞机的中国神韵。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


【 气动力设计 】

采用新一代超临界机翼和先进气动布局等先进气动力设计技术,达到比现役同类飞机更好的巡航气动效率”,是C919最突出的设计技术优势。通过超临界机翼设计,使飞机巡航升阻比与现役客机相比有较大改善,实现改善客机经济性目标。C919对气动布局进行了改进,对相关部分进行了优化设计,例如侧面只有两块风档,这样机翼更加具备流线型,阻力更小。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


【 先进金属材料 】

C919采用了第三代铝锂合金,中国开发出适用于飞机蒙皮的2060铝锂合金,改善了第二代铝锂合金的各向异性问题,同时材料的屈服强度提高了40%。C919飞机的机身蒙皮、长桁、地板梁、座椅滑轨、边界梁、客舱地板支撑立柱等部件都使用了第三代铝锂合金,其机体结构重量占比达到7.4%,获得综合减重7%的型号收益。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

C919的后机身后段、平尾、垂尾、升降舵、方向舵、襟翼、副翼、小翼、扰流板等部位均使用了碳纤维复合材料。复材的抗疲劳性能也是十分强大,用行内的话说,复材的“静力覆盖疲劳”,其破坏一般由静强度造成,如拉坏、压坏、剪坏等,不会因为疲劳而破坏,因此只要静力满足设计要求,自然满足疲劳要求。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

目前C919所有材料和标准件均满足适航审定要求,获得大量有效数据,建立了复合材料规范体系和设计许用值、第三代铝锂合金材料规范体系和制造工艺规范体系,为将来先进材料在国内民机产业的广泛使用奠定了坚实基础。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


其实,C919大飞机项目在系统和设备招标时,政策鼓励和促进国内外企业进行合作成立合资公司,并且优先选择合资公司的产品,目标就是借机推动国内相关领域的技术进步。不过,美国通用电气与法国赛峰集团合资的CFM国际公司不干,不愿意成立合资公司转让相关技术。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

目前全球航空发动机市场基本由美国的通用电气、普拉特•惠特尼和英国的罗尔斯•罗伊斯垄断,三家公司整体占比大约七成。同时,全世界只有中、美、俄、英、法等少数几个国家能造出来。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

中国商飞C919的39家一级供应商里面有23家中国供应商,另外美国是9家,法国3家,德国、英国、日本和荷兰各有一家。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

从中可以发现,欧美企业在C919核心系统中占据较多优势,但中国企业正在通过合资模式、项目合作和自主研发快速追赶,提高国产化比例。C919国产化比率达到近60%,远超项目启动初期10%的标准,而商飞官方的最终目标是要实现100%国产化。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

在当前国际形势中,商业竞争不排除政治影响,美国在C919的核心系统研制中占据越多优势,便潜在更多风险。不过,目前美国制造业已退守到少量高精尖行业,“金字塔”的底盘越来越小。而中国的基础越来越雄厚,并在往塔尖上攀爬,登顶诸多领域。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算

飞机的研制,可并不是简单将采购来的东西进行拼接和调试。要打造一架安全、舒适、经济的大飞机,包含大量发达国家严格限制出口与转让的关键技术,中国人必须靠自己的能力解决这些问题,才能设计出自己的大飞机。

C919完全自主知识产权在哪里?并不是发动机是美国的就不算


分享到:


相關文章: