国产大飞机困境中前行!凭借一项技术优势,C919有望突破欧美垄断

根据上月初发布的2019年年度民航机场生产统计公报显示,截止到去年年底中国内地拥有的运输机场达到了238个,其中高达39个机场的旅客年吞吐量超过了1000万人次,全年国内整个航空市场的旅客吞吐量已经突破13亿人次。而在全年1166万架次的飞机起落数据中,可以说平均每天全国飞机起落的次数超过了3万架次。在国内423家通用航空公司运输的航线中,其国内和国际的航线总计4206条,庞大的航空网络自然需要以大量的民用客机和运输机为基础。

国产大飞机困境中前行!凭借一项技术优势,C919有望突破欧美垄断

出品|国器

根据IATA预测我国潜在航空市场达到1.2万亿美元并仍以进口国外飞机为主

截止到2018年年底,我国拥有民航客机和运输机的架数为3615架,但仅2018年南航、东航和国航三大航空公司以及其他航空企业,从国外进口的飞机数量就达到了426架。根据国际航天机构IATA预测,接下来的19年间中国民用航空市场将达到1.2万亿美元的规模,在预计8000架的民航飞机需求量中绝大部分仍以进口为主。基于国内巨大的潜在航空市场以及种种现状,我国已经启动了以两支两干为方向的国产大飞机研制计划,力求让中国飞机制造企业在国内寻求破局机会并开始走向国际航空市场。

国产大飞机困境中前行!凭借一项技术优势,C919有望突破欧美垄断

C919在首飞之初国产率“仅”达到了50%是否意味着其国产化程度偏低?

所谓两干两支主要是研制C919和CR929两种干线客机、新舟700和ARJ21两类支线飞机。其中我国研发最为成功的民航客机当属C919大飞机,到目前为止其在全球已经拿下超一千架的订单,这让承担C919研发任务的中国商飞足以收回成本,更是给国产大飞机的研制开了一个好头。C919在总装首飞之初整机的国产率达到了50%,这无疑是商飞人交出的一份优秀答卷。但仍有一部分人质疑C919国产率是否偏低?其实C919的研制绝非是自主设计、全球采购零件和最终组装这么简单。

国产大飞机困境中前行!凭借一项技术优势,C919有望突破欧美垄断

由高达100万个零部件组成的C919其研制涉及到的学科和技术极为广泛

其实一架大飞机的设计、生产、制造到首飞,涉及到的技术和学科分支非常广泛,以C919为例其从2008年开始研发到2017年首飞的这9年间,有来自国内47家单位和超200家公司参与了研发设计,从C919机身材料的研发、动力系统的构建、飞机自动控制到机身部件的创新,无不透露着中国航空工业数十年的技术积累。而在专业的学术范围内,参与C919研制的36所高校也在飞机材料学、流体力学、固体力学和计算机科学等给予了突出贡献。在制造C919超100万个零部件中,可想而知50%的国产化是一个什么样的概念。

国产大飞机困境中前行!凭借一项技术优势,C919有望突破欧美垄断

与同档位机型的B737Max和A320Neo相比C919的优势和劣势在哪里?

目前正在海外拓展市场的C919,在相同的机型档位上主要的竞争对手为美国波音生产的B737Max和法国空客A320Neo,踏实来说与其相比C919还是处于弱势。比如在飞机的起飞重量上,C919要低于737Max和A320Neo,而且作为衡量干线客机重要的性能指标,C919的航程仅为两者的三分之二。但C919也有自身独到的优势,如最有竞争力的一点就是价格优势,还有一系列创新的先进技术,其中最为突出的是C919的“超临界机翼”,这种机翼设计也让C919气功外形设计在国际上至少保持10年领先水平。

国产大飞机困境中前行!凭借一项技术优势,C919有望突破欧美垄断

参考国际知名航空公司空客发布的关于超临界机翼的基本原理

C919采用超临界机翼后最为明显的成果在于飞机航程的提高和耗油量的降低,相比于普通客机机翼,安装超临界机翼可以让C919飞行时的阻力降低5%到8%。我们参考法国空中客车工业公司关于超临界机翼的文献可知,远远从超临界机翼的剖面看去,相较于普通机翼其前方为钝圆弧形,上方较为平缓而下方顺滑下去后出现凹面。当飞机处于加速中时,机翼周边的空气气流也逐渐增加,当飞机的速度达到0.85倍的音速时,机翼上方的气流就已经接近超音速,此时飞机速度便达到了临界马赫数。而超临界机翼设计的关键就在于增加了临界马赫数,所以如何改变机翼设计使临界马赫数提高是一个最为关键的问题。

国产大飞机困境中前行!凭借一项技术优势,C919有望突破欧美垄断

C919大飞机融合国产创新设计的超临界机翼正是相较于其他客机的优势所在

不同的机翼类型决定了临界马赫数的数值,而临界马赫数的限制阻碍了飞机飞行速度的提高,因为飞行速度的提高接近音速或超音速时,就会引起机翼周边的激波效应,进而折损机翼的使用寿命。超临界机翼并非我国首创,但C919采用的超临界机翼融合了国产创新设计,使得C919的超临界机翼在国际水平上也较为先进,这也是国产大飞机首次大规模使用这种先进材料和设计。C919大飞机的成功,不仅体现了我国正在崛起的航空制造业,也为下一代飞机的研制打下坚实的基础。


分享到:


相關文章: