中国的50年大飞机梦,从运-10的意外下马到C919 艰巨的10年研发

1960 年,苏联政府单方面决定全部召回在中国工作的苏联专家。苏方按原定计划,从7月25日至9月1日召回了全部在华工作的1390名专家,并中止900名已经应聘的苏联专家来华工作。同时,苏方撕毁了中苏两国政府签订的12个协定和两国科学院签订的一个协定书以及443个专家合同和合同补充书,废除了257个科学技术合作项目 。

中国从苏联继续获得航空技术的大门被迫关闭,可是我们却并没有气馁,转而开始自己探寻航空技术,中国开始在航天领域开始了自己的艰难征程。

早在20世纪50年代末,中国航空工业西安飞机工业(集团)有限公司就开始参照前苏联中型喷气轰炸机图-16研制。在因为种种原因计划一度搁浅之后,1963年战机制造计划又得以重启,飞机制造专家陆颂善组织技术力量,补齐了苏联未提供的强度计算等资料,编制了新工艺和关键技术资料,攻克了多项技术关键,应用了多项新技术。第一架轰-6原型机于1966年10月完成,用于静力试验。1968年12月24日,安装中国国产涡喷-8发动机的轰-6首飞成功。伴随着中国轰-6翱翔苍穹。

这个时候,总理就提出能不能将在轰-6基础上设计一种喷气式客机,陈毅元帅更是说道:“我这个外交部长,出国不能坐自己的飞机,地位就与别的国家不同”。

中国由此开始了自己的国产大飞机圆梦之旅,而这梦整整做了 50 年才最终得以实现。

1970年7月中旬,空军航空工业领导小组召开紧急会议,提出了自己的国产大飞机方案,1970年7月29日,在第三机械工业部召开的研制大型运输机预备会议上,归纳了8条设计原则:载客100人左右;在轰-6基础上改,不是重新设计;安装3台或4台发动机;航程5000公里;高度1万米;速度每小时1000公里;全天候。

8月21日,国家计委、中央军委国防工业领导小组原则批准了航空工业领导小组提出的《关于上海试制生产运输机的 告》,任务定名为”708工程“,飞机代号“运-10”(Y-10)。

8月27日,国家计委、军委国防工业领导小组正式业下达了运-10飞机研制任务,批准在上海试制生产运输机。同年9月14日,为大型客机配套的发动机制造定在上海第一汽车附件厂。1971年,三机部又决定为运-10和轰炸机配套的涡扇-8发动机的研制分别在上海和成都两地同时进行。

中国要造国产大飞机的消息让所有航空人欣喜雀跃,所有人都摩拳擦掌,想要大干一番。当时曾担任松花江1号小旅客机、和平401号短程喷气客机及和平402 号涡桨客机的方案设计的马凤山接手了运-10总设计师的职位。

运-10总设计师马凤山提议大型运输机虽然以轰-6为基础,但是不一定要完全仿照图-104的路线,运-10也由此成为了中国第一架按英美适航条例(CAM4b和后来的FAR25部)设计的国产飞机。1971年4月确定新的设计技术要求:实用航程不能少于7000公里,巡航速度要在每小时900公里以上,升限要达到1.2万米以上,起飞滑跑距离不得大于1300米。

而这个时候,巴基斯坦的一架波音707飞机在新疆着陆时损坏。上海708工程设计组负责人熊焰立即带队前往新疆,整个过程共历时3个多月,前后去了32个单位的约500人。通过对这架残骸的剖析和研究,为运-10的研发设计提供了很多详实的数据。

中国航空科技人员除了解剖了波音707之外,还分析了欧洲的三叉戟和苏联的图104。运-10的翼型最终采用的是英国的三叉戟尖峰翼型,发动机的安装布局则借鉴了美国波音707的翼吊式,运-10的气动设计吸收了来自英国的技术,结构设计和系统综合则参考了来自美国波音707的技术。

为了能够造出国产大飞机,中国航空人共发图143,000标准页,与此同时,仿制自美国普惠JT3D-7涡扇发动机的国产涡扇-8发动机在上海完成,可以说,万事俱备。

运-10运输机1976年7月制造出第一架运-10用于静力试验,1980年9月26日运-10首次试飞成功,在国内外引起强烈反响。当时,所有人都认为中国将要拥有自己的国产大飞机了。

运-10飞机首次试飞成功后,之后进行研制试飞和转场试飞。先后飞抵北京、哈尔滨、乌鲁木齐、郑州、合肥、广州、昆明、成都等国内主要城市,并七次飞抵拉萨。试飞证明运-10飞机性能符合设计要求。

可惜在这个时候,因为种种内部外部的原因,运-10的研制任务被迫停止,最终被完全放弃。运10飞机是我国第一架自行设计、自行制造的大型喷气(涡扇)客机。

运10飞机试飞成功后,国外航空界人士为之瞩目。美、英等国航空界纷纷发表评论,认为“这是中国航空技术的重大发展”,“使中国民航工业同世界先进水平的差距缩短了15 年”。美国道格拉斯飞机公司前总裁布里逊达因和副总裁张镇中表示:“中国能自行设计制造运10飞机,这是一个飞跃性进步,它表明中国飞机制造技术已具有相当水平”。

可以说,运-10研制任务的放弃的代价是极为惨痛的,这是一个被历史证明错误了的决定。马凤山更是因此抑郁而终,享年61岁,他最终还是没有看到属于中国的大飞机走向市场。

但是中国航空人并没有放弃国产大飞机之梦。在中国航空市场处处受到西方限制之后,34 年后,中国 ARJ21飞机 项目正式立项。2008年11月,首架ARJ21-700飞机在上海飞机制造厂首飞成功。在经过了13年后,2015 年, ARJ21 飞机正式投入市场,这是是由中国商用飞机有限责任公司研制的新型涡扇支线飞机,亦为中国第一次完全自主设计并制造的支线飞机,中国人给它起了一个非常漂亮的名字——翔凤。

不过ARJ21 只是一种最大九十座级的支线客机,属于大型短程支线客机,最大航程只有3700公里,座位也只有78~90座,它更像是国产大飞机研制之前的一次试水。

2008年,因为有了 ARJ21 成功的经验,中国商用飞机有限责任公司在运-10之后又开启了国产大飞机轰轰烈烈的征程。当时的计划是计划2015年底首飞。

国家重点工程空警2000(飞机)、ARJ21飞机总设计师吴光辉接受了这一艰巨的任务,为了更好地造出属于中国的大飞机,他以56岁的年龄考取了商用飞机驾照,成为国内飞机总设计师中唯一一名真正的飞行员。

C919客机初步计划设计为中短途商用机,实际总长38米,翼展35.8米,高度12米,其基本型布局为168座。标准航程为4075公里,最大航程为5555公里,经济寿命达9万飞行小时。

经过了3年时间的讨论,2011年12月9日,C919大型客机项目终于通过国家级初步设计评审,转入详细设计阶段。

仅仅用了2年的时间,C919飞机铁鸟试验台在中国商飞上飞院正式投用,C919项目系统验证工作正式启动。

2015年11月2日,C919大型客机首架机在浦东基地正式总装下线。这标志着C919首架机的机体大部段对接和机载系统安装工作正式完成,同时,标志着C919大型客机项目工程发展阶段研制取得了阶段性成果,为下一步首飞奠定了坚实基础。

2017年4月,C919飞机在阎良飞机强度研究所经历了一场极为关键的静力破坏试验。成,这将是自运十项目后,中国第二次成功的静力破坏实验;败,则意味着大量返工,甚至很多设计要推倒重来。

所有人都捏了一把汗,只有吴光辉仍气定神闲,注视着面前装好各种电子传感和液压作动设备的试验件,最终,C919 的静力破坏实验取得了圆满的成功。

2017年5月5日15时19分,C919大型客机在上海浦东机场圆满首飞。首飞时,C919最大飞行高度3000米,飞行速度最高170节。

十年磨一剑。2007年2月,我国大型飞机研制重大科技专项正式立项,2015年11月2日,C919总装下线,再到本次首飞,科研人员共规划、攻克了包括飞机发动机一体化设计、电传飞控系统控制律、主动控制技术等在内的100多项核心技术、关键技术。在运-10首飞成功后的第37年后,2017年5月5号中国第二架国产大飞机终于也试飞成功。

这是一个值得被所有人铭记的时刻,在近40年后,中国航天人重新起航,并且在经历了10年的艰辛磨难后,重新又再次取得了成功。

而到了2017年11月8日7时46分,C919大飞机101驾机从浦东国际机场第四跑道起飞,开始进行第五次试飞。试飞过程中,飞机一度爬升到8000米高空,创下C919试飞以来的高度纪录。

这也标志着中国国产大飞机的研发取得了圆满的成功,目前,C919飞机两架试飞机在西安阎良、山东东营和南昌瑶湖开展多地同步试验试飞。另外三架试飞机正按计划进行部装、总装,六架试飞飞机计划明年全部投入试飞取证工作。

C919型号副总设计师傅国华表示,从完成首飞到正式投入航线,还需要3年左右的时间。其间还有很多工作,比如,完成其他试航验证和审定,取得型号合格证,拿到走向市场的通行证。同时,工厂也要做好批量生产的准备,同时做好客户服务的各种准备工作,因此也有较大的不确定性。

可以预见的是,2020年左右我们的国产大飞机将正式投入运营,到时候马凤山的愿望终于要实现了。尽管C919采用的还是由美国通用电气与法国SNECMA合资的CFM国际公司研制的LEAP-X1C发动机。但是整个飞机系统的集成,总体设计,结构强度设计,全是我们做的,吴光辉表示C919自主产权不容置疑。

而在首飞成功后,为了被西方卡脖子,中俄两国已经开始联合研制35吨级发动机,虽然通用公司和普惠公司甚至有接近50吨级的型号,但是我相信在不久的未来,我们一定可以实现国产飞机的全部自研、全部自造。

2017年5月22日,C929 项目正式设立,计划研制中国首款大型客机,C929中俄远程宽体客机采用双通道客舱布局,基本型航程为12000公里,座级280座。C929还将采用更为先进的气动设计、大量应用复合材料、装配新一代大涵道比涡扇发动机等提高飞机综合性能指标。根据研制经验,C929从项目启动到实现首飞,预计需要7年左右时间,到实现产品交付预计需要总共10年左右时间。

中国的大飞机梦,C919 只会是一个开始。

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