【深度好文】对C919下线的解读:深入的、浅薄的和白痴的

微博@中科大胡不归   @中科大胡不归   2015-11-06 14:32  

2015年11月2日,国产大飞机C919总装下线。对这个中国航空的里程碑事件,有各种浅薄、错误以至白痴的解读。下面我们来指出这些解读的错误,并指出应该如何作出正确的、比较深入的理解。

组装货?造壳子?

一,最常见的错误,是把C919当成“组装货”。这种看法的来源,是C919各子系统的供货商分布。机头、机身、机尾、机翼等外面的“壳子”来自中国的成飞、洪都、沈飞、西飞等企业,而其他许多关键部分都来自外国企业,如CFM(发动机)、GE、Rockwell Collins、Honeywell(航电)、Parker、MOOG(飞控)、Liebherr(起落架)。

于是有些人就来劲了,典型的语言如:“这么多外国核心部件,还好意思出来显摆?”“造一个壳子,就叫自主研发了?”“现实很残酷,看C919供应商名单,强国只会造壳子。”“DIY电脑,机箱也是核心技术。”“自己造了个电脑机箱,从别处买来CPU,主板,硬盘,内存,显卡,电源,然后宣布自主研发出了电脑。”

攒机才是特殊的

这些说法在态度层面的错误,是把国家的不足当成自己的快乐之源,心态扭曲,人格猥琐。在技术层面的错误,是把造飞机跟攒计算机当成同样级别的事。

实际上,现在的个人计算机是个极其特殊的行业,几乎不需要整体设计。各个部件都是模块化的,主板、内存、CPU、硬盘等都有若干种现成的选择,随便怎么组合都能搞出一台能用的机器来。这绝不是工业的普遍情况,更不是航空业的情况。

整体设计挂帅

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。世界上有钱的国家多得是,怎么不见沙特、印度买一堆外国的部件组装出自己的大飞机?就是这个道理。

C919的整体设计是中国自己做的,具体包括:一,飞机的总体方案自定;二,气动外形由中国自主设计、自己试验完成;三,飞机的机体从设计、计算、试验到制造全是中国自己做的;四,系统集成由中国自己完成;五,中国自己的特色管理。这些都非常不容易,很有技术含量。有了这些,我们就具有C919的自主知识产权,想怎么生产就怎么生产,想怎么改进就怎么改进,想卖给谁就卖给谁,不需要取得任何其他国家的同意。

后发优势

C919的定位瞄准了民航市场中最大的一块:170座级窄体干线中程客机。这类客机目前的代表产品是波音737系列与空客A320系列。先进的整体设计使C919在许多方面表现出了后发优势,超越竞争对手。

波音737是基于1960年代的技术设计的,随着技术进步,现在已经显出了许多缺点。如翼下高度不足,导致只能使用较小的风扇,降低发动机效率。货舱是装卸效率低下的散货舱,不能用集装箱器。

C919飞机没有这些娘胎里带来的问题,可以尽情选择高性能低油耗的新型大涵道比涡扇发动机,货舱也可以使用集装箱器,大幅提高了现场航班保障的效率。(张仲麟《C919为何总是延期?》http://www.guancha.cn/ZhangZhongZuo/2015_11_02_339686_s.shtml)

此外,波音737的座位比较窄比较挤,严重影响了乘客的乘坐意愿。它的飞控系统是机械式,自动化程度低,飞行员培训时间长成本高。在面对底蕴比较弱的新兴航空公司时,这一点尤其不受欢迎。在这些方面,C919和A320-NEO都有比较大的优势。和A320-NEO比起来,C919的座舱还要更宽一些,不少技术和产品也更先进;比如A320平台的液压系统还是21MPa压力标准的产品,而C919就采用了35MPa压力标准,在体积和重量上就要小很多。(《C919优势明显 比最新波音737更先进》http://news.mydrivers.com/1/454/454780.htm)

气动外形和风洞

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,能够进行从低速到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,都在这里进行过风洞试验。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。

主制造商不同于合资企业

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、通用面前低声下气的小伙伴。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。

飞机壳子是高科技

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!

承认不足,蔑视二鬼子

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,而是因为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。对于这种二鬼子,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,——虽然他们早就不要脸了。

认识LEAP-1C发动机

从建设性的角度,来谈谈为什么要用外国的发动机。

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%,座公里直接使用成本降低10%,碳排放减少50%。

按照知乎上Jason Li的说法(http://www.zhihu.com/question/37100606/answer/70672175?utm_campaign=webshare&utm_source=weibo&utm_medium=zhihu):“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,就要在市场竞争中失败。

Jason Li还指出:“国际上对于我国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%。”

军机与民机的本质区别

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有较大差距。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,为什么不先用着呢?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。

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责任编辑:榆木 关键词: 大飞机 C919 整体设计


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