从大飞机上的“四川造”到国产民机运营先锋

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  2019年12月5日,C919大型客机105架机于11时05分从上海浦东机场起飞,飞行1小时37分钟后降落在南昌瑶湖机场。这是C919大型客机投入试飞试验的第5架飞机,主要承担刹车调参、排液、电源、防火、环控等试飞任务,以及高温高湿和高寒等专项试飞科目。
  与两年前C919飞机101架机转场阎良相比,对105架机的此次转场飞行,媒体的关注度小了很多,“国产大飞机适航取证进展”、“首架机什么时候交付”等问题,反倒被频频提及。
  在C919试验试飞紧锣密鼓地开展之际,2019年10月8日,中国商飞大飞机示范产业园在四川成都正式开园,这是国内首家定位为国产商用飞机规模化运营和产业化孵化的航空产业园,经过大约4年建设方掀起盖头,迈向新的征程。
  具有标志性意义的首个示范产业园,在距上海千里之遥的四川开花,这不解之缘,可追溯至2014年C919首架机机头下线,乃至2006年ARJ21首架机机头交付,甚或更早至中国航空工业刚起步。
  实际上,四川与大飞机的故事,是中国航空工业发展的一个缩影,也印证了大型客机项目的实施对于区域经济发展,对于转变经济增长方式、带动科学技术发展的促进作用。
  机头制造“专业户”
  2014年7月31日上午,在中航工业成飞民机产业园内,随着“红盖头”缓缓落下,我国自主研发的C919大型客机首架机机头终于揭开了神秘的面纱。现场,不仅见证者兴奋,参与者也激动地与机头亲密合影。
  喜悦溢于言表,只因等待太久。
  2006年2月9日,国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,大型飞机被确定为力争取得突破的16个重大专项之一。2008年5月,中国商用飞机有限责任公司作为实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体,在上海成立。2009年1月,中国商飞正式发布首个单通道常规布局150座级大型客机,机型代号“COMAC919”,简称“C919”。
  从2008年中国商飞公司成立,到2014年C919首架机机头在成都下线,耗时整整6年。其背后的艰辛,不言而喻。
  回溯历史,可以发现,在中国商飞公司成立之前的2006年,同样也是在成都,ARJ21首架机机头交付。与C919相比,ARJ21的个头要小一些,是一款喷气式支线客机,于2002年开始研制。
  两个民机机头,均在四川诞生,是巧合,也是必然。地处西南的四川有着“大后方”之称,由于种种原因,聚集了大量的航空航天机构,经过多年发展,已积蓄了强大的能量。正如歼20总设计师杨伟感叹,他在四川30多年,与四川人民一起见证了我国航空工业从无到有、从弱到强的发展过程。


  近十年来,四川大力推进军民融合,从政策、制度、平台等多方面构筑起较为完善的航空产业体系。目前,已经在飞行器总体设计制造、发动机高空模拟试验、航电系统研制等方面居于国内领先水平,承担了国家大飞机重大科技专项等多项重大研制任务,并发展成为波音机身及垂平尾,空客A320机头、后登机门、机轮舱等部件的全球生产基地,承担了GE等国际知名企业多种型号航空发动机部件的转包生产。大飞机机头的诞生,正是“川军”不断创新突破之成果。
  总长6.66米的C919机头,主体为框、长桁、风挡骨架、蒙皮组成的典型的半硬壳式金属结构,包括座舱盖、前起舱、机头地板、壁板等几大组件,共涉及模块300多项,零件3200多项。
  机头部件复杂,处于飞机的一级气动区,多处区域处于鸟撞范围,要采用数字化可移动生产线总装,对机头的设计、制造精度和质量提出了很高的要求。
  以鸟撞为例,工作人员将活鸡现场宰杀做成约1.8公斤左右的“鸟弹”,然后通过炮管加速到180米/秒,打到要试验的部位。按照最新的國际适航取证标准,在做鸟撞试验时,15米高的厂房顶上都会有残留物,但不能进入驾驶舱,机体结构也不能有明显改变。
  此外,在一般客机上,飞机风挡只是一块维护外形、不参加整体受力的玻璃,但C919为了进一步减重,让风挡也参与受力。为此,中国商飞上海飞机设计研究院在首次实现全三维高效设计制造的基础上,进一步改进设计方法和辅助设计工具,在初步方案升级阶段提前考虑结构强度等因素,首次采用承载式风挡设计,显著提升了飞机结构的承载效率,减轻了整机重量。
  在制造环节,中航工业成飞、成飞民机精心组织相关生产资源,制订详细的项目计划并跟踪管控,成立了工装、钣金、数控加工、装配等技术攻关小组,突破了天窗骨架零件制造、钛合金蒙皮零件成形、机头下部超大尺寸蒙皮拉伸成型及化铣等关键制造技术瓶颈。
  在C919首架机机头部件装配下线当天,C919总设计师吴光辉难掩兴奋之情,他表示:“这标志着我国大型客机复杂部段的制造水平再上新台阶。”
  大飞机上的“四川造”
  2017年5月5日14时许,正在关注央视直播的国人屏住了呼吸:C919大型客机在上海浦东国际机场一飞冲天,祖国的蓝天首次迎来了国产大型客机。
  首架C919客机上,机头、通信导航系统等不少关键部件都是“四川造”。在首飞现场,眼看着C919缓缓停在前方的停机坪上,来自成都的中航工业成飞民机总经理冯重阳、中电科航空电子有限公司总经理陈国海激动不已,不约而同举起手机,记录下这一历史时刻。兴奋之余,面对蜂拥而至的记者,他们表示:接下来,将为C919的量产做好准备。
  与中航工业成飞民机不同,2009年成立的中电科航电专为C919而生。通信导航系统相当于飞机的“耳”和“嘴”,以前,在大飞机全球分工协作中,波音、空客从未外包过航电等电子类系统和产品,“中国制造”主要集中在结构件加工生产上。C919项目启动后,中电科航电和罗克韦尔柯林斯合作,共同成立了中电科柯林斯航空电子有限公司,自主研发了适合C919飞机的通信导航系统。   中航工业成都凯天也是C919的重要供应商。该公司提供的是大氣数据加温控制器,属于航电系统的组成部分,负责为C919飞机大气数据系统探头加温,为空速管除冰。
  首飞后,从103架机开始,“四川造”的驾驶舱信息系统、客舱娱乐系统、客舱照明系统等陆续装机试飞。借助大飞机项目,四川逐渐形成了较为完整的民用航空产业链。


  航空电子设备和航空发动机自主研发,被看作是国产化下一步的关键。2016年,中国航空发动机集团公司成立半个月后,四川就火速与其签下合作协议,相约共同打造世界一流的航空发动机研制基地。
  主起落架外筒是C919大型客机上最大、最复杂的关键承力件,也是起落架上最后一个未国产化的关键锻件。C919项目启动后,位于四川德阳的中国二重万航公司承担了这一重点科研项目,经过近6年的努力,攻克10余项关键技术,成功完成主起落架外筒锻件的研制。
  全国参与大飞机研制的企业有数百家,为何四川的企业能在关键部件上屡屡取得突破?古人云:“智者谋于未发,明者达于先机。”回看四川航空产业近年来的发展,一条脉络非常清晰。
  作为我国重要的航空产业基地之一,四川充分发挥自己的优势,早在2011年就制定了《四川省“十二五”军民结合产业发展规划》,将航空产业列为重点发展的七大军民结合产业之首。2014年,四川明确了重点突破、率先发展的五大高端成长型产业,“航空与燃机”产业位列其中。当前,四川正积极推进“5+1”现代产业体系建设,航空与燃机是明确提出的16个重点产业之一,希冀立足良好基础、充分发挥其对推动产业转型升级和经济高质量发展的作用。


  如今,四川已成为全国四大军民用飞机研制基地之一、航空发动机三大研制基地之一,拥有100多家涉及航空与燃机产业的科研院所、制造企业等,具有较强的科研实力和完整的产业链。2018年,四川航空与燃机产业规模达1190亿元。2019年3月,四川省印发《航空与燃机产业培育方案》,提出到2022年这一产业的规模将力争达到2200亿元,年均增长17%。
  商业化运营先锋
  2019年10月26日下午,一架ARJ21飞机从哈尔滨飞往符拉迪沃斯托克,并于当晚顺利返回哈尔滨。当这架飞机钻入云霄时,现场的人们百感交集。从投入商业运营到国内、国际航线“比翼齐飞”,ARJ21飞机的商业运营实现了新跨越。
  作为ARJ21飞机的全球首家用户,成都航空成立后,深度参与了ARJ21飞机验证、适航的全过程,培养了一批机组和乘务人员,为国产民机商业化运营积极探路。自ARJ21飞机商业首航以来,成都航空已累计运送旅客超过50万人次,通航城市30余座,形成了以成都为主运营基地,长沙、哈尔滨为过夜基地,通达全国主要城市的航线网络。
  在飞机起降的背后,是双方合作的不断深入。2016年,中国商飞公司与四川省政府签署战略合作框架协议,围绕民用飞机研制生产、成都天府国际机场建设、民用飞机项目园区建设、国产新支线飞机运营、通用航空产业及临空经济区发展、干部交流与人才培养等领域开展战略合作。
  协议明确,“以民机型号项目为牵引”,采取项目合作、平台搭建、政策配套、资源支持、环境营造等措施,不断提升双方的合作水平和量级,将四川打造成为国际知名、国内一流的民用航空产业基地,成为国家开展民用飞机型号研制生产、运营及客户服务业务的重要承载地,共同推进我国民用航空产业发展。


  2019年8月,ARJ21飞机机头系统集成工作包在成飞民机实现首架开工。与只生产外部构架不同,机头系统集成工作包括电子电气系统、液压系统、环控系统、内饰系统及飞控系统等,这意味着成飞民机将由机头结构制造商升级为机头模块化(含系统)交付制造商。
  如今,在成飞民机的大门口,一块“中国商飞上飞院(成都)机头设计中心”的牌子已经挂了起来。该中心由中国商飞上海飞机设计研究院和成飞民机携手共建,双方将围绕研制需求,共同承担机头设计业务。
  2019年10月8日,中国商飞、四川合作的又一成果——大飞机示范产业园在成都市双流区开园,成都航空搬迁入驻。这是ARJ21飞机加速规模化生产和运营的重要标志,也预示着国产商用飞机在四川的产业化发展正进入一个新阶段。
  这个毗邻成都双流国际机场的产业园,规划用地面积570亩,总建筑面积34万平方米,将以全面支撑ARJ21飞机示范运营为使命,重点打造航空运营、航空维修、航空培训、产业培育、综合服务等5大功能。一期项目建设有商用飞机生产运行指挥中心、机库、航材库和行政办公楼、人才服务中心等。根据规划,到2021年产业园将建成支持50架国产商用飞机运营、保障能力。
  可以预见,商用飞机在四川,将越飞越高,越飞越远!
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