国产大型民用客运飞机漫谈

据悉定位为130座到200座之间座位级别的国产大飞机项目已正式启动，大型客机研制工作已全面展开，首型国产大飞机将命名为“C919”（图1），主要瞄准2018- 2020年世界民机先进水平，与新一代空客320 和波音737抢夺市场。

图1 效果图

其实我国早就有制造自己的大飞机的梦想，从70年代研制的运十飞机（图2）到80年代与美国的麦道合作生产MD82飞机，无不体现我国对国产大型客运飞机的梦想和实践。

图2 运十英姿

直到进入了二十一世纪，由于市场的变化和需求，中国商用飞机有限公司成立并成功研制了民航支线飞机ARJ21（图3）后，国产大型客机研制才又被从论证提上实质研制的进程。此时科技、经济、市场环境已发生了很大的变化，大型客机研制也必须从经济全球化、国际化的观念实施该工程，研制的全过程都要充斥着新思想、新观念、新变革。

图3  ARJ21英姿

国产大飞机将命名已打破传统的运几的命名模式，颇具时代感，并有与国际接轨之意，“C919”中C是China 的首字母，也是中国商用飞机有限责任公司英文缩写COMAC的首字母，同时还有要跻身国际大型客机市场的寓意，即要与空中客车公司和波音一道在国际大型客机制造业中形成三足鼎立之局。“C919”中{dy}个“9”的寓意是天长地久，“19”代表的是我国首型大型客机{zd0}载客量为190座。

然而早在1958年，美国波音公司研制的219座级四发远程喷气运输机波音-707就交付使用；美国波音公司研制的可载客189名乘客三发中短程客机波音-727在1964年2月交付使用；美国波音公司研制的载客量490人的远程宽机身客机波音747-100在1969年12月30日获得美国xx航空局型号合格证并交付使用；欧洲空中客车工业公司研制的可载266-375名乘客双发宽机身客机A300在1974年5月交付使用；可载210-245名乘客欧洲空中客车工业公司的中程宽机身客机A310在1983年3月29日首次交付德国汉莎航空公司使用。由此可见我国的“C919”飞机在座级上只相当于美国五、六十年代的水平，欧洲七、八十年代的水平，座级远赶不上可载 550-800名乘客A380。

“大型民用客运飞机”并不是一个严格概念上的名词，所谓“大型民用客运飞机”，在我国实际指的是“载重量大、航程远”、 起飞总重量超过100吨的飞机；对于民用客机，则指150座以上的干线客机或跨洲运行的客机，而国际航运体系则把300座以上的客机称作“大型民用客运客机”。因此，“C919”也只能算是我国的大型民用客运飞机，它并不能是世界范围的大型民用客运飞机，但它只是表明我国客机制造业已经向国际大型民用客运飞机市场迈进，对此应有清醒的认识。

我国大型客机研制只是以{zd0}载客量为190座的客机为切入点，故“C919”飞机只能是我国系列化大型民航客机的序曲。但是时过境迁，世界科技已有了突飞猛进的发展，我国工业制造技术也取得长足的发展。在科技相对五、六十年代已高度发展新的工业科研环境下，对我国来说，大型民用客运飞机的“C919”飞机的结构设计制造难度并不大，难的是如何制造出技术水平先进的、国产率高的大型民用客运飞机。因为“C919”飞机要与世界上同级别的飞机竞争，故研制时首先起点要高，其整体性能要至少达到乃至超过空客A320或B737的性能水平，这样才能在世界民用客机市场中有立足之地。

 大型民用客运飞机的机身结构都有成熟的机型为参照，因此结构的总体设计应该不是太困难，可参考波音B737和空客A320的形式，即超临界下单翼、翼吊涡扇发动机、常规尾翼和前三点可收放起落架的常规布局形式，其实如果说难的话，就是如何在翼型方面有所突破，这有赖于我国对翼型的基础研究。其次我国CAD设计水平已经有了长足的发展并日渐成熟，借助于CATIA、PROE、UG等先进三维软件的三维设计、机械运动分析、强度校核等已在航空制造业大量应用，大大降低了设计过程中的错误，因此结构设计并不困难，在国外早在50年前已制造出200座左右的飞机，科技及技术手段水平比50年前高很多倍的今天，应该发扬只争朝夕的精神，考虑缩短其研制时间，毕竟商场如战场，现阶段我国和世界上对此座级飞机需求旺盛，机不可失啊。

大型民用客运飞机的研制中要树立以旅客为中心的飞机设计思想，同时考虑其技术先进性和商业性，其设计要求应考虑以下几个方面。

一是大型民用客运飞机的经济性。大型民用客运飞机项目{zh1}成功与否{zh1}还要放到民航市场中去检验。民航运输飞行要求飞机的运营成本要低，因而飞机飞行的经济性的重要性就不言而喻了。要提高大型民用客运飞机运营的经济性要考虑以下几点。{dy}是动力装置选择要选择经济性好的高涵道比涡轮风扇发动机。目前大型民用客运飞机大多采用涡轮风扇发动机，发动机推力要大、耗油量要少、重量要轻、推重比要大。现阶段我国还没有此级别的涡轮风扇发动机，可采用翼吊双发（中程）或四发（远程），发动机主要是向世界知名的发动机厂商定制，如通用、普惠、CFM、罗罗等公司，但相应的适用于大型民用客运飞机的涡轮风扇发动机研发工作应尽快进行，以最终大型民用客运飞机能装上国产涡轮风扇发动机心脏为目标。第二是应考虑复合材料在大型民用客运飞机应用。民航以经济性为其追求的首要目标，惨烈的竟争使众多的航空公司推行低成本航空。复合材料大量应用在大型民用客运飞机上，可以大大降低航空器自身的重量，并较大地提高有效载客量，从而降低其使用成本，提高其经济性。也正是由于这个原因，复合材料在民航大量应用已成为飞机制造技术的新的热点，先进复合材料在飞机结构设计中应用的部位和用量的多少，已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一。美国的波音公司早在1980年就开始的波音727的升降舵上使用复合材料，新一代的787飞机复合材料的用量更是达到了50%，欧洲的空中客公司A350飞机上复合材料用量则提升到结构用量的52%。第三是采用多电系统乃至全电系统。随着科技的发展，大量新技术已用于飞机设计，其中多电技术就是航空科技发展的一项新技术，它是将飞机的发电、配电和用电集成，并统一规划、管理和集中控制，实现对大部分的机载设备、飞控设备和飞机操纵的电能驱动，达到飞机的电气化管理。采用多电技术是飞机动力系统的重大突破，有利于提高系统的可靠性，简化飞机的结构，降低飞机的重量，从而提高飞机的经济性。另外还可以从改善飞机的气动特性、加装翼尖小翼等方面改善飞机的性能，提高其经济性。

二是大型民用客运飞机的先进性。其先进性包括飞机结构的先进性和飞机控制技术的先进性。结构的先进性有赖于对大型飞机总体设计的研究，应尽量借鉴国际上同级别成熟民航客机的经验并{zh0}有自己的独创性。飞机控制技术的先进性主要是指飞机控制的自动化、数字化和计算机化。其技术要点主要应为由自动驾驶仪、自动油门杆系统、自动导航系统、自动进场系统和自动着陆系统等为主的自动飞行控制系统，先进的导航技术，阻尼、增稳或控制增稳系统，高度与速度控制系统，侧向航迹控制系统，迎角与侧滑角边界控制系统，合成视景系统，综合数据显示系统等。

图4 “C919”驾驶室效果图

三是大型民用客运飞机的舒适性。要树立以旅客为中心的飞机设计思想，具有良好环控系统，如考虑到在青藏高原上的使用，设计良好的增压客舱、良好的通风系统，保证客舱空气新鲜；应该设计为流行的双通道宽体客机，座位更宽敞些（如每两个一组，没有任何旅客被夹在中间）；行李箱的设计要考虑到行李摆放方便安全，存贮箱也应容易取放；舱门数量应适合190座级客机需要，旅客能迅速上下；内装饰设计应体现中国特色，美观大方等。总之，一切以旅客感到舒适满意为目标，以旅客的需求为中心。

图5 “C919”客舱效果图

四是大型民用客运飞机的环保性。噪声污染、温室效应等已成为全球的共敌，协和客机曾因高达100多分贝的噪音污染而被许多国家限制入境，发动机的排气污染也是造成温室效应的罪魁祸首之一，国际上对此类污染的限制也是越来越严格，我国在研的大型民用客运飞机要取得国际市场的入场券，必须在环保性方面作足功课，以达到符合全社会的“少一点噪声、少一点排放、少一点污染”的要求。

五是大型民用客运飞机的安全性。2009年2月16日10时31分，一架搭载着135人的土耳其航空公司的波音737客机在试图降落荷兰阿姆斯特丹斯希普霍尔机场时坠毁，机上10人遇难。据对黑匣子的分析，失事原因是客机的测高仪失灵，有故障的雷达测高仪显示飞机正处在一个负高度上。这一信号被自动飞行驾驶系统。导致自动飞行驾驶系统误以为飞机已经着地，并将飞机调整到着陆状态。而在系统提醒“放下起落架，关闭油门”的提醒时，飞行员又没有及时发现门题，关闭自动驾驶关改为手动驾驶，接管飞机，从而导致了坠机事故的发生。协和客机及图144客机也是因为安全性问题被迫停航。可见客运飞机的安全性是何等的重要，它有时足以葬送一个民航机型的商业生命。

{zh1}还要指出的是美国在五六十年代研发同级别的大型客机的时候，有麦道公司、波音公司、洛克希德·马丁公司等，处于一种xx的市场竞争环境下，这也是其商业成功的重要因素之一。我国的大型民用客运飞机的制造只有商飞一家，在国内没有什么竞争的环境下，能否保证大型民用客运飞机“C919”的低成本，也是一个关键的因素，但“C919”的研制毕竟给我国大型民用客运飞机制造业带来了雄起的希望。