70年前,在开国大典的阅兵式上,当时我们的飞机不够,只有17架。周总理说:飞机不够,我们就飞两遍。
70年弹指一挥间,新时代的中国,早已山河无恙、国富兵强,我们的飞机再也不用飞第二遍了。然而,70年大飞机研制过程,你可了解何等艰辛?
︱作者:傅海辉
1949年11月2日,党中央决定,在人民革命军事委员会下设立民用航空局;11日,人民空军建立。
1951年,中央人民政府人民革命军事委员会和政务院颁发《关于航空工业建设的决定》,标志着新中国航空工业的诞生。
1954年7月3日,新中国第一架自制飞机初教五在南昌首飞成功。
1956年7月19日,新中国第一架喷气式歼击机歼5在沈阳首飞成功,中国航空工业开始了从修理向制造的转变。
由于国际环境所迫,加之我国科技和工业基础薄弱,中国航空工业以研制军用飞机为主,并且基本上是小型和中型飞机。
飞机上天,项目下马
新中国成立之后,周恩来、陈毅等党和国家领导人出访,只能乘坐租赁的外国航空公司的客机。国外报纸评论说:“中国是一只没有翅膀的鹰”。
1968年12月,西安飞机厂试制的高亚音速中型轰炸机轰6成功首飞。该机最大起飞重量达76吨,是我国当时研制的最大吨位的飞机。轰6试制成功后,周总理询问过是否能够设计一架喷气式客机。
1970年7月,毛主席视察上海,认为上海工业基础好,可以生产飞机。26日,航空工业领导小组向军委国防工业领导小组提出《关于上海、广州地区制造飞机问题的请示》。国防工业领导小组原则同意,并上报国务院。经周恩来批准,8月27日,国家计委、中央军委国防工业领导小组发出(70)军工字270号文件,同意上海试制生产运输机,并纳入国家计划。飞机代号为“运10”或“(Y-10)”,项目依据文件的日期称“708工程”。中国的大飞机征程开始了。
9月15日,上海市革委会决定成立708工程会战组,根据空军党委决定,建立了708工程设计组,隶属担任总装任务的空军5703厂。
1973年6月27日,国务院、中央军委下发国发(1973)77号文件,正式批准运10项目,同意上海组建设计院,并将5703厂下放给上海市,并与海军航空兵共用大场机场。
运10原本是在轰6的基础上作局部改进,对轰6研制起到关键作用的马凤山等人受命紧急抵沪,制定运10设计方案。
由于空军提出了更高的要求,1972年6月,确定了新的设计原则:自行设计并制造,翼下吊装4台国产发动机。
主要性能指标为:实用航程不小于7000公里(实际设计为8300公里),载人100-120名,最大起飞重量110吨。
除总装外,运10主要部件的研制也大多安排在上海。运10涉及零部件和新材料众多,三机部、冶金部、四机部也参与协作,包括上海市在内的参与研制的厂、所、院校有近300家。
1976年9月,供静力试验用的第一架飞机制造完成。经静力破坏试验、机身破坏试验以及其他试验,表明达到了设计要求。
1980年3月,用于试飞的第二架飞机制造完成。9月26日,成功进行了首次试飞。运10先后到国内许多机场进行转场试飞,累计试飞167小时。1984年,还7次飞越世界屋脊执行援藏任务。
运10有哪些特点?
运10的动力机是专为运10研发的涡轮风扇发动机“涡扇8”(代号915),由上海第一汽车附件厂生产。其原准机原为美国普拉特·惠特尼公司的JT3D-3B,后改为更先进的JT8D-209。1975年6月29日,完成首台发动机总装。经各类试车后,又装波音707升空试飞,符合设计要求。
运10项目创造了许多中国航空工业的第一次:
是中国首次研制大型民航客机,成为世界上第五个能研制百吨级飞机的国家;
首次按美国而非苏联的航空规范设计;
首次采用尖峰式高亚音速翼型;
首次采用“破损安全”“安全寿命”概念设计飞机结构;
首次采用由调整片带动操纵面的气动助力操纵形式,省去了液压助力装置;
首次设计出国内最大的整体油箱气密座舱;
首次将电子计算机用于飞机设计;
“三新”(新成品、材料、工艺)比重之大前所未有等。
运10项目共取得有应用价值的成果147项,其中36项获部、省级以上重大科技成果奖。
运10的研制冲击了航空工业界以苏式为圭臬、以仿制求安稳的积习。
在发动机气动布局问题上,设计组不顾那些习惯于苏联模式的人的强烈抵制,研究了当时世界上的三种布局,放弃了苏式翼根布局,对另两种做了全尺寸风洞试验,最后选择了适合运10的翼吊布局。
运10也没有照搬美国飞机的模式。
运10虽然测绘和参考过波音707,但其尖峰翼型使阻力发散马赫数优于后者,故无需安装马赫数配平装置。
著名飞机设计师徐舜寿主张要“熟读唐诗三百首”,不要“唯米格论”。运10的研制真正做到了这一点。
运10研制时的背景
运10的研制处于文革时期,工作和生活条件艰苦。
运十副总设计师程不时回忆:
设计工作之初,缺乏设计场所,只能在食堂进行。开饭前,必须把餐桌上的所有物品收起来。后来借用了机场的候机楼,但面积不够,不少人只能在走廊上工作,甚至在飞机的包装箱里放置桌椅,进行设计。
运十设计部门的计算机不能满足设计需要,因此要借用上海计算中心和上海科技大学(位于嘉定)的计算机。由于计算量大,经常安排在夜间。许多设计人员长期通宵工作。许多设计人员调入上海后,借住在卫生学校宿舍,有的人祖孙三代只能住一间房间。
运10的国际评价
运10研制成功之后,得到了国际上的高度评价。
英国路透社评论说:“在得到这种高度复杂的技术时,再也不能把中国视为一个落后的国家了。”
美国波音公司副总裁说:“运10不是波音707的翻版,更确切地说,它是该国发展其设计制造运输机能力的10年之久的锻炼成果。”
美国驻华空军武官也认为,“凡是熟悉波音飞机的人,站在运10飞机舱门前看一眼就可以明白,运10不是波音飞机的复制品,机翼构型是明显不同的。”
运10项目陷入困境
由于种种原因,1980年开始,运10项目陷入困境,用于疲劳试验的第三架飞机仅完成三分之二。
1985年,试飞停止。涡扇8也没有进行鉴定定型。研制工作终于没能走完全过程。
运10并非完美无缺,与世界先进水平相比有较大差距,但仍然是中国航空工业史上浓墨重彩的一章。
三步战略,步步惊心
运10项目的失败,使中国的民用客机工业陷入困境。
在这一背景下,国家曾制定了中国客机工业的“三步走计划”:
第一步是装配和部分制造支干线飞机,第二步是与国外联合设计研制100座级飞机;第三步是到2010年实现自行设计、制造180座级干线飞机。
美国麦道公司抛来橄榄枝
运10的成功,使上海赢得了美国麦道公司的青睐。
1985年4月起,麦道飞机公司与上海航空工业公司签约,由麦道公司提供零部件,在上海飞机制造厂(原5703厂)总装25架170座级的MD-82客机。后又总装了5架MD-82和5架MD-83(150座级)。返销美国的4架MD-83因质量远超美国总装的飞机在美引起轰动。
美国长滩生产、总装的客机每架平均试飞8小时,排除故障20多个才能合格,而中国总装的MD83平均试飞5小时,排除4个故障就能合格;532项检查项目,美国飞机的一次检查合格率为51%,而中国飞机为95%。
由于中国航空工业过硬的生产品质和管理水平,迎来了中外合作研发客机的升级。
1992年6月,上海航空公司与麦道公司签订合同,合作生产160座级客机MD-90。
与MD82/83不同,中方的角色不是组装,而是由麦道提供图纸和原材料,中方用自己的设备和人员制造70%的零部件(发动机和部分机载设备由麦道提供),并且要在质量控制和适航保证方面承担主要责任。
飞机的机头、机身、机翼和机尾分别由西安、成都、沈阳的飞机制造厂制造,上海飞机制造厂总装。
然而好景不长,1997年8月,麦道公司被波音并购,波音终止了麦道项目。
原定中方生产20架,最终仅生产了2架。中国的大飞机之梦再一次遭遇了试飞成功、项目下马的局面。
中国一直在寻求与西方合作研发客机的机会
1987年,西德主要的航空工业企业MBB公司提出与中国合作研制飞机。中德合资组建了一家股份有限公司,共同研制一款70座级的支线客机MPC-75。
90年代中期,中国、日本和韩国希望亚洲也能像欧洲一样,联合研发亚洲的飞机。经多方博弈,1996年,中国航空工业总公司与空中客车、新加坡科技工程有限公司签订协议,联合研制一款100座级的飞机“亚洲快车”AE-100。
然而MPC-75和AE-100等项目因种种复杂的原因而先后终止。
虽然中外合作生产大飞机的步伐没有停止,如2008年,空中客车在天津的总装线启用,这是空客在欧洲以外设立的第一条总装线,但是中国的大飞机之梦最终还是要靠中国自己来圆。
两次论证,重新启航
在大飞机遭受挫折的同时,支线飞机一度成为中国客机发展的重点。
1988年,西安飞机公司开始研制涡桨支线飞机新舟60,该机是运7的衍生机型,60座级,最大起飞重量21.8吨,1993年首飞。2005年,新舟60的改进型新舟600开始研制,2008年首飞。
2002年,经国务院批准,翔凤客机ARJ21(21世纪新一代支线喷气机)立项,该机系90座级,最大起飞重量40.5吨,2018年首飞。后续有可能升级到105座。
这些飞机均打入民航市场。然而,有识之士并没有满足于此。
2001年4月中旬,王大珩等20多位院士向中央上书,希望国家重视对大型飞机的研制。
2003年6月,国家启动“中长期科技发展规划纲要”的编制工作。11月,科技部受国务院委派陆续组建了一批国家重大专项论证组。“大飞机专项”位列第一。
要不要上,怎么上,先军还是先民、干线还是支线、仿制还是自主设计、选址上海还是西安,有关各方意见不一。
例如,中国究竟需要大型军用运输机还是大型民航客机,航空工业部门认为应首先满足国防需求,并担心大客机项目会耽误在研的支线飞机项目,而科技部则认为应迅速开始大型客机的研发。
科技部的意见最终获得了高层的支持。
2006年2月,国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》,大飞机项目成为“未来15年力争取得突破的16个重大科技专项”之一,与核反应堆项目一起,成为仅有的两个由国务院直接抓的专项。大飞机项目开始第二次立项论证。
2006年8月,国务院成立大型飞机重大专项领导小组。由科技部会商发改委、国防科工委和总装备部等部委,共同组建专家论证组。
2007年2月,国务院原则通过《大型飞机方案论证报告》,批准大型飞机重大科技专项立项。
2007年8月,中央政治局同意国务院大型飞机重大专项领导小组的汇报,决定成立大型客机项目筹备组。
大飞机再次启航。
按照党中央、国务院的决定,大型运输机和大型客机同时上马,在大客机研发上探索组建独立于航空工业部门的大型客机股份公司,探索体制创新,以市场化方式进行运作。
2008年5月,中国商用飞机有限责任公司成立,总部位于上海。2009年1月,中国航空工业集团公司商用航空发动机有限责任公司于上海成立。
大型运输机即运20,2007年正式立项,由西安飞机工业集团公司研制。
最大起飞重量220吨,载重量不低于66吨,是中国现有最大的飞机。已于2013年1月首飞成功。
大型客机即C919。
C既是中国的英文名China的首字母,也是中国商用飞机公司的英文缩写COMAC的首字母;
三个数字中,第一个9寓意天长地久,19代表最大载客量是190座。
C919是单通道常规布局,机长38.9米,翼展35.8米,高11.95米,标准航程4075公里,最大航程5555公里。最大起飞重量77.3吨。其设计采用了国际最新的适航标准,技术上瞄准国外最先进的机型。
2015年11月2日,C919首架飞机在商飞公司总装制造中心下线。
2017年5月5日,C919首飞成功。
按计划将生产6架试飞用飞机。至2019年,已有四架飞机投入试飞。
七十年间似反掌。中国的大飞机征程沐雨栉风,艰辛备尝,如今已经朝霞满天,胜利在望。