我國(guó)自行研制的新一代大型噴氣式干線客機(jī)C919于今天（5日）下午首飛。

飛機(jī)設(shè)計(jì)研制是一項(xiàng)科技攻堅(jiān)的大型工程，為實(shí)現(xiàn)“大飛機(jī)中國(guó)造”，研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了100多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

作為具有航空特色專業(yè)的高等院校，從ARJ21（我國(guó)首款噴氣支線客機(jī)）到C919，南航大共承擔(dān)140余項(xiàng)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)項(xiàng)目。南航大參與了重要技術(shù)方案論證，承擔(dān)了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，并為大飛機(jī)研制單位——中國(guó)商飛公司輸送了上千名畢業(yè)生，培養(yǎng)出了C919總設(shè)計(jì)師吳光輝、總工程師姜麗萍等一大批核心骨干人員?！?/p>

5月4日，南航大科研團(tuán)隊(duì)向澎湃新聞（m.nxos.com.cn）介紹了其中一些關(guān)鍵技術(shù)，解密大飛機(jī)背后的技術(shù)支撐，以此窺見(jiàn)我國(guó)飛機(jī)自主研制的時(shí)代縮影。

從人工到機(jī)裝，裝配間隙從2毫米縮小到0.5毫米

據(jù)介紹，南航大有數(shù)十名教師參與到C919大飛機(jī)技術(shù)攻關(guān)中，其中涉及大飛機(jī)項(xiàng)目的裝配、氣動(dòng)、強(qiáng)度、適航等內(nèi)容的論證工作。其中最重要的技術(shù)之一，就是裝配技術(shù)。

所謂裝配，就是將飛機(jī)不同部位的零件或組件，按照尺寸協(xié)調(diào)原則組合、連接，形成更高一級(jí)的裝配件或整機(jī)的過(guò)程。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)制造過(guò)程中50%~70%的時(shí)間和成本都用在了飛機(jī)裝配上?！岸?yàn)槠趬勖仍颍裼蔑w機(jī)對(duì)裝配質(zhì)量要求更高。”南航大機(jī)電學(xué)院教授陳文亮介紹。

南航大機(jī)電學(xué)院教授黃翔對(duì)澎湃新聞?wù)f，過(guò)去由于國(guó)內(nèi)制造大飛機(jī)經(jīng)驗(yàn)缺乏，裝配工作一向由人工完成。“比如要將機(jī)翼與機(jī)身組合，是由7到8個(gè)人人工目測(cè)、手動(dòng)移動(dòng)機(jī)翼來(lái)操作。”黃翔說(shuō)，如此一來(lái)，精度和質(zhì)量很難保證?！叭菀壮霈F(xiàn)左右機(jī)翼不對(duì)稱，這對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性和油耗都有影響。”

從ARJ21（我國(guó)首款噴氣支線客機(jī)）開(kāi)始，南航科研人員自主研發(fā)了集數(shù)字化測(cè)量、控制及檢測(cè)于一體的飛機(jī)大部件自動(dòng)對(duì)接裝配系統(tǒng)，這種系統(tǒng)，黃翔說(shuō)，“能夠保證飛機(jī)各部段一次性對(duì)接成功?！?/p>

其基本原理是，在電腦上設(shè)置各部段的尺寸、位置，測(cè)算好連接口，利用自動(dòng)移動(dòng)裝置，在電腦上控制飛機(jī)組件或零件的移動(dòng)，使之按照系統(tǒng)測(cè)算和感應(yīng)裝置自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)連接口。

“這一操作使得機(jī)身機(jī)翼裝備間隙從原來(lái)人工操作的2毫米縮小到0.5毫米。”也就是說(shuō)，兩者吻合度更高了，這大大加強(qiáng)了飛機(jī)整體的穩(wěn)固性，延長(zhǎng)了使用壽命。

不僅如此，黃翔還介紹，由于C919幾大部段（如機(jī)頭、機(jī)翼等）分別是在國(guó)內(nèi)不同城市生產(chǎn)，最后統(tǒng)一到上海進(jìn)行組裝，“有可能發(fā)生在組裝時(shí)發(fā)現(xiàn)各大部件裝配不協(xié)調(diào)的問(wèn)題?！边@個(gè)時(shí)候，南航研制的裝配系統(tǒng)就起作用了?！八梢灶A(yù)先對(duì)裝備進(jìn)行測(cè)量、模擬，確保沒(méi)問(wèn)題了再運(yùn)到上海。”

黃翔說(shuō)，上述系統(tǒng)是2008年開(kāi)始研制，基本與國(guó)內(nèi)大飛機(jī)的研制同步。它體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)很多飛機(jī)制造技術(shù)研發(fā)攻堅(jiān)基本路徑——沒(méi)有飛機(jī)實(shí)體，技術(shù)論證靠的都是實(shí)驗(yàn)室模擬?！氨M管還是與國(guó)外有些差距，但已經(jīng)是我國(guó)的一大突破?！秉S翔說(shuō)。

從無(wú)到有，完成首個(gè)靜力實(shí)驗(yàn)

“數(shù)據(jù)與理論計(jì)算吻合、試驗(yàn)成功！”經(jīng)過(guò)八個(gè)月多的時(shí)間，2011年3月15日，C919“發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛”靜力試驗(yàn)在南航機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成功完成。

飛機(jī)的靜力試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的內(nèi)容之一，借以觀察和研究飛行器結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在靜載荷作用下的強(qiáng)度、剛度以及應(yīng)力、變形分布情況，是驗(yàn)證飛行器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和靜力分析正確性的重要手段。

南航大校長(zhǎng)聶宏教授團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛靜力試驗(yàn)，是C919大型客機(jī)七大部段中首個(gè)達(dá)到開(kāi)試狀態(tài)的靜力試驗(yàn)項(xiàng)目。

吊掛裝置是用來(lái)將航空發(fā)動(dòng)機(jī)固定在飛機(jī)上，并且傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的推力、承受發(fā)動(dòng)機(jī)重量和過(guò)載、吸收發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、隔離發(fā)動(dòng)機(jī)火區(qū)，其結(jié)構(gòu)的形式、強(qiáng)度、重量和安全性是影響飛機(jī)性能的重要因素。

“吊掛一般在大飛機(jī)上運(yùn)用的多?！蹦虾酱蠛娇沼詈綄W(xué)院副教授張明告訴澎湃新聞，此次作為國(guó)內(nèi)首次研制的民用大飛機(jī)C919，其吊掛結(jié)構(gòu)也是之前少見(jiàn)的，因而關(guān)于它相對(duì)應(yīng)的靜力實(shí)驗(yàn)在國(guó)內(nèi)也屬于首次開(kāi)展。

“它的集成度較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜”。沒(méi)有先例，只能“借鑒其他類似結(jié)構(gòu)的靜力實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，逐漸地論證、推翻、再實(shí)驗(yàn)。”張明告訴澎湃新聞。

由于是C919上首個(gè)靜力實(shí)驗(yàn)，其成功與否直接關(guān)系到C919大型客機(jī)后續(xù)各項(xiàng)工作的進(jìn)度?！捌渲杏龅降膯?wèn)題及如何處理，都為后面靜力試驗(yàn)工作積累了有益經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于大型客機(jī)的研制成功具有重要意義?！睆埫鞅硎尽?/p>

首飛后最重要的：適航取證

關(guān)于安全性，民機(jī)研制領(lǐng)域有一句話：研制什么飛機(jī)聽(tīng)市場(chǎng)的，如何研制，卻要聽(tīng)適航的。

因而，國(guó)內(nèi)的客機(jī)在投入市場(chǎng)前，都要先通過(guò)中國(guó)民航局的適航審定，通過(guò)審查后，政府將頒發(fā)“型號(hào)合格證”（即TC/TypeCertificate），表示此款飛機(jī)的安全性設(shè)計(jì)符合適航標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“最低安全性要求”。

2010年12月，中國(guó)民航局受理了C919飛機(jī)的適航申請(qǐng)。此后，適航工程中心編制了《C919飛機(jī)審定基礎(chǔ)》，明確了C919飛機(jī)適用的適航規(guī)章條款、環(huán)保要求以及專用條件等，共計(jì)419條。

澎湃新聞?dòng)浾叽饲皬闹袊?guó)民用航空上海航空器適航審定中心獲悉，C919飛機(jī)的適航審定有五個(gè)階段，分別為概念設(shè)計(jì)階段、要求確定階段（審定基礎(chǔ)確定階段）、符合性計(jì)劃制定階段、計(jì)劃實(shí)施階段以及證后階段。目前C919飛機(jī)已進(jìn)入第四階段（計(jì)劃實(shí)施階段）。

這意味著，C919飛機(jī)首飛之后還需要繼續(xù)開(kāi)展大量的適航符合性驗(yàn)證和審定工作。

“光試飛就有數(shù)百個(gè)科目。要完成整個(gè)國(guó)內(nèi)適航審定可能要好幾年?！蹦虾酱竺窈綄W(xué)院教授孫有朝對(duì)澎湃新聞?wù)f。他的團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了二十余項(xiàng)與C919安全性適航相關(guān)的項(xiàng)目，貫穿大飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)、維修的全壽命周期。

國(guó)內(nèi)外媒體曾報(bào)道，C919的出現(xiàn)將與已投入市場(chǎng)的波音-737和空客A320將一爭(zhēng)高低。孫有朝說(shuō)，相比空客A320當(dāng)時(shí)適航取證時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)，如今的標(biāo)準(zhǔn)又發(fā)展了20年，這也意味著C919適航取證的難度更具挑戰(zhàn)。

再者，由于此次是首次大型飛機(jī)全程適航，“過(guò)去也有一些經(jīng)驗(yàn)，如ARJ21，但這次很多適航條款是第一次遇到。所以在適航審定技術(shù)上有些難點(diǎn)?！睂O有朝說(shuō)。

孫有朝進(jìn)一步解釋，官方給出的適航規(guī)章條款是一個(gè)相對(duì)頂層的要求，比如關(guān)于系統(tǒng)安全性有一條，是發(fā)生災(zāi)難性事故的狀態(tài)極不可能出現(xiàn)，而制造商則要把這一條款轉(zhuǎn)換為具體的制造要求，這很難。

“‘極不可能’這一要求要怎么解讀，是概率多少，然后要怎么驗(yàn)證我這個(gè)機(jī)器是極不可能的。這要靠建?？坑?jì)算?！睂O有朝說(shuō)，這種技術(shù)屬于核心機(jī)密，有經(jīng)驗(yàn)的制造商不會(huì)告訴你。所以他們聘請(qǐng)國(guó)外的專家咨詢，但咨詢是表面的，他們只能自己不斷實(shí)驗(yàn)摸索。

完成國(guó)內(nèi)適航后，想要打入國(guó)際市場(chǎng)，C919還要通過(guò)歐洲航空安全局(EASA)或美國(guó)航空管理局 (FAA)的適航審定。

據(jù)美國(guó)彭博社4月27日?qǐng)?bào)道，中國(guó)民航局適航審定司副司長(zhǎng)王京玲當(dāng)天在首屆中歐航空安全論壇的新聞發(fā)布會(huì)上表示，中國(guó)計(jì)劃年內(nèi)與美國(guó)和歐盟達(dá)成新適航協(xié)議。報(bào)道稱，若中國(guó)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，將有助于中國(guó)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919打入國(guó)際市場(chǎng)。