C919,中国腾飞之翼

C919,中国腾飞之翼


2024年4月28日发(作者:中星19号卫星成功发射疒)

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C919,中国腾飞之翼

作者:杨先碧

来源:《科学24小时》2015年第02期

每天,我们头顶的这方蓝天上都有不少飞机在忙碌地飞翔着,我们所能看到的大多是客

机。我们是否想过,这些客机都是哪国制造的呢?令人遗憾的是,那些客机大多不是我国制造

的,尤其是150座以上的大型客机,更没有一架是国产飞机。然而,有一个好消息传来了,我

国第一款真正具有商业价值的大型客机C919即将翱翔蓝天。

究竟有多大

中国商飞公司研制的C919大型客机,是我国继运-10大型运输机后自主设计、研制的第

二种国产大飞机。令人惋惜的是,运-10大型运输机由于种种原因,最终不能进入商业制造阶

段。因此,C919大型客机实际上是我国第一款具有商用价值的大型客机。当然,正是由于我

国研发团队在研制运-10大型运输机时积累了不少经验,才使得国产C919大型客机的研制变

得可能。

目前,我国已有的国产民用客机有两款:一款是ARJ21-700翔凤客机,另一款是新舟60

客机。这两款客机都是小型客机,前者的载客量是70~90人,后者的载客量是50~60人。而

即将升空起飞的C919大型客机标准机型可载客156人或168人,设计的最大载客量为190

人,符合我国制定的大型客机座位数在150座以上的标准,是名副其实的大飞机。

ARJ21-700翔凤客机长度为33.46米,客舱宽度为3.14米;新舟60客机长约24.71米,客

舱宽度为2.67米;而C919大型客机实际总长38米,客舱宽度为3.96米。C919大型客机的标

准航程为4075千米,增大航程为5555千米,经济寿命达9万飞行小时。

究竟有多舒适

C919大型客机采用先进的环境控制和照明设计,不仅给人以宽敞明亮的感觉,而且能带

给人们以舒适的乘坐体验。C919大型客机采用先进的情景光照明,能实现多种情景模式,包

括欢迎模式、就餐模式、休息模式和告别模式。在卫生间马桶后背、镜子周边分别使用了

LED照明,营造了一个温馨、明亮的盥洗室内部环境。飞机上还配备了可供上网的电子娱乐

设备,能有效化解旅客旅途的困乏。C919大型客机比其他机型更安静一些,这是因为C919大

型客机采用的是先进涡扇发动机,客舱噪音更小。

C919大型客机机舱座位布局将采用单通道,两边各三座的设计方案,其中中间的座位空

间将加宽,可有效缓解以往中间座位乘客的拥挤感。前后座椅之间的间隔比较宽,乘客入座后

膝盖能够自然伸展。与国外同等载客量的客机相比,C919大型客机机舱尺寸更大,座位更

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宽,行李舱位置更高。行李舱位置的加高设计可减少靠窗和中间乘客的压抑感。不过这种设计

也存在缺陷,那就是乘客摆放行李时不太方便,且行李舱容量会相应减少。

C919大型客机的内部设计还加入了中国元素,给人宾至如归的温馨感觉。比如,行李箱

锁扣采用中国的“祥云”元素进行形象化设计,每个锁扣犹如一朵白云,突出C919大型客机的

中国神韵。此外,客舱天花板的设计也融入了中国特色,呈圆弧形,行李箱也是单曲圆弧设

计,侧壁板同样是单曲弧面设计,连接在一起犹如一只展翅的蝙蝠。客舱剖面采用这种“蝙蝠”

形设计,寓意为乘坐C919大型客机将为所有乘客带来福气。

究竟有多先进

走进C919大型客机驾驶舱,浓浓的科技感扑面而来。驾驶舱内各式现代化仪表和彩色大

显示屏,让人有种跨入未来的错觉。驾驶台仪表设备中的4块15.4英寸的液晶显示屏特别醒

目,所有信息基本都能在显示屏上清晰地显示出来。C919大型客机驾驶舱内拥有比其他客机

更大的显示器,这是它的一个设计亮点,也是一种更具人性化的大气设计,可使飞行员更为方

便地操控飞机。

驾驶舱的左右操纵台上各有一个电子飞行包,可方便飞行员快速正确地查找飞行信息。驾

驶舱的平视显示系统将飞行员从下视显示仪表中解放出来,对飞机实现精确着陆和低能见度起

飞具有重要作用。还有令人印象非常深刻的驾驶杆,C919改变了传统的安放位置,开创性地

将驾驶杆设计为飞行员右侧的单手握杆,使得飞行员正前方的空间变得前所未有的宽敞与舒

适。同时,飞行员右手单手握杆也极大地方便了操控。

此外,C919大型客机采用了先进的电传操纵和主动控制技术。电传操纵用导线取代笨重

的机械杆系,由中央计算机接受飞行员指令、舵面位置信息,进行比较、计算、综合后,驱动

舵面按预定规律运动。电传操纵能胜任飞行员无法完成的风险操作,大大减轻了飞行员的工作

量。同时,电传操纵还能通过多种传感器监控飞行故障,提升飞机的安全性。如今,电传操纵

已成为现代飞机的关键技术之一。

为C919大型客机提供升力的机翼是当代最先进的超临界机翼。这是一种采用特殊翼剖面

的机翼,能提高机翼的临界马赫数,使机翼在接近声速的高速飞行时阻力急剧增大的现象延迟

发生。C919大型客机薄薄的翼型尾部上翘,具有极高的升力“天赋”。在机翼前后缘的襟翼、

缝翼舵面上,C919大型客机采用先进而独特的顺气流传动装置。当飞机起飞或降落时,舵面

偏转便产生巨大升力,可缩短滑跑距离;而漫长的巡航飞行时,由于多个整流罩窄而短,迎风

面积和飞行阻力都很小,又大大增加了航程。

近年来,中国商飞公司云集了国内外优秀的飞机设计人才,有效地实现了C919大型客机

从设计、制造到测试各环节的国际一流水平。这些人才中,有从国外归来的气动、强度、复合

材料方面的专家,也有在国外从事多年适航管理工作的工作人员和试飞工程师,还有一批参加

过运-10大型运输机研制的专家。C919大型客机的设计与制造还融入了国外专家的智慧,客机

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必备的一批高精度的重要设备大都由世界一流的国外专业供应商提供,其中飞行控制、航空电

子等主要系统完全可与空客A380客机和波音787客机相媲美。

究竟有多环保

现代航空业已经进入了绿色航空时代,新型飞机是否节能环保是判断其能否适应未来发展

的重要因素之一。C919大型客机在设计之初就融入了节能环保的元素,从机头到机翼再到机

尾、发动机,研发人员在设计上都费尽心思,尽量减小阻力,有效降低油耗。

在减排方面,C919大型客机堪称一款绿色排放、适应环保要求的先进飞机,通过环保的

设计理念,有望将飞机碳排放量较同类飞机降低50%。发动机是飞机的“心脏”,也是节油的关

键部位。C919大型客机装载两台LEAP新型涡轮风扇发动机。凭借其优异性能,满载着旅客

在1万多米高空以0.8倍音速飞行时,它比同类发动机节省燃油15%,降低了二氧化碳排放

量,减少了50%氮氧化物污染,噪音则可下降15分贝。同时,C919大型客机还具有高可靠性

和低维护成本的优势。

与国外大客机相比,C919大型客机的机头更具流线型,能减少阻力从而降低油耗。C919

大型客机机头驾驶舱采用四面式挡风玻璃。该项技术是国际上先进的工艺技术,目前大客机中

只有最新的波音787客机采用。它的挡风面积大,视野开阔,简化了机身加工工艺,减少了飞

机头部气动阻力,但是工艺难度相对较大,制造工艺复杂。

飞机节能还需减轻自重,在同样大小和载客量的情况下,飞机自重越轻就越节能。C919

大型客机的机体结构由“西飞”“成飞”等国内五大飞机制造公司生产,这些制造公司已制造过复

杂的空客A320客机机翼等成批大型部件。因而,研发人员在积累丰富经验的基础上大胆创

新,把一些轻型的材料应用在C919大型客机上,有效减轻了飞机重量。这些材料包括高强度

轻质铝锂合金材料、抗高温钛合金、优质碳纤维复合材料,其中复合材料使用量将达到20%。

C919大型客机采用以铝为基、加入适量锂的第三代铝锂合金材料,这在国内民用飞机应用上

尚属首次,有助于提升飞机结构材料性能,减轻飞机整体结构重量。

当然,飞机不能只关注降低自重,安全性是比节能更重要的因素,而这些新型材料也能起

到保护飞行安全的作用。同时,C919大型客机由于大量采用复合材料,机舱内噪音有望降低

到60分贝以下,较国外同类型飞机80分贝的机舱内噪音大为降低。研究人员还通过一些科学

的设计来保障安全性。比如,C919大型客机采用了多种保障供电安全的手段。假设一台发电

机失效,还有备用发电机可保证供电。如果两台发电机都失效了(虽然这种概率极低),还有

APU(辅助动力装置)可供电。如果不幸地连APU都损坏了,还有一个风动发电机,可利用

飞机在高空飞行时产生的高风速发电,借此可以使飞机自由滑翔到地面。这些完整周密的设计

满足了安全性的要求。

前景有多好

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C919大型客机最大的优势就是统筹和突出了安全、经济、舒适和环保的特点。具体来

说,就是全面按照国际民航规章和适航标准开展设计研制并进行适航审定,以保证其安全性;

采用新材料,减轻机身重量,飞机燃油消耗等直接使用成本比现有同类飞机低,经济性突出;

采用加宽客舱和座椅宽度、配备新的机载设备等手段来改善舒适性;选用新型发动机满足低噪

声和减少污染物排放的要求,提高环保标准。

由于C919大型客机具有安全、舒适、节能、环保等优势,该款机型赢得了国际各大航空

公司,尤其是我国航空公司的青睐,虽然还未下线,却已获得了追捧。截至2014年11月,

C919大型客机已经获得国内外订单共计430架。除国内四大航空公司外,订单还来自于美

国、东南亚的一些国家和地区。C919大型客机赶上了我国经济实力日益强大和国内外航空市

场蓬勃发展的好时代。据生产商预测,8~10年后,我国和其他部分国家的中短程航线将主要

采用C919大型客机。在未来20年中,我国需要3750架客机,其中大多数为C919这样的大客

机。

名词卡片:

大飞机:一般是指起飞总重超过100吨的运输类飞机,包括军用大型运输机和民用大型运

输机,也包括一次航程达到3000千米的军用或100座以上的民用客机。从地域上讲,中国把

150座以上的客机称为大客机,而国际航运体系习惯上把300座以上的客机称作大型客机,这

主要由各国的航空工业技术水平决定的。大型客机往往用作干线飞机,是民航使用最广泛的主

力机型。


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