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國產(chǎn)大飛機(jī)“胖九”賣萌自述:天高從此任我飛
嗨!大家好!我叫“胖九”,學(xué)名“C919”,是中國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)研制的干線民用飛機(jī)。今天下午,我就要在上海浦東機(jī)場首飛,還是有點(diǎn)小激動!
哈哈……大家對我了解嗎?我的學(xué)名叫“COMAC919”。“COMAC”是中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司英文簡寫,“C”既代表COMAC,也代表咱China。第一個“9”表示天長地久,而“19”是說我的最大載客量是190座。我的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)航程為4075公里,可以一口氣從長春飛到拉薩!
別看我叫“胖九”,體型俊著呢,戴了一副酷酷的“墨鏡”,簡直帥呆啦
先來看看我的體型吧,我是雙發(fā)渦扇中型機(jī),畢竟是干線客機(jī),長38.9米,連翼展35.8米,高12米,就算身高1米9的乘客走在機(jī)艙也挺舒服,最大起飛重量為72噸,雖然沒有波音777那么大,但也是小干線家族中較大的機(jī)型了——小名叫“胖九”恰如其分吧!
其實(shí)我的身材線條流暢哦,值得一提的是,我的機(jī)體從設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)、制造全是中國造,對俺胖九制造自主性的質(zhì)疑可以休矣!我用了新一代超臨界機(jī)翼,自主發(fā)展的“一分鐘”快速成型法提高了機(jī)翼曲面質(zhì)量,改善跨音速范圍內(nèi)的可控性,減少飛行阻力,從而節(jié)省了很多燃料。科學(xué)家們還殫精竭慮,經(jīng)過一系列超過15000的風(fēng)洞“吹風(fēng)”試驗(yàn),讓我擁有比現(xiàn)役同類飛機(jī)更好的巡航氣動效率。
再看我的造型,必須霸氣啊,像不像戴著一副俊酷的墨鏡?相比需要6塊擋風(fēng)玻璃的傳統(tǒng)飛機(jī),我只有4塊,流線型的機(jī)頭讓飛行員視野更開闊,也減少阻力。這種擋風(fēng)玻璃工藝復(fù)雜,制造難度大——也讓我?guī)浀街豢茨樉湍鼙嬲J(rèn)啦!
我的體重可不輕,發(fā)動機(jī)比現(xiàn)役波音737的都大,所以機(jī)身采用第三代鋁鋰合金材料,鋰元素的加入,讓我比同等機(jī)型輕了5%-10%。飛機(jī)上用的復(fù)合材料主要是碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,高耐腐蝕、質(zhì)量輕,但價(jià)格是常規(guī)鋁合金材料的幾十倍,所以在機(jī)體結(jié)構(gòu)用量只占12%。
揣了一顆舶來的“心臟”,俺胖九也是百感交集
說說我的“心臟”——發(fā)動機(jī)吧。航空發(fā)動機(jī)人稱“航空之花”,是航空技術(shù)和工業(yè)積累的完整體現(xiàn)。我的心臟是LEAP-X1C發(fā)動機(jī),是由美國通用電氣與法國SNECMA各以50%資金比例合資的大型客機(jī)發(fā)動機(jī)生產(chǎn)商CFM國際公司研制的,專用于大型噴氣客機(jī)。它采用了18片賽峰公司研制的碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片以及美國通用電氣公司研制的陶瓷基復(fù)合材料渦輪部件。
我這顆“心臟”許多新技術(shù)都行業(yè)領(lǐng)先:超高壓比核心機(jī)、采用三維編織樹脂模傳遞成型技術(shù)制造的復(fù)合材料風(fēng)扇葉片、復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣、第三代三維氣動設(shè)計(jì)壓氣機(jī)和渦輪葉片設(shè)計(jì)技術(shù)、第二代雙環(huán)預(yù)混旋流器(TAPS II)燃燒室技術(shù)、可變面積外涵噴管和等。發(fā)動機(jī)和短艙將作為一體化推進(jìn)系統(tǒng)來設(shè)計(jì),擁有先進(jìn)的進(jìn)氣道、聲學(xué)處理和電動反推力裝置,可以充分發(fā)揮其氣動性能、重量和聲學(xué)優(yōu)勢。
這新型渦扇發(fā)動機(jī)比CFM之前生產(chǎn)的波音737發(fā)動機(jī)提升太多啦:燃油消耗減少16%、二氧化碳排放量減少16%,氮氧化物排放量減少至不足60%,還更為安靜;運(yùn)營成本比其他發(fā)動機(jī)降低15%——優(yōu)勢太大啦,最終選定LEAP-X系列發(fā)動機(jī)作為我的“心臟”,這是最重要的原因。
有人問我,“心臟”為啥不用國產(chǎn)?哎,這就不得不提起我的前世。
中國現(xiàn)代化工業(yè)起步晚,技術(shù)落后,航空發(fā)動機(jī)水平較低,這個短板影響了整個航空工業(yè)的實(shí)力。我國在大飛機(jī)的發(fā)動機(jī)上落后很久,上世紀(jì)轟動一時的運(yùn)十發(fā)動機(jī)就是波音707所用的JT3D-7發(fā)動機(jī)。當(dāng)時雖著手研制我國自己的發(fā)動機(jī),但因?yàn)榉N種原因運(yùn)十下馬,科研資料全部銷毀,造“心”大業(yè)停滯了。
說句心里話,我也不樂意揣著一顆舶來的“心臟”,但航空發(fā)動機(jī)的研制困難重重。
首先是“四高”,簡單說,噴氣式飛機(jī)發(fā)動機(jī)就像是一個兩端都開口的圓筒,從前端吸入的空氣經(jīng)過壓氣機(jī)、燃燒室等一系列內(nèi)部結(jié)構(gòu),而后變?yōu)楦邷亍⒏咚俚娜細(xì)鈴暮蠖藝娚涑鋈ィa(chǎn)生了向前的反推力。飛機(jī)發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)是“高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷”。
這四高,簡直是個大難題。一般噴氣發(fā)動機(jī)內(nèi)部某些部位溫度高達(dá)1600左右;而發(fā)動機(jī)風(fēng)扇后的壓氣機(jī)進(jìn)口空氣和出口空氣的壓強(qiáng)都要比大氣壓強(qiáng)要高得多。
與發(fā)動機(jī)相比,大飛機(jī)用的大涵道與發(fā)動機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)的小涵道又有不同,所謂涵道比就是發(fā)動機(jī)外涵道與內(nèi)涵道之比,拋開種種晦澀技術(shù)細(xì)節(jié),普通人能明白的是,大涵道比發(fā)動機(jī)比小涵道比發(fā)動機(jī)油耗小、推進(jìn)效率好、經(jīng)濟(jì)性能高,不過制造要求也更高,穩(wěn)定性更強(qiáng),比如前者的風(fēng)扇葉片起碼有一米多,而后者則只需0.3—0.4米左右。
拿一款非常高端的發(fā)動機(jī)來說,羅爾斯·羅伊斯公司為A380生產(chǎn)的發(fā)動機(jī),內(nèi)部最高溫度達(dá)到太陽表面的一半,發(fā)動機(jī)內(nèi)部壓力達(dá)50個大氣壓,渦輪葉片葉尖的運(yùn)動速度達(dá)2000公里/小時,葉片有3米多長。
民用客機(jī)發(fā)動機(jī)還必須考慮經(jīng)濟(jì)性能和舒適度:油耗要低,噪音也要低。
這“四高兩低”像是六道“緊箍咒”,限制了我國飛機(jī)發(fā)動機(jī)的發(fā)展速度。
材料和工藝難題也不能忽略。要保持燃油火焰在以每秒100多米高速流動的高壓氣流中穩(wěn)定燃燒,這與在狂風(fēng)中保證手中火炬不滅一樣困難;同時要保護(hù)燃燒室火焰筒壁不被高溫燃?xì)鉄g,不僅需要耐高溫材料和耐熱涂層,還要通過燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),采取冷卻手段,降低燃燒室筒壁溫度。
國外發(fā)達(dá)國家的發(fā)動機(jī)主軸承壽命都在1萬小時以上,我國的基本在900小時以內(nèi),差距太大。現(xiàn)代高性能航空發(fā)動機(jī)都采取高強(qiáng)度、耐高溫材料,包括鈦、鎳、鋁、復(fù)合材料以及鎳基和鈷基超耐熱合金。據(jù)估計(jì),中國每年超耐熱合金的生產(chǎn)量約為10000噸,而需求量則為20000噸。有專家指出,制造發(fā)動機(jī)風(fēng)扇的復(fù)合材料,國內(nèi)還做不出來。
好消息是,我的國產(chǎn)化率已達(dá)50%以上,相當(dāng)厲害啦!
坐上胖九飛行,安全必須是杠杠滴!
很多小伙伴最關(guān)切:坐上胖九安全否?我很負(fù)責(zé)任地告訴大家,我采用雙側(cè)桿正桿飛行控制系統(tǒng),特色在于采用兩種不同構(gòu)型的4個獨(dú)立主飛行控制系統(tǒng),包括兩個常規(guī)液壓動作系統(tǒng)和兩個電-液動作系統(tǒng)。采用電-液動作系統(tǒng),在動力資源上具備更大靈活性,增加了冗余性,提高了安全性能。針對先進(jìn)的氣動布局、結(jié)構(gòu)材料和機(jī)載系統(tǒng),研制人員規(guī)劃了102項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),包括飛機(jī)發(fā)動機(jī)一體化設(shè)計(jì)、電傳飛控系統(tǒng)控制律設(shè)計(jì)、主動控制技術(shù)等。
與此同時,我的機(jī)體內(nèi)采用先進(jìn)的電傳操縱和主動控制技術(shù),提高了綜合性能,改善人為因素和舒適性;先進(jìn)的綜合航電技術(shù)減輕了飛行員負(fù)擔(dān),提高導(dǎo)航性能,改善人機(jī)界面。
編輯:秦云
關(guān)鍵詞:國產(chǎn)大飛機(jī) C919 國產(chǎn)大飛機(jī)C919首飛