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國產(chǎn)大飛機“胖九”賣萌自述:天高從此任我飛
嗨!大家好!我叫“胖九”,學名“C919”,是中國首款按照最新國際適航標準研制的干線民用飛機。今天下午,我就要在上海浦東機場首飛,還是有點小激動!
哈哈……大家對我了解嗎?我的學名叫“COMAC919”?!癈OMAC”是中國商用飛機有限責任公司英文簡寫,“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。我的標準設計航程為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,畢竟是干線客機,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型了——小名叫“胖九”恰如其分吧!
其實我的身材線條流暢哦,值得一提的是,我的機體從設計、計算、試驗、制造全是中國造,對俺胖九制造自主性的質疑可以休矣!我用了新一代超臨界機翼,自主發(fā)展的“一分鐘”快速成型法提高了機翼曲面質量,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??茖W家們還殫精竭慮,經(jīng)過一系列超過15000的風洞“吹風”試驗,讓我擁有比現(xiàn)役同類飛機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塊擋風玻璃的傳統(tǒng)飛機,我只有4塊,流線型的機頭讓飛行員視野更開闊,也減少阻力。這種擋風玻璃工藝復雜,制造難度大——也讓我?guī)浀街豢茨樉湍鼙嬲J啦!
我的體重可不輕,發(fā)動機比現(xiàn)役波音737的都大,所以機身采用第三代鋁鋰合金材料,鋰元素的加入,讓我比同等機型輕了5%-10%。飛機上用的復合材料主要是碳纖維增強樹脂基復合材料,高耐腐蝕、質量輕,但價格是常規(guī)鋁合金材料的幾十倍,所以在機體結構用量只占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)動機吧。航空發(fā)動機人稱“航空之花”,是航空技術和工業(yè)積累的完整體現(xiàn)。我的心臟是LEAP-X1C發(fā)動機,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發(fā)動機生產(chǎn)商CFM國際公司研制的,專用于大型噴氣客機。它采用了18片賽峰公司研制的碳纖維復合材料風扇葉片以及美國通用電氣公司研制的陶瓷基復合材料渦輪部件。
我這顆“心臟”許多新技術都行業(yè)領先:超高壓比核心機、采用三維編織樹脂模傳遞成型技術制造的復合材料風扇葉片、復合材料風扇機匣、第三代三維氣動設計壓氣機和渦輪葉片設計技術、第二代雙環(huán)預混旋流器(TAPS II)燃燒室技術、可變面積外涵噴管和等。發(fā)動機和短艙將作為一體化推進系統(tǒng)來設計,擁有先進的進氣道、聲學處理和電動反推力裝置,可以充分發(fā)揮其氣動性能、重量和聲學優(yōu)勢。
這新型渦扇發(fā)動機比CFM之前生產(chǎn)的波音737發(fā)動機提升太多啦: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;運營成本比其他發(fā)動機降低15%——優(yōu)勢太大啦,最終選定LEAP-X系列發(fā)動機作為我的“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,技術落后,航空發(fā)動機水平較低,這個短板影響了整個航空工業(yè)的實力。我國在大飛機的發(fā)動機上落后很久,上世紀轟動一時的運十發(fā)動機就是波音707所用的JT3D-7發(fā)動機。當時雖著手研制我國自己的發(fā)動機,但因為種種原因運十下馬,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)動機的研制困難重重。
首先是“四高”,簡單說,噴氣式飛機發(fā)動機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、燃燒室等一系列內(nèi)部結構,而后變?yōu)楦邷?、高速的燃氣從后端噴射出去,產(chǎn)生了向前的反推力。飛機發(fā)動機的特點是“高溫、高壓、高轉速、高負荷”。
這四高,簡直是個大難題。一般噴氣發(fā)動機內(nèi)部某些部位溫度高達1600左右;而發(fā)動機風扇后的壓氣機進口空氣和出口空氣的壓強都要比大氣壓強要高得多。
與發(fā)動機相比,大飛機用的大涵道與發(fā)動機和戰(zhàn)斗機的小涵道又有不同,所謂涵道比就是發(fā)動機外涵道與內(nèi)涵道之比,拋開種種晦澀技術細節(jié),普通人能明白的是,大涵道比發(fā)動機比小涵道比發(fā)動機油耗小、推進效率好、經(jīng)濟性能高,不過制造要求也更高,穩(wěn)定性更強,比如前者的風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)動機來說,羅爾斯·羅伊斯公司為A380生產(chǎn)的發(fā)動機,內(nèi)部最高溫度達到太陽表面的一半,發(fā)動機內(nèi)部壓力達50個大氣壓,渦輪葉片葉尖的運動速度達2000公里/小時,葉片有3米多長。
民用客機發(fā)動機還必須考慮經(jīng)濟性能和舒適度:油耗要低,噪音也要低。
這“四高兩低”像是六道“緊箍咒”,限制了我國飛機發(fā)動機的發(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,這與在狂風中保證手中火炬不滅一樣困難;同時要保護燃燒室火焰筒壁不被高溫燃氣燒蝕,不僅需要耐高溫材料和耐熱涂層,還要通過燃燒室結構設計,采取冷卻手段,降低燃燒室筒壁溫度。
國外發(fā)達國家的發(fā)動機主軸承壽命都在1萬小時以上,我國的基本在900小時以內(nèi),差距太大?,F(xiàn)代高性能航空發(fā)動機都采取高強度、耐高溫材料,包括鈦、鎳、鋁、復合材料以及鎳基和鈷基超耐熱合金。據(jù)估計,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)動機風扇的復合材料,國內(nèi)還做不出來。
好消息是,我的國產(chǎn)化率已達50%以上,相當厲害啦!
坐上胖九飛行,安全必須是杠杠滴!
很多小伙伴最關切:坐上胖九安全否?我很負責任地告訴大家,我采用雙側桿正桿飛行控制系統(tǒng),特色在于采用兩種不同構型的4個獨立主飛行控制系統(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。針對先進的氣動布局、結構材料和機載系統(tǒng),研制人員規(guī)劃了102項關鍵技術攻關,包括飛機發(fā)動機一體化設計、電傳飛控系統(tǒng)控制律設計、主動控制技術等。
與此同時,我的機體內(nèi)采用先進的電傳操縱和主動控制技術,提高了綜合性能,改善人為因素和舒適性;先進的綜合航電技術減輕了飛行員負擔,提高導航性能,改善人機界面。
編輯:秦云
關鍵詞:國產(chǎn)大飛機 C919 國產(chǎn)大飛機C919首飛