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?RJ21：中國(guó)商業(yè)航空的探路者
——訪中國(guó)首款民用飛機(jī)ARJ21噴氣支線客機(jī)總設(shè)計(jì)師陳勇
“目前我們交付了8架飛機(jī)，直飛20條航線，運(yùn)營(yíng)6500多小時(shí)，載客18萬(wàn)人次，單機(jī)日利用率達(dá)10小時(shí)，ARJ21飛機(jī)預(yù)計(jì)今年年底總交付量19架。”5日，在由中國(guó)航空學(xué)會(huì)主辦的第八屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇上，ARJ21噴氣支線客機(jī)工程獲得該學(xué)會(huì)自設(shè)立科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)以來(lái)的第一個(gè)特等獎(jiǎng)。作為我國(guó)第一款自主設(shè)計(jì)、自主研發(fā)、擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的民用飛機(jī)，其總設(shè)計(jì)師陳勇表示，目前國(guó)內(nèi)已具備年產(chǎn)30架的生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)2021年可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)30架。
為什么一定要自主研發(fā)飛機(jī)？國(guó)產(chǎn)飛機(jī)是不是足夠安全？國(guó)產(chǎn)飛機(jī)有多少技術(shù)屬于中國(guó)？記者就這些問(wèn)題采訪了陳勇。
為什么要造中國(guó)人自己的飛機(jī)？
“我們幾代人為什么要搞噴氣客機(jī)？”在他看來(lái)，市場(chǎng)的需求數(shù)據(jù)是最有力的論證。“每天有300多萬(wàn)人在中國(guó)飛行，但是現(xiàn)在中國(guó)的天空上只有8架ARJ21飛機(jī)在承擔(dān)著國(guó)人的民航運(yùn)輸任務(wù)。”
據(jù)陳勇介紹，2016年有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示全球有2萬(wàn)多架噴氣客機(jī)，預(yù)計(jì)未來(lái)20年，將增加到45000多架，價(jià)值是6萬(wàn)多億美元。僅中國(guó)而言，我國(guó)現(xiàn)在有2000多架噴氣客機(jī)，未來(lái)20年會(huì)有將近8000架噴氣客機(jī)。“中國(guó)現(xiàn)在是全球第二大航空運(yùn)輸市場(chǎng)，很快就會(huì)成為第一。這么大的市場(chǎng)不能拱手讓人，所以中國(guó)不能沒(méi)有自己的噴氣客機(jī)。”他說(shuō)。
還有一個(gè)原因是噴氣客機(jī)的產(chǎn)品附加值非常高。陳勇說(shuō)，飛機(jī)的研制涉及空氣動(dòng)力學(xué)、電子學(xué)、飛行控制以及材料等學(xué)科，處于產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，擴(kuò)散度和帶動(dòng)效益都非常強(qiáng)。有來(lái)自波音公司的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，以10年的周期來(lái)計(jì)算，飛機(jī)生產(chǎn)制造的效益產(chǎn)出比能達(dá)到1∶80，技術(shù)轉(zhuǎn)移比為1∶16，就業(yè)帶動(dòng)比可以達(dá)到1∶12。以ARJ21噴氣支線客機(jī)為例，陳勇表示ARJ21目前訂單530多架，每架飛機(jī)的售價(jià)數(shù)千萬(wàn)美元，這將是一筆不菲的收入。
“我國(guó)一直把發(fā)展噴氣客機(jī)作為重點(diǎn)，自主研制大型飛機(jī)，發(fā)展具有競(jìng)爭(zhēng)力的航空產(chǎn)業(yè)，對(duì)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、帶動(dòng)科技發(fā)展、增強(qiáng)綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、加快現(xiàn)代化步伐具有重大意義。”陳勇說(shuō)，“這既能打破國(guó)際壟斷，降低采購(gòu)成本，同時(shí)還可以形成超過(guò)數(shù)千億元的工業(yè)產(chǎn)值。”
國(guó)產(chǎn)飛機(jī)足夠安全嗎？
安全性是對(duì)民用客機(jī)最重要的要求，陳勇表示，ARJ21噴氣支線客機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新也體現(xiàn)在它的安全性，它在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)了民航客機(jī)安全性設(shè)計(jì)、分析和驗(yàn)證技術(shù)，個(gè)別技術(shù)不僅在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng)，在世界上還有其領(lǐng)先之處。
陳勇說(shuō)：“我們的設(shè)計(jì)結(jié)果是全機(jī)的災(zāi)難級(jí)事件，例如飛機(jī)破損、人員傷亡等事件綜合的發(fā)生概率小于10的負(fù)8次方，而國(guó)際上適航的要求是10的負(fù)7次方，也就是說(shuō)我們的災(zāi)難事件概率更低，安全標(biāo)準(zhǔn)要求更高，這在同類飛機(jī)里是有優(yōu)勢(shì)的。”
據(jù)他介紹，飛機(jī)的設(shè)計(jì)安全是全壽命的。在初始適航階段，ARJ21噴氣支線客機(jī)在2014年走完了初始適航，做了200多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，5000小時(shí)的試飛，通過(guò)了中國(guó)民用航空局和美國(guó)聯(lián)邦航空管理局的審查。
除了這些，ARJ21噴氣支線客機(jī)還有很多保障安全的技術(shù)舉措。例如依照國(guó)際慣例進(jìn)行飛機(jī)全機(jī)的應(yīng)急撤離試驗(yàn)，90名旅客坐在飛機(jī)里，要在90秒之內(nèi)的時(shí)間里單側(cè)任意兩個(gè)艙門撤離，這經(jīng)過(guò)了美國(guó)聯(lián)邦航空管理局審查。
ARJ21噴氣支線客機(jī)在國(guó)內(nèi)還首次開展了發(fā)動(dòng)機(jī)雙發(fā)停車的試飛。也就是說(shuō)，在兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)喪失推力，飛機(jī)完全依靠自己剩余的動(dòng)力、氣動(dòng)性能的情況下，可以實(shí)現(xiàn)安全降落。
ARJ21噴氣支線客機(jī)還考慮了火災(zāi)、雷擊、鳥撞、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子爆破、輪胎爆破等12種特定風(fēng)險(xiǎn)。這些特定風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)在國(guó)內(nèi)都是第一次進(jìn)行分析、仿真和驗(yàn)證。例如，在輪胎爆破方面，ARJ21建立了輪胎爆破模型和爆破壓力作用在飛機(jī)上的損傷評(píng)估模型，對(duì)飛機(jī)在輪胎爆破情況下的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)又建立了模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，從而在雙重驗(yàn)證下，最大限度地保障特定風(fēng)險(xiǎn)下飛機(jī)的安全性。
為了實(shí)現(xiàn)安全設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，還有一架ARJ21噴氣支線客機(jī)專門飛到北美、加拿大地區(qū)進(jìn)行了結(jié)冰試飛，到冰島進(jìn)行了大側(cè)風(fēng)的試飛。在內(nèi)蒙古的海拉爾進(jìn)行了-40℃的高寒試驗(yàn)。類似這些驗(yàn)證試飛進(jìn)行了一萬(wàn)多次，從而可以保證飛機(jī)在正常氣象條件、結(jié)冰氣象條件、故障條件的安全。
目前，ARJ21噴氣支線客機(jī)在高海拔地區(qū)機(jī)場(chǎng)的表現(xiàn)也非常好。在海拔高度達(dá)到2102.85米的昆明長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)，ARJ21噴氣支線客機(jī)可以在人和行李都滿載的情況下起飛，而像有些國(guó)外生產(chǎn)的類似機(jī)型，在昆明都要減載才能正常起飛。
國(guó)產(chǎn)飛機(jī)有多少技術(shù)屬于中國(guó)？
有一種觀點(diǎn)說(shuō)，中國(guó)自主研發(fā)的飛機(jī)，只是研究了飛機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載設(shè)備都是國(guó)外的。是否真的是這樣呢？
以ARJ21噴氣支線客機(jī)為例，這個(gè)飛機(jī)是我國(guó)首次按照國(guó)際適航標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)研制的。陳勇介紹，我國(guó)已掌握了上萬(wàn)項(xiàng)民航飛機(jī)的研制技術(shù)，一千多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。
而通過(guò)ARJ21噴氣支線客機(jī)的研制，我國(guó)還建立了商用飛機(jī)全生命周期的市場(chǎng)分析、需求設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、適航驗(yàn)證、總裝制造、客戶服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈條，“這些都是我國(guó)第一次突破的技術(shù)。”
陳勇介紹，按照國(guó)際生產(chǎn)民航客機(jī)的特點(diǎn)來(lái)看，民航飛機(jī)的生產(chǎn)不是由一個(gè)工廠或是一個(gè)公司來(lái)完成的，甚至不是由一個(gè)國(guó)家可以獨(dú)立完成的，其特點(diǎn)就是“主制造商-供應(yīng)商”發(fā)展模式。作為中國(guó)首款通過(guò)適航取證正式商業(yè)飛行的噴氣客機(jī)，ARJ21噴氣支線客機(jī)完整走完了中國(guó)民航飛機(jī)適航需要走過(guò)的全過(guò)程，并且在中國(guó)第一次建立了符合國(guó)際慣例的民機(jī)“主制造商-供應(yīng)商”發(fā)展模式。
國(guó)外媒體將ARJ21噴氣支線客機(jī)稱作是“中國(guó)成為商業(yè)航空巨頭的開始。”陳勇認(rèn)為這體現(xiàn)了ARJ21噴氣支線客機(jī)在國(guó)產(chǎn)飛機(jī)發(fā)展中所扮演的探路角色。“現(xiàn)在大飛機(jī)有三劍客，而我們是三劍客的探路者。”陳勇說(shuō)，通過(guò)ARJ21噴氣支線客機(jī)和C919的研制，不僅建立了國(guó)家級(jí)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并且和36所高校開展了900多項(xiàng)合作，帶動(dòng)了一批高新技術(shù)企業(yè)參與民機(jī)的研制。“為后續(xù)C919和C929的研制奠定了基礎(chǔ)。”
