前不久,国航、东航、南航出手订购292架空中客车A320飞机。国产C919已经试飞成功,为何还要花钱买空客飞机?一架客机从研制到运营需要经过几层的技术考验?
撰文/记者 段然 图文编辑/陈永杰
新媒体编辑/吕冰心
采访专家
王亚男(《航空知识》主编)
据中国商飞公司“大飞机”微信号7月23日消息,中国C919大型客机六架试飞机已圆满完成全部试飞任务,开始全力向取证冲锋。在此之际,微博@航空物语 发布中国商飞公司的6架C919在试飞院同框进行“大象漫步”的宣传视频。
7月初,国航、东航、南航三大航司同时出手,向欧洲空中客车公司合计订购292架A320neo系列飞机。对于如此大的一个订单,有网友提出疑问,中国的大飞机C919不是已经试飞成功了吗?为何还要花钱买空客飞机?其实,一架客机从研制到运营需要经过几层的技术考验,不能操之过急。
前期论证阶段:
获得真正的“准生证”
7月12日中午12点10分左右,一架注册号为B-001F的C919客机在北京大兴国际机场落地,这是这款国产大型喷气式客机首次飞抵北京,同时这也是C919近期一系列密集试飞计划中的一部分。进入7月以来,C919先后飞抵烟台蓬莱机场、郑州新郑机场、济南遥墙机场、武汉天河机场以及桂林两江机场进行试飞。按照中国商飞方面的说法,接下来还将继续进行一系列的试飞活动。
▲7月12日,中国商飞C919浓雾中落地北京大兴国际机场 (摄影:二零三航空联合体)
一架飞机从最初的设计图纸,到最终投入使用,要经历研制、试飞、适航审定、定型等多个环节的考验。比如,我国空军的新型主力歼击机歼-20,从2007年正式立项算起,2011年完成首飞,首批投入现役是2017年,整个研制周期正好是10年。
总体来说,从研制到投入运营,民航客机要经历四道难关的考验:第一步是论证阶段,即研制单位和科研院所要对未来的飞机项目进行前期论证、技术经济可行性分析,然后再进行总体方案论证,最后敲定最终方案,批准上马,酝酿中的飞机项目才算真正获得“准生证”,这一阶段也被称为飞机的“预发展”阶段。
“相比于军用飞机,民航客机的研制过程要更为复杂曲折。” 航空知识主编王亚男说。这是万里长征的第一步,从此民用飞机就开始走上一条和军机研制截然不同的道路。军用飞机只需要满足军方提出的研制总要求即可,也就是说它的目标客户是固定的。
民用飞机作为一款商品,要着眼于未来产生的市场利润,因此在预发展阶段就要进行充分的目标市场调研,掌握未来民航市场的基本发展方向,了解航空公司的运营需求。在此基础上,还要将对技术与市场的相互权衡贯穿在整体设计思路里。“这个论证阶段通常可能要两到三年,如果中间出现问题,时间可能要更久。” 王亚男说。
工程研制阶段:
将图纸变成样机
论证阶段结束后,未来的飞机就大体有了一个轮廓,随后就要进入到第二步:工程研制阶段,这会是一个极为庞大的系统工程,在确定研制方案后,要按照方案要求先进行飞机的整体设计,对方案提出的飞机性能要求作进一步细化,比如飞机的最大航程要达到多少?巡航时速应该是多少?载荷和转弯半径等要达到什么样的标准?
▲2010年,中国商飞公司C919大型客机展示样机在珠海航展揭开神秘面纱(图片来源/民航新闻)
根据细化了的设计参数,飞机制造商会给参与项目的系统零件供应商下发供货要求,让他们提供满足设计指标的发动机、机翼、电子设备等产品。同时,飞机制造商还同步开展数量繁多的试验项目,比如验证飞机启动特性的风洞试验、针对飞机操纵系统的系统模拟试验,以及静强度与疲劳强度试验等等。
这将是一个“群英荟萃”的阶段,飞机制造商牵头,各大科研院所、零件生产厂家等参研单位汇聚一堂,共同将飞机从平面视角的图纸变成真正的样机。
试飞与适航测试:
获取型号合格证与生产许可证
飞机的舞台在天空,在工程研制阶段完结后,被推出厂房的样机就要开始经历曲折漫长的第三步:试飞与适航测试阶段,同时也伴随着严苛的考核程序。王亚男介绍道:“这个时候各个科目的测试就要开始了,有几百个适航审定科目要进行,等到全部通过并取得合格资质以后,飞机才会获得一个总的毕业证,这个毕业证在业内通常叫做适航证。”
根据我国民用航空局的相关政策,一架飞机必须先获得型号合格证和生产许可证才能真正得到适航许可,前者是指航空部门在对设计图纸、测试报告和使用手册,以及对样机进行检查,同时确认新机型符合相关安全标准后,对飞机发放的一种合格凭证,相当于航空部门对飞机整体设计方案的认可与批准。
在获得型号合格证后,还需要对生产厂家进行进一步考核,以确认厂商有能力建立并维持一整套产品质量保障体系,以满足飞机的批量生产,然后给新机型发放生产许可证。这就好比医院的孕检项目不仅要对胎儿的健康状况进行严格检测,还要对孕妇本身的身体条件作精确把握。
商业运营阶段:
来自市场的检验
飞机一旦考取这两个证,除非特殊情况,就会自动获得民航局颁发的适航证。王亚男进一步指出:“这两证实际上是要经历千难万险才能拿到的,拿到这两个证就预示着新飞机满足最基本的安全和可靠性标准,允许投入商业运营。” 可以说,在成功获取适航证后,新飞机的研制工作算是取得了阶段性成功,不过这绝不是整个研制工程的终点。
投入运营的新飞机还要接受第四步:商业运营阶段的考验。“我个人认为这一步实际上更为重要!” 王亚男强调,“作为一款商品,这一阶段的商业博弈和市场竞争,是决定一款客机前途的最后一环。能不能取得客户的信任,能不能有销路并占据可观的市场份额,最终都影响这款客机的生死。” 虽然千辛万苦获得了具有官方认证的适航许可,但也只是让新飞机跨过了市场准入门槛,至于如何能在强手如林、竞争激烈的市场中生存下来,这个阶段没有标准化的考核程序作引导,没有直观的指标作为衡量标准,更没有官方部门背书,只能凭借飞机自己的真本事,去获得航空公司和乘客的认可。“这就像汽车厂商一样,市面上有上百家厂商在造各种品牌的汽车,它们都有生产许可证,都获准在市场上销售,但有些品牌的车根本卖不掉。” 王亚男说。
C919正在争取“型号合格证”
那么,我们的C919现在走到哪个阶段了?2020年底,C919获得了中国民用航空局签发的首个“飞机型号检查核准书”(即TIA证书),这就意味着C919正式进入到由民航管理部门组织的局方试飞环节,这个环节最终目的就是获取上文提到的“型号合格证”。
需要指出的是,TIA证书并不是针对整个型号,而是针对某一架原型机签发的,首先获得该证的是C919的第4架原型机(B-001E),而随着C919试飞工作的深入与提速,有关部门还会对其他用于试飞的原型机签发一批TIA证书,针对这些原型机的局方试飞测试将成为C919最终获取型号合格证的基础。
与C919真正获得我国国内的适航许可尚有一段距离,可见民航客机试飞工作的复杂与严苛,但事关C919最终的飞行质量与安全保障,这一段距离是无论如何都绕不过去的。
“今天民用航空界很多关于安全标准的条文,都是几十年来甚至近百年来,无数惨烈的飞行事故铸就的。人们不断汲取经验教训,将其变成技术准则,才形成了一整套适航审定标准。” 王亚男说。
上世纪50年代,英国德-哈维兰公司研制的世界首款喷气式客机“彗星”接连遭遇三起严重的空中解体事件,共造成99人不幸遇难,事后查明,造成空难的元凶是机体的金属疲劳问题。在这一系列惨痛教训影响下,包括美国联邦航空管理局(FAA)在内的各国航空部门都把飞机的金属疲劳写进了适航审定条款。这些针对民航客机的适航审定程序的存在与不断完善,就是为了尽可能避免日后更大事故与悲剧的发生。
对于C919而言,这些纷繁复杂的适航审定程序,与其说是投入运营的门槛,不如说是对飞机整体安全性负责的体现。
我国自主研发的新一代支线客机ARJ-21已经批量生产并交付国内航空公司运营。回顾ARJ-21的研制历程,2002年正式立项,2008年末实现首飞,2014年获得“型号合格证”,2017年获得生产许可证并通过适航审定。整个研制过程耗时15年之久。
相比于ARJ-21支线客机,C919作为干线客机,无论是研制难度,投入规模和试飞科目复杂程度都要超越前者,C919的适航审定肯定是一场艰苦的持久战。但C919的原型机已有7架出厂,最近的试飞工作进度也在明显加快,可见距离C919真正投入运营并不遥远。
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