从首飞到首航：C919经历了什么？

国产大飞机C-919终于正式投入了运营，这意味着我们普通人以后也可以乘坐国产干线客机出行了，我最近也一直在关注机票，想要找机会飞一次。关注919的朋友们可能知道，早在2017年5月，C-919就已经首飞了，而在2022年9月，它就已经拿到了型号合格证，那为什么知道2023年才能买到它的票呢？这期间都发生了些什么呢？

众所周知，首飞只是一架飞机的第一次飞行，这次飞行的目的很有限，甚至连起落架都是不收的，所以在那之后，还需要依次测试它的各种性能，直到全部满足要求，才能投入使用。而民航客机相比军用飞机而言，有着更高的要求，这个要求叫做适航。事实上，在航空器早期的时候，是没有这个要求的，比如莱特兄弟那个年代，飞机可以说是随便飞，你敢飞，那就让你飞。

但随着天上的飞机越来越多，事故也越来越多，飞机自己甩也就罢了，很多时候还会牵连地上的人，如此一来，政府必然要管，于是就成立了相应的管理部门，制订出相应的管理办法，也就是规定：什么样的航空器可以飞，什么样的航空器不能飞。可以简单地把“适航”理解成：管理部门允许你飞。从那之后，就有一句话：离地三尺，就有适航。特别是对于民航运营来说，安全是第一要务，你想啊，本来大家就对在高空飞行有恐惧，要是在三天两头出事儿，那这行就没法干了，因此，监管非常重要。

经过了许多年的发展，世界上的适航标准已经非常详细和严格，而适航标准涵盖了一架民航客机使用的全方面，从设计，到制造，到使用，到维修，全部都要管，对于航空公司来说，他们要负责的是后面的使用和维修部分，而对于飞机制造企业来说，要负责的就是设计和制造这个部分，监管部门需要通过对一款飞机从设计到制造全部流程的监督，最后来判断这一款飞机适不适合投入商业运营，如果适合，就会给它发一个证件，这个证件就叫型号合格证，而在这种飞机投入使用之后，监管部门还会持续监督这架飞机的使用和维修情况，给这架飞机颁发适航证，有适航证的飞机，才能继续运营。所以如果用车来类比的话，型号合格证就相当于是这款车的生产和售卖许可，而适航证则相当于是某一辆车的行驶证。

2022年9月C-919拿到的，就是型号合格证。为了拿到这个型号合格证，它需要通过相应的考试，这个考试有多少道题呢？我简要查了一下，仅仅是试飞科目，就有729个，这些试飞科目除了最基本的飞机飞行性能的验证之外，还需要探索一些死亡边界。我们知道，无论是车，还是飞机，都有极限，作为四平八稳飞行和使用的民航客机，要保证安全，飞行员要做的就是远离这些极限，不知道极限在哪里，怎么远离呢？仿真和模拟固然是最安全的获得这些极限边界的方法，但它远不足以说服民航管理部门，这些边界需要通过实际的飞行来获取。

比如在919的试飞当中，最重要也是最难的三个科目是失速、最小离地速度以及自然结冰试验，失速是民航客机避犹不及的飞行状态，如果进入了深失速，像客机这样的大型飞机会进入螺旋，失控，改不出来，结果只能是摔，而失速科目就是在这个边界一点点试探，从而给之后飞行的飞行员画一条线，远离这条线，就会远离失速。而最小离地速度就是要看这个飞机最低可以在多小的速度下离地，这要求它抬头抬到最大，而一架客机在地面抬头的极限值，是由它的屁股决定的，因为当它的头高高抬起时，屁股会蹭到地面，这时就是它能够抬起的最大角度。

为了又让飞机抬到这个角度，又不把飞蹭坏，就要给飞机尾部加上尾橇，但即便如此，如果抬得太猛，依然会把飞机损坏，为了实现“蹭到了，但有没有蹭的很疼的”状态，试飞员的技术必须得高超，一路火花带闪电地完成试验，光是看看都觉得刺激。而全机结冰试验对于我们最大的挑战居然是：找冰。当年ARJ-21在试飞的时候为了找结冰天气，都飞到了北美，而为了在国内完成919的结冰试飞，航空部门得和气象部门配合，来摸清咱们国家上空的结冰规律，他们建立了一个结冰数据库，基本能够预测什么时候在哪里适合做实验。这才把结冰试验在中国的空中做完。

而除了这700多个需要离地试飞的科目之外，还有许多其它的需要在地面上进行的测试。比如全机静力试验，它需要测试飞机所能够承受的最大气动载荷，但我们不可能让飞行员在空中去把这个载荷飞出来，那样的话过于危险，而且我们没办法做到“干坏为止”，我就是搞飞机结构的，经常有朋友问我：你老说做试验做试验，你们做的啥试验啊？我就跟他们说，简单来说就是用各种办法把一个东西给玩儿坏。我们肯定不敢把飞机在空中给玩儿坏，所以只能在地面上进行模拟。这就涉及到一个问题，只要是模拟，就一定与真实飞行有差别，那我怎么才能把这个差别降到最小呢？那就要涉及到试验方法，所以，适航标准对航空制造企业的试验方法有规定，我必须得能够让考官认为我所用的加载机器、加载方法、加载位置、结构部件、传感器符合规定，那么我做出来的这个试验结果，考官才认可。

刚才说的试飞其实也是一样，我说我的最小离地速度是200公里每小时，那你这两百公里怎么测的？你怎么能证明你测得准呢？这件事确实没那么简单，甚至可能有时候感觉有些矫情，而这个矫情的科目，就叫适航，它目前已经是一个本科专业了，而且是国家的急缺专业。

C-919从首飞到拿到型号合格证用了5年多时间，这比波音空客他们一般用的时间都要长的多，这其实也容易理解，那就是，无论是作为考生，还是考官，我们都经验不足，如果你去翻看C-919的各种试飞试验新闻的话，你一定会经常看到“我国最大”，“我国首次”类似这样的字眼，这些试验试飞也许在波音和空客看来都算是基操和熟练工种了，而咱们还得研究怎么做题，必然就会慢一些，弄得多了就好了。拿到型号合格证之后，C-919还需要获得生产许可证，这个证是一架飞机从研制阶段到批量生产阶段的标志，有了这个证，飞机才能按照目前的标准生产和交付，而交付的每一架飞机，民航局还会给它办法一个适航证，也就是行驶证，如此一来，它才能交付给客户。

虽然2022年年底C-919就已经交付了，但在那之后，因为它是一家新的飞机，所以还需要进行一段时间的验证飞行，而这个时候被验证的事实上就已经不是造飞机的单位了，而是运营飞机的单位，简单说来，因为919是一架全新型号的飞机，民航局需要看看航空公司会不会使，使的好不好，这个验证飞行要持续100小时以上，与此同时，运营它的航空公司，还需要像民航局提交他们自己对这架飞机使用上的规定和理解，也就是一本运行规范，没错，局方有局方的规矩，生产单位有生产单位的规矩，使用单位有使用单位的规矩，这些规矩也属于层层加码，但这样的层层加码，是我们喜闻乐见的，因为它能更大限度地保证安全。

如今，C-919终于投入了商业载客运营，我们可以看出，这一路走来，并没有我们想象的那么简单，所以很多人都说，C-919的商业运营，并不是造出了一架飞机，而是造出了一套体系，没有这套体系，我们上不了国际商业大型客机的牌桌，当年我们出口10亿双袜子才能换回一架飞机，如今这十亿双袜子咱们可以自己穿了，衷心祝愿国产大飞机越来越多，越来越好，希望我有越来越多的机会乘坐国产飞机出行。我是苟胜，带给你硬核又有趣的航空航天知识，点赞加关注就可以下课了。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：苟胜老师

审核：戴玉婷（北京航空航天大学飞机系教授）

出品：中国科协科普部

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