夢想終成現實。北京時間2023年5月28日上午10時32分,航班號為MU9191的中國東方航空公司客機從上海虹橋機場起飛,12時31分順利降落北京首都國際機場。降落滑行時,這架客機在跑道上穿過了象徵民航領域最高禮儀的「水門」。
之所以享受如此高規格禮遇,在於這是國產大飛機C919首次商業執飛,意味著中國按照國際通行適航標准自行研製、具有自主知識產權的噴氣式幹線客機終於真正進入航空市場。總計130多名旅客率先體驗乘坐了國產大飛機出行,親身見證了中國航空工業發展史上這一重要時刻。
為了這一時刻,數代中國航空工業人嘔心瀝血。最早可以上溯到1923年7月,中國自行設計製造的第一架飛機「樂士文1號」成功試飛,距今整整一百年。
中國航空工業在艱難中起步,砥礪前行一個世紀,最終實現了如今C919成功走向商業飛行。這中間有些什麼曲折經歷?從中可以學到什麼?為中國未來的發展又指引了什麼?
飛行是人類的夢想
在人類追求進步的歷程中,突破地心引力,像鳥兒一樣飛翔,是人類一直以來的一個夢想。
在古典文學、中世紀文學和早期現代文學電充滿各種關於飛翔的神話與幻想。
古希臘神話中,伊卡洛斯與他的父親代達羅斯試圖使用蠟和羽毛造的雙翼逃離克里特島;西元九世紀一位名叫阿巴斯•伊本•弗納斯(Abbas Ibn Fimas)的穆斯林發明家使用了一種帶翅膀的裝置,成功在空中實現了飄浮,並在後來啟發達•芬奇設計出了直升機。
據《漢書•王莽傳》記載,西元19年,有人應王葬征伐匈奴的招募,在長安舉行飛行表演。此人「取大鳥翩(帶有空心硬管的羽毛)為兩翼,頭與身皆著毛,通引環紐,飛數百步,墮」。東晉學者葛洪,從老鷹平伸翅膀滑翔升空受到啟發,提岀來模仿這一動作製造「飛車」進行飛行的想法,成為最早的固定翼概念。
直到1783年11月21日,法國蒙特哥菲爾兄弟乘坐自己製造的熱氣球實現了人類第一次真正意義上的飛行。
120年後,美國的萊特兄弟於1903年製造了「飛行者一號」,是世界公認的人類第一個有動力的、載人的、持續、穩定的和可操縱的重於空氣的飛行器。他們創造了現代意義上航空的起點。
萊特兄弟實現飛機發展突破後,於1908年創建了世界第一家飛機製造企業,並獲得美國陸軍訂貨,標誌著航空工業的誕生。
緊隨其後,美國和歐洲迅速岀現了其他一些飛機製造企業。1916年,威廉•愛德華•波音在西雅圖創建太平洋航空產品公司,並於次年改名為波音飛機公司。
「一戰」後期到1920年代末,從歐洲到美國、從蘇聯到日本,一些重要的飛機製造企業成立。到1930年代,世界飛機製造業基本形成美、蘇、歐、日四大體系。眾多航空製造企業在歐美國家成立,在蘇聯成立了一批設計局和專業工廠以及配套的發動機、機載設備設計局和眾多生產工廠。日本形成中島和三菱重工兩大飛機廠格局。
首架中國製造飛機的誕生
在中國土地上起飛的第一架中國人自己製造的飛機,是廣東恩平人馮如從美國帶回來的自行設計製造的「馮如2號」。
1909年9月21日「馮如1號」在美國奧克蘭首飛成功後,經過改進,馮如於次年研製出「馮如2號」,並於1910年10月至12月駕駛它在奧克蘭進行了多次飛行表演,大獲成功。
1911年2月,馮如帶著三位助手和自製的兩架飛機及部分製造設備回到祖國,並在廣州建立「廣東飛行器公司」。但是就在第二年,1912年8月25日,馮如駕機在廣州燕塘進行飛行表演時不幸失事犧牲,年僅28歲。
馮如不僅被稱為「東方萊特」,也是開拓中國航空基業的第一人。
不過,馮如的飛機嚴格說仍然是美國製造,馮如只是組裝改造,不能稱之為「中國製造」。中國自行設計製造的第一架飛機,在馮如去世後11年,才終於飛上了藍天。
馮如去世前一年,辛亥革命爆發,中華民國建立。但當時的國家名義上統一,實際上處於各地政權分立狀態。
民國初年,廣東革命政府及各地軍閥相繼建立了航空工業。北洋政府於1913年在北京南苑、清河設立飛機修理廠。1914年,南苑修理廠廠長潘世忠設計了一種將機槍裝在機頭、發動機裝在機尾的戰鬥機,取名「槍車」,其設計理念達到了當時的世界先進水準。
第一次世界大戰結束後,曾經擔任波音公司首任工程師的王助,離開了波音返回中國,作為中國最早的一批留學歸國的航空工程技術人員之一,他回國後,即向海軍部提出創辦一個小規模飛機製造廠的建議。1918年2月,中國首家正規的飛機製造廠一馬尾船政局海軍飛機工程處成立,王助被任命為副處長。
1919年8月,王助與其好友巴玉藻等人為中國海軍設計製造成功第一架水上飛機——「甲型1號」初級教練機。
1917年,繼馮如之後,年輕航空專家、美洲華僑楊仙逸回國,被孫中山委以重任,籌建空軍。1919年,楊仙逸在福建漳州成立中國第一個空軍飛行隊並任總指揮。
1920年,在孫中山的倡導下,廣東革命政府所屬的廣東航空局在廣州大沙頭成立。
1921年,孫中山擬定共63項的《國防計劃》,其中有「航空港之新建設計劃」、「發展航空建設計畫」、「航空建機計畫」等九項是與航空事業有關的,當中對聘請外國軍事專家訓練空軍人員,陸、海、空軍作戰的互相配合等都有明確的闡述。
1922年,廣東革命政府在廣州大沙頭東山地區的一間廢舊皮革廠舊址,成立了臨時飛機修理廠;航空局局長楊仙逸專程赴美籌款用以擴大和完善這間修理廠的規模和水平,最終在1923年正式成立廣東飛機修理廠,盧維縛被任命為第一任廠長。
楊仙逸擔任航空局局長兼廣東飛機製造廠廠長後,隨即組織工程技術人員與聘請來的2名美籍工程師一道,共同設計製造飛機,並為此成立了工程科,由周寶衡、陳秀分別擔任科長和主任,負責飛機的修護和製造工作。
中國第一架自行設計製造的飛機,即將在這裏誕生。這架飛機由楊仙逸與美籍工程師共同設計,除了發動機、散熱器、油箱、螺旋槳、儀錶等重要部件釆用航空局庫存材料之外,其餘部分均為自製。
該機為雙翼、雙座,作為軍用偵察、教練機,裝有100馬力美制寇蒂斯式發動機1臺,時速120公里,可帶4枚25千克的炸彈。
1923年6月該機製成,1923年7月30日,新飛機一飛沖天,性能良好。試飛那天,孫中山和夫人宋慶齡親臨大沙頭機場參加試飛儀式。孫中山和宋慶齡曾在飛機正前方合影留念,並由黃光銳駕駛該機搭載宋慶齡在廣州上空盤旋飛行。
孫中山提議將這架中國自行製造的飛機以夫人宋慶齡的英文名字Rosamonde命名,即「樂士文-1號」。試飛成功後,孫中山題寫了「航空救國」四字以資鼓勵。
中國航空工業的艱難起步
「樂士文1號」的良好開端,讓孫中山倍感欣慰,對未來充滿信心。
1923年8月14日,孫中山致函友人時還稱贊道:「至於飛機,自己可造,目前造成第一架,比之外國所造者尤甚;此後當陸續自造,不需外來矣。「
後來,廣東飛機製造廠先後又製造了「樂士文2號」、「樂士文3號」等多架飛機,是當時中國最有成效的飛機製造廠。
「樂士文-1號」後來被調撥給廣東革命政府飛行隊使用,同年9月參與了討伐軍閥陳炯明的惠州之戰。1923年10月3日,陳炯明派人潛入大沙頭機場縱火,該機和三架未建成的飛機和機庫一些設施被焚毀。
1927年,留學歸國的航空工程師梅農安接任廣東飛機修理廠第二任廠長,由於此時的經費比較充裕,梅農安利用廠裏庫存的零件設備開始了雄心勃勃的「羊城」系列自造飛機的國機國造計畫。
從1928年製成第一架「羊城」系列的「羊城51號」教練機,到1936年製成最後一架「羊城」系列的「羊城108號」偵察/轟炸機為止,一共製造了六十餘架「羊城」系列機,形成了一個涵蓋教練機、偵察機、轟炸機、戰鬥機四種類別的龐大的「羊城」軍用機家族,也成為中國航空史上第一個形成系列的國產飛機大家族。
民國時期的航空工業,在中國早期航空發展歷程上留下了濃厚的一筆,但受時局的限制,未能抓住良機,一舉成為航空強國。而這一慢,便是百年的落後。
抗日戰爭全面爆發後,戰爭的需求極大地促進了中國航空工業的發展。杭州、上海、南京、武昌的幾家飛機工廠內遷至雲南,修理、裝配、仿製過美式飛機近300架。中央南昌飛機製造廠(後遷至四川南川,稱空軍第二飛機制造廠)先後仿製義大利、蘇聯的驅逐機和滑翔機,並設計製造了「中運」系列運輸機。
國民政府與美國寇蒂斯-萊特公司在廣東韶關合辦飛機製造廠該廠後遷至昆明、貴陽,更名為空軍第一飛機製造廠,仿製過上百架美式和蘇式驅逐機、教練機。國民政府還在成都設立了空軍第三飛機製造廠,在貴州大定設立了發動機廠。
1949年以前的中國航空工業在曲折中發展了40年,形成了一定的規模,為抗戰做出了一定的貢獻。但與當時的資本主義國家通過世界大戰大力發展飛機產業相比,舊中國並沒有建立起完整的航空工業體系,關鍵部件、重要原材料依賴進口,航空實驗設施簡陋,缺乏先進的試驗手段,不具備研究、設計、試驗高水準新機的能力。
二戰末期,早期的噴氣式飛機研製成功,飛機由活塞動力向噴氣動力跨越。隨著噴氣飛機的大規模製造和使用,世界航空工業進入了一個快速發展時期,從1950年代開始,美蘇兩國開始引領世界飛機工業發展。
新中國初期的航空工業探索
在新中國成立前夕,毛主席在中國人民政治協商會議第一屆大會上宣佈:「我們將不但有一個強大的陸軍,而且有一個強大的空軍和海軍。」
在新中國成立之初,航空工業建設就被提到重要的議事日程。當時新中國百廢待興、百業待舉,國家的底子很薄。在國家財政極為困難的情況下,黨和國家仍然果斷地集中一切可以集中的人力、物力、財力,毅然決定創建航空工業。
伴隨著共和國的成長,伴隨著新中國工業化的進程,伴隨著國家國防力量的不斷壯大,中國航空工業從無到有,從小到大,從弱到強。
在初創時期,周總理就指示:「我國是擁有960萬平方公里國土、五六億人口的國家,靠買人家的飛機,搞修理、仿製是不行的。因此,中國航空工業的建設道路是先修理後製造。」
1949年11月11日,中國人民解放軍空軍領導機關在北京成立,劉亞樓任司令員,蕭華任政治委員。1949年11月14日,在空軍司令部剛剛成立之時,便由劉亞樓再次與重工業部代部長何長工聯名向中共中央上報《關於航空工業建設意見》。
1950年12月,段子俊奉命組建航空工業,研究並確定中國航空工業的創建和發展道路。1951年4月17日,抗美援朝戰爭的第四次戰役接近尾聲時,中央人民政府革命軍事委員會和政務院發出《關於航空工業建設的決定》,決定組建中央人民政府重工業部航空工業管理局,規定了航空工業管理局的近期任務和長遠發展目標等相關事宜。
由此中國的航空工業展開了艱苦奮鬥的歷程,從修理到仿製再到自主研製,這個檔也成為新中國航空工業的「出生證」。
1952年8月27日,中央人民政府副主席朱德視察瀋陽飛機廠時對廠長熊焰說:「修理飛機一定要保證品質,滿足空軍作戰的需要;工廠要儘快從修理轉向製造,要早日用我們自己製造的飛機裝備部隊,打擊敵人。工廠轉向製造後,還要幫助空軍建修理廠把修理飛機的任務轉交給空軍。」
中國的航空工業初期階段主要承擔修理軍用飛機以保障戰爭需要的緊迫任務。到1952年底,修理各型飛機470多架、發動機2600多臺,有力地支援了抗美援朝戰爭。
1954年7月3日,新中國製造的第一架飛機「初教-5」在江西南昌飛上藍天,這對於從修理走向製造的新中國航空工業來說,是一件具有里程碑意義的大事。同年8月1日,毛主席親筆簽發了給南昌飛機廠全體職工的嘉勉信,稱「這在建立我國的飛機製造業和增強國防力量上都是一個良好的開端」。
「初教-5」是中國航空工業從修理走向製造的里程碑,其原型是蘇聯的雅克-18教練機,發動機使用愛姆-11愛夫愛爾活塞式發動機,其飛機製造由南昌飛機廠承擔;發動機制造由株洲航空發動機廠承擔。1954年8月26日,「初教-5」飛機被批准成批生產,隨後當年就生產了10架,1955年即向部隊交付60架,到1958年共生產交付379架。
在”初教-5」基礎上改進而來的「初教-6」飛機於1958年首飛成功,這款飛機由於技術簡單、安全可靠,大量裝備人民空軍和海軍航空兵,培訓了大量的軍用飛機飛行員。由於氣動設計較好,「初教-6」飛機在空中的機動性非常優異,被空軍第三支飛行表演隊天之翼飛行表演隊作為表演用機。
據稱,「初教-6」飛機出色的氣動設計,就算是飛機發動機在空中停車後,那麼飛機也可以從空中「飄」回來。
「初教-6」飛機在二十年後仍然未過時,1979年12月榮獲國家品質獎審定委員會頒發的金質獎章。「初教-6」飛機不僅為我國培養了眾多飛行員,還以其優異的性能、低廉的價格深受世界各地飛行愛好者的青睞,美國至今仍有「初教-6」發燒友協會。美國國內共有超過兩百架「初教-6」在冊,甚至至今仍頻繁現身各種航展活動。
1956年7月,瀋陽飛機廠試製成功國產第一架噴氣殲擊機「殲-5」。這是中國第一架噴氣式戰鬥機,7月19日首飛成功,同年交付部隊正式服役,成為中國空軍早期主力戰鬥機。
「殲-5」仿製自蘇聯的「米格-17」殲擊機,采用機頭進氣的後掠式中單翼氣動佈局,全金屬結構,體積小、重量輕、低空機動性能好,裝配中國仿製「渦噴-5」型發動機。
自1956年9月正式投入批量生產,到1959年5月停產,共生產767架。後來在「殲_5」的基礎上,成都飛機廠研製”殲-5甲」和「殲教-5」飛機,分別於1964年11月和1966年試飛成功。「殲-5」的研製裝備,標誌著中國成為當時世界上能夠成批生產噴氣戰鬥機的少數幾個國家之一。
「殲-5」的成功,揭開了中國製造噴氣式殲擊機的歷史,為自行設計製造殲擊機奠定了基礎。
新中國自行設計並研製成功的第一架飛機是「殲教-1」,1956年,沈飛廠第一飛機設計室成立不到一個月,該室負責人徐舜壽、黃志千,就第一架飛機如何選型,找到四局和航院的教授一同研討。他們發現,空軍的中級訓練用的是「雅克-11」螺旋槳飛機,面臨使用壽命快消耗完的局面。所以,搞一架中級噴氣教練機來接替雅克飛機是必要的。
經過仔細分析論證,徐舜壽決定設計一種最大時速為850千米的中級噴氣教練機,並且要充分利用「殲-5」的結構來設計這架教練機。四局領導很快批准了設計方案,新飛機定名為「殲教-1」。
為了不讓我國自己設計的飛機變成米格飛機的仿製品,徐舜壽還要求飛機設計室廣泛收集其他飛機的資料,採用多方案比較的方法來分析各種不同設計措施的優劣,在設計時可以參考米格飛機的結構,但不能抱著不放。
最後,「殲教-1」飛機確定的總體設計方案中有多處是自主創新的,比如兩側進氣方式和機艙高度、操縱杆手柄的設計尺寸等。
與此同時,「殲教-1」飛機的設計試製離不開其發動機——噴發1A的設計試製。噴發1A發動機由吳大觀、虞光裕帶領的黎明廠發動機設計室設計。這也是黎明廠發動機設計室正式成立後自主設計的第一款發動機。噴發1A發動機於1957年3月開始設計,6月完成全部設計圖紙,當年11月開始試製4臺發動機。1958年5月,第一臺噴發1A發動機試製成功,通過了20小時試車考核。
「殲教-1」飛機的研製成功,不僅開創了中國自行設計、生產噴氣式教練機的先河,同時還促進了新中國航空工業第一個風洞實驗室的誕生。
「殲教-1」於1958年7月26日首飛成功。「殲教-1」飛機與當時日本、捷克等國家設計的同類飛機相比,不但研製週期縮短了兩年左右,而且性能還要更好。
民航運輸業的曲折發展
新中國成立初期,我國民航運輸很不發達,民航機隊規模很小。上世紀50年代,主要依靠從蘇聯購買的伊爾-14飛機(18-24人)、伊爾-18(基本型84人),承擔專機和國內客運、貨運任務。
第一個五年計劃末期,1956年10月,國家向南昌飛機廠下達了製造安2飛機的任務,安2飛機是蘇聯20世紀40年代的產品,由蘇聯提供圖紙進行仿製,國產型號為運5。這是一架小型多用途運輸機,普通雙翼佈局,活塞式發動機,後三點起落架,可在簡易機場上起降,載重1.5噸。
1957年1月全套設計圖紙到廠後開始全面試製,到年底飛機就試製成功,國家於1958年3月批准設計定型,隨即轉入批量生產,當年就生產交付了90架。後來運5轉到石家莊飛機廠生產,並作了改進改型。運5系列飛機累計生產逾千架,其中出口225架。
第三個五年計劃時,國家於1966年11月下達了安24參照設計的任務,命名為運7飛機,由西安飛機設計所負責設計,西安飛機公司試製生產。
安24飛機是一種以客機為基本型的多用途運輸機,裝有兩臺渦槳發動機,上單翼布局,客座數48-52座。1970年運7首飛上天,1982年7月設計定型。1984年1月,運7飛機首先在民航上海分局合肥機場投入航線使用。到上世紀80年代末,運7曾一度成為國內支線飛機的最大機群。
此後,西飛公司又根據市場客戶需求對運7飛機進行了多種改進改型。其中改進型號「新舟」60,換裝了PW127發動機及美國漢密爾頓公司生產的螺旋槳,性能接近20世紀80年代國際改型支線客機水準,於1998年5月18日獲得中國民航適航當局頒發的型號合格證,2005年開始出口,行銷十多個國家,累計交付國外航空公司上百架。
1968年12月,國家又下達了安12參照設計的任務,命名為運8飛機,先由西飛公司負責設計和試製生產。1975年12月運8飛機在漢中首飛上天,1980年2月設計定型,以後有20多種改型。西飛公司累計生產交付各型運8飛機近百架,其中出口16架。
運5、運7、運8這三個飛機型號,都是參照烏克蘭安東諾夫設計局的飛機進行設計的,都釆用的是上單翼的佈局,都按照蘇聯的飛機設計規範,使用的是與蘇聯體系相近的飛機原材料,並且是按照軍用飛機程式進行管理的,總的水準與西方先進的民用客機有著較大的差距。
仿製的最大致命弱點是產品沒有很強的市場競爭力。從仿製別國的飛機型號,到形成為商品,已經比別國落後了若干年,仿製有可能獲得一個能使用的飛機產品,但是絕不可能在市場的激烈競爭中用仿製的飛機來獲得商業成功。
因此在中國的決策者看來,仿製不可能是也不應該是今後中國民機發展的主要途徑。
1975年哈飛集團在研製運11的基礎上,於1980年初開始自行研製多用途通用飛機一一運12。釆用雙發渦輪螺旋槳、上單翼、單垂尾、固定式起落架,最大商載1.7噸,可載客17人,1982年7月14日首飛成功,1984年12月批准設計定型,1985年12月成為國內第一個取得中國民航型號合格證(CCAR23部)的機型,1990年6月成為我國目前唯一取得英國CAA型號合格證的機型(Y12Ⅱ),1995年3月成為取得美國FAA型號合格證的機型(Y12IV).
運12已累計銷售約200架,其中100多架都銷往國際市場,在近30個國家和地區運營,是我國唯一一種在世界民用航空領域形成機群的民用飛機。2014年哈飛與美國維信航空公司、俄羅斯弗萊航空公司分別簽署了20架和4架運-12的採購協議,成為國產民機首次出口發達國家的標誌性簽約。
運12飛機的成功,關鍵是在研究定型過程中充分調研了國際航空市場,瞄準國外同類飛機大都停產和生產成本過高的弱點,在技術上,並不一味追求新技術,而是設法在保證安全的前提下降低成本。在品質上,嚴格按國際適航標准,勇於向國外取證,先後取得了英國和美國的適航證,使飛機能成功地大量出口。
1961年到1978年的十幾年,是中國航空工業完全依靠自己的力量,獨立自主地建設和發展時期。中國雖然有了原子彈、氫彈,仿制機型和運12等小型飛機取得了一定成績,但遠程轟炸機、空中加油機當時還沒有,戰略武器的遠程投送能力還很差,研製大型噴氣客機、大型運輸機正是實現遠程投送的關鍵環節。
上世紀60年代,周恩來總理訪問歐洲,當時中國沒有自己的大型飛機,總理乘坐的是向國外租用的噴氣式客機。外國報紙譏諷說:中國還沒有進入噴氣時代,中國是一只沒有翅膀的鷹。
轟6試飛成功的1968年,周恩來總理就提出:「能不能在轟6的基礎上設計一種噴氣式客機?」陳毅元帥說:「我這個外交部長,出國不能坐自己的飛機,地位就與別的國家不同。」
1970年7月,在三機部召開的研製大型運輸機預備會議上,確定了8條設計原則:載客100人左右;在轟6的基礎上改,不是重新設計;安裝3臺或4臺發動機;航程5000公里;高度1萬米;速度每小時1000公里;全天候。
1970年8月27日國家計委、軍委國防工業領導小組聯合批復:原則同意上海市試製生產運輸機的報告,專案定名為708工程,飛機代號為運10。研製的地點選在上海,為的是可以利用上海地區較強的工業和科研力量。
運10的工程設計目標是為國家領導人研制出國訪問的專機,為了在國際外交場所樹立中國的大國形象。最初確定了以轟6作為基礎改型設計的研發思路。
由於當時仿製圖-16的轟-6已經成功,蘇聯也是在圖-16的基礎上研製了圖-104,進而又發展了圖-124。按照圖-104和圖-124的模式,在轟-6的基礎上研製噴氣式客機,也並非不可行或不現實。
1970年9月,三機部首批支援人員到達上海,由熊焰、馬鳳山為設計組負責人。熊焰是瀋陽飛機製造廠第一任廠長、總工程師,殲-5飛機的負責人。馬鳳山是時任西安飛機製造廠設計科副科長和設計所副所長、運-8飛機研製總技術負責人。
1972年2月,在軍委聽取航空工業小組匯報的辦公會上,葉劍英指出,搞708「這是全國人民的事,是中國人民的光榮」,「這是第一架大飛機,要從全國的設計人員中挑選出比較好的來進行設計」,「在軍事上也有很大用處」,「緩辦遠轟,集中力量先搞708」。
1973年,當有人提出買英國的VC-01客機專利進行試製時,周總理在1974年2月批示:
「不同意買這種專利,我們進口飛機品種已夠多了。」
作為設計製造運10的主力,上海飛機制造廠作為主機廠上海航空發動機廠承擔渦扇8發動機的研製,此外全國共有21個省、市、自治區300多家工廠、科研院所、大專院校參加了運10飛機的研製,其規模之大、範圍之廣、要求之高,為新中國歷史所罕見。
運10飛機設計開始沿用蘇聯1953年規範,計算結果結構超重。幾經權衝,設計組決定選擇美國運輸類飛機適航性標準FAR-25為設計依據,也參考相應的英國、蘇聯民航規範。這是國內飛機設計首次釆用美、英規範。運10飛機通過試驗、試飛證明,採用美、英民航規範不僅使飛機能夠達到規定的重量指標,保證飛行安全,具有一定的先進性,而且為後來研究和制定中國民用飛機適航性標準打下了基礎。
1976年9月23日,第一架運10飛機在全廠職工和家屬的祝福聲中隆重出廠運往陝西省進行靜力試驗。西方研製一架民用大型客機的費用是15億~20億美元。運10的研製費用總計5.8億元人民幣。就是在這樣的條件下,熊焰帶領團隊克服種種不可思議的困難,運10的全機靜力試驗與預計的差別僅有0.2%。
1980年9月26日,第二架運10飛機在上海大場機場試飛成功。
在上海多次試飛後,先後飛去北京進行匯報試飛,得到空軍、海軍、三機部領導及首都廣大群眾的一致好評。以後又飛至廣州、昆明,並以最大的起飛重量110噸從上海飛往烏魯木齊,驗證了運10巡航性能良好,所有系統工作正常,實用航程完全可以達到8000公里。
從1984年3月9日至16日,運10飛機先後七次為駐藏部隊和藏族同胞運去急需的物品,七次過程中未發生任何故障和事故。
中國成為繼美、蘇、英、法之後,第五個能造出100噸量級飛機的國家。海外媒體圍繞這一消息爭相發表評論。《世界經濟導報》外刊評論:「運10飛機研製成功,使中國民航工業同世界先進水準差距縮短了十五年。」
路透社說:「在掌握這種先進技術後,再也不能視中國為一個落後國家了。」
波音一位副總裁看了飛機後說:「如何研製大型噴氣式運輸機,你們也畢業了,我們不過早畢業了一些而已。」
美國道格拉斯公司的一位副總裁看了飛機之後說:「你們的航空工業一下子趕上來了
15年。”
但是因為種種原因,運10沒有投入商用。
與世界上使用的其他幾種主要大型客機相比,在1500千米的航程上,運10的商載和座位數比波音707和伊爾-62略小,但明顯高於英國「三叉戟」;而每噸千米耗油量和每座千米耗油量都只比波音707略高而明顯少於伊爾-62和「三叉戟」,表明運10的運營經濟性是能夠滿足使用條件的。
而且更加寶貴的是,運10飛機本體原材料100%國產化,包括所有的高強度鋼材、鋁合金板材、型材、大型鍛件、起落架完全國產,機載附件95%國產化。
美國《航空週報》1980年5月報道:「運10不是波音707的翻版,更確切地說,它是該國發展其設計製造運輸機能力的10年之久的鍛煉。」美國〈〈國際先驅論壇報>>1982年12月12日報道說:「中國能自行設計製造運10飛機,這是一個飛躍性的進步,它表明中國飛機制造技術已具有相當水準。」
在許多專業人士看來,運10的基本設計在當時與波音、空客相差僅僅幾年的水準,但是由於經費原因,研製工作難以繼續進行,1982年起運10研製基本停頓。1986年財政部否決3000萬元人民幣硏制費用預算,運10飛機研製計畫徹底終止。12年下來,共生產了2架飛機、12臺渦扇-8發動機。
1982年至今,唯一的運10飛機就停在上海飛機製造廠停機坪的一角,任由風吹雨打、暑往寒來。
1990年,親歷新中國半部航空工業史的馬鳳山,帶著一生的輝煌與遺憾,與世長辭。
1984年熊焰寫出將近兩萬字的《回憶地方辦航空的二三事一一運10的回顧和啟示》:「我們研製運10,是自行設計、參考波音707飛機,不是照抄。我們不買別人的專利,別人就卡不住我們的脖子。」「外國人總是資本家,是要賺錢的。錢賺到手,他就翻臉不認人了,給我們的技術也是他們不要了的、過時了的。」
1996年,77歲的熊焰在北京昌平一家社區醫院與世長辭。9個月後,麥道公司被波音並購,中國與麥道的合作變成一紙空文。
運10的研製前後歷時14年,在當時中國的經濟條件和技術水準下創造出了一個奇跡,但不幸的是,最終卻以一代航空人的遺憾歎息告終。很多人覺得,即使當年運10的性能有所不足,但如果能再堅定一些、多投入一些、多支持一些,或許很多事情都會不一樣。
與運10幾乎同時上馬的法國「空中客車」,在經歷了多年的堅守,付出200億美元的虧損代價之後,終於換來了在世界幹線大飛機市場上排名前三的位置。
曾參與運10研製後又任ARJ21研製首任總設計師的吳興世說,運10專案被擱置,是因為當時對於中國發展大型民用飛機及該產業的意義的認識深度和共識廣度都不到位。
北大教授路風在2004年撰寫的《中國大型飛機發展戰略研究報告》中寫道:「運10下馬最大的遺憾,是摧毀了整個中國民用大飛機的產品開發平臺。」
吳興世直言,歐美真正想遏制的並非一款飛機產品,而是一個技術能力賴以發展的平臺,「非常遺憾,我們在當年完全沒有看清楚這一點」。
改革開放與現代化建設
運10被擱置的原因,也包括中國的航空公司當時並不看好國產飛機。如果航空公司向美國購買噴氣式飛機,成本要比購買國產飛機低多了。
麥道公司的一個副總裁就曾表示,如果有運10飛機,麥道飛機就不能順利進入中國市揚。
1988年8月20日,在論證發展幹線飛機時,航空航太工業部林宗棠部長提出要總結運10飛機的經驗教訓。運10飛機的研製對航空工業是很大的促進,在技術上有以下10項突破:
⑴國內首次釆用美英民機設計規範,突破了過去一直沿用蘇聯規範的局面。
⑵國內首次釆用尖峰式高亞音速翼型。
⑶國內首次釆用「破損安全」、「安全壽命」概念設計飛機結構。
⑷國內首次採用全翼展整體油箱,最大裝油量達51噸;首次研製出機身大氣密客艙,最大容積達318.85立方米。
⑸首次採用機翼下吊發動機的總體氣動佈局。
(6)首次釆用由調整片帶動操縱面的氣動助力操縱形式,省去了液壓助力裝置。
(7)在國內首次進行了規模較大的全機各系統地面模擬試驗,進行了自由飛模型試驗,共完成全機各種試驗163項。
⑻全機用材料415項,其中新材料76項,占18%;選用標準955項,其中新標準164項,占17%;;選用配套成品435項,其中新成品305項,占70%;選用軸承185項。
⑼國內首次將電子電腦用於飛機型號設計,編寫了計算程式138項。
(10)國內首次組織了大型客機的研製試飛。
改革開放初期,對於被歐美等掌握著制定標準和先進技術的民用航空業,我們曾試圖通過「買他們的飛機」換來飛機製造技術。
中國航空工業總公司根據國務院兩次關於自主研製幹線飛機的指示而提出三步走戰略。第一步是部分製造和裝配麥道80/90系列飛機,由美國麥道公司提供技術,提高生產製造能力;第二步是與國外合作,聯合研製100座級飛機,提高設計技術水準;第三步是自己設計、製造180座級幹線飛機。
1984年,中國航空工業總公司與美國麥道公司簽署了關於150座級大型民用飛機產品MD-82合作生產,和MD-90國產化的合作專案。
但實際上,在組裝25架MD-82飛機的項目上,中國扮演的只是技術含量低的大部件組裝角色,只占全機工作額度的6%-8%。
而在合作生產40架麥道90的專案中,中國向麥道公司購買40架麥道90飛機的零部件,由中國製造、裝配成麥道90飛機交付國內民航使用。中國生產的工作量約占全機機體工作量的70%。
然而在1997年8月,麥道被波音公司兼並,波音公司於三個月後宣佈麥道90飛機將於1999年5月停止生產。最終上海航空工業公司只生產了兩架麥道90飛機。
通過麥道合作專案,共裝配了35架麥道82飛機,合作生產了2架麥道90飛機。中國在飛機機體製造技術和管理技術上,提高到了製造現役幹線飛機的水準,增加了自行設計的技術儲備。
到了21世紀初,中國從上到下終於形成了必須要有自己的大飛機,再苦再難也要自主研製大飛機的共識。在國產民機反反復複的干支之爭、東西之爭,以及自主研製與國際合作的爭論之後,中國再次吹響了向「現代工業之巔」進發的號角。
1999年6月,13次易稿後成型的《關於我國民用飛機發展思路的報告》提岀,先發展新型支線客機,最終達到”使中國能生產出在國際上屬於先進水準的商用飛機,形成具有競爭力的民機產業」的目標。
2000年2月,國務院指出民機發展要按市場機制辦事,決定發展具有自主知識產權的先進水準的新型渦扇支線飛機。
2001年3月九屆全國人大四次會議通過的「十五」計畫綱要,將新型渦扇噴氣支線飛機專案列為國家十二大高技術工程之一。
「支線客機」通常指100座級以下,主要用於局部地區短距離、小城市之間、大城市與中小城市之間旅客運輸的小型客機。2002年,新支線飛機ARJ21專案誕生。
ARJ21被稱為”民用航空業最後的機會」。在此之前搞民用飛機,屢戰屢敗。時任原中航商飛公司(ARJ21研發主體)總經理的湯小平說:「最後爭取到這次機會,如果再不成功,我們也沒有臉和國家再提這事了。」
新支線飛機基本方案是:按照中國民航總局(CAAC)、美國聯邦航空局(FAA)和歐洲聯合航空局(JAA)的適航條例研製,選裝低油耗、低雜訊的渦扇發動機,釆用大展弦比超臨界機翼,基本型為72座,可系列化發展。設計航程2200公里,總體技術水準和使用性能應略高於國際同類競爭飛機,製造成本比競爭飛機低20%,直接使用成本(DOC)低8%-12%。
ARJ21是中國民用航空製造真正的破冰產品,中國由此不但重新找回了自主研發的道路,而且首次真正基於民航市場需求研製,並率先採用了國際主流的「主製造商+全球供應商」模式,它的研發、生產和取證過程,可以說重建了國內民航飛機製造體系,而這套體系一直沿用至今。
某種意義上,這不是一架飛機的試飛,而是一個國家的試飛。
ARJ21設計團隊的骨幹、總設計師吳興世,副總設計師周濟生,氣動設計師趙國強,大都之前參與過運10專案。雖然運10折翼,但 ARJ21的成功,或許多多少少能夠給他們帶來些許慰藉。
2008年11月28日,ARJ21-700飛機101架機實現首飛。ARJ21支線飛機的研製為中國民機產業發展摸索了道路,通過採用全球最先進的設計理念、材料與製造技術,使其具有優秀的客艙舒適性及經濟性,極大地推動了中國民用航空事業的發展。
作為中國以促進產業升級和經濟轉型發展為主線的創新驅動戰略的重要一環,大型客機專案也在21世紀初再次被提上了日程。
早在2001年4月,以「兩彈一星元勳」、兩院院士王大珩為代表的20多位院士向中央建言,希望國家重視對大型飛機的研製。2003年春,王大珩再次上書,提出「中國要有自己的大飛機」。
2006年1月5日,時任國防科工委新聞發言人金壯龍在國防科技工業工作會議新聞發佈會上發佈:中國在「十一五」期間,將「適時啟動大飛機的研製」。這是中國在1985年「運10」專案終止後,時隔20多年再一次公開宣佈要自主研製大飛機。
大飛機,是指100座級以上、起飛重量100噸以上的運輸類飛機,也稱幹線飛機。幹線飛機中,150-200座級的飛機具有特殊的重要意義,這個級別的飛機不僅是幹線飛機製造的起點機型、大型民機研製的基本機型,同時也是航空產業衍生發展的基礎機型。
以波音707為例,波音在完成707飛機研制的基礎上,相繼發展出了中遠程運輸類飛機727、737和757,超大型運輸類飛機747和777,並且以707及其原型機為基礎研製出了軍用特種飛機E3預警機和C-135空中加油機,後續又衍生出多個型號的軍用飛機。大飛機的研製可以奠定一個國家的航空工業基礎,形成系列化的發展道路。
2007年2月,國務院正式批准大飛機國家重大專項,其中包括大型軍用運輸機和大型幹線客機,分別按照軍品研製和按照市場規律、國際適航標准開發,兩種模式同步實施。
在大型軍用運輸機運20於2013年首飛後,2017年5月5日,大型幹線客機C919也實現了首飛。
2022年,C919取得中國民航局頒發的型號合格證、生產許可證和單機適航證,完成了適航取證的全部大考,這也標誌著我國具備了自主研製和批量生產製造大型客機的能力。
2023年5月28日,C919首次商業載客飛行,標誌著C919的「研發、製造、取證、投運」全面貫通,中國民航商業運營國產大飛機正式”起步」。
C919的突破和意義
客機研製為什麼如此之難?比如工業基礎雄厚的日本,依然無法製造出自己的大飛機。
這是因為現代航空工業是一個龐大的產業體系,客機研發是一個複雜龐大的系統工程。從立項論證、初步設計、詳細設計、工程發展,到試生產和量產,從一開始就要滿足適航需求、符合相應安全等級。和軍機相比,民機在結構完整性、系統完整性、使用完整性等方面,需要滿足極高的安全性、經濟性、環保性和舒適性,近乎嚴苛的要求。
然而即便是中國造出了國產大飛機,還是被很多人說是只造了一個殼子,核心設備都來自國外。
曾任中國航空學會秘書長、中國航空工業集團公司科技部長的張聚恩不同意這種說法,他強調,如果說中國造C919就是造一個飛機殼子,只是把一堆國外的設備堆砌到一起,這種說法是無知和淺薄的。因為C919是中國商飛獨立設計完成、製造,是由中國商飛和中航工業集團等單位共同完成,即便是飛行控制系統由霍尼韋爾聯合完成,但是飛控系統的基礎和核心的控制律是中國商飛獨立研發的。
C919全面釆用數位化設計技術建模,以及資訊化製造技術,同時,C919的製造還引入了多家國內外的知名企業參與製造,包括國際品牌GE、Honeywell和Rockwell Collins等。通過這些合作,C919得以從品質、管理、製造流程等方面借鑒先進國家的經驗,從而實現快速追趕,同時也提高了中國在國際航空領域的競爭力。
通過C919大型客機研製,我國商用飛機產業的創新鏈、價值鏈、產業鏈得到拓展和延伸,帶動了新材料、現代製造、電子資訊等領域技術的集群性突破。
以飛機起落架為例,C919採用的就是由中國自主研發生產的300M超高強度鋼。這一特種鋼的研發帶動形成了需求超千噸、產值過億元的重要高端航空特殊鋼產業,使我國具備民用航空主力特殊鋼躋身國際市場的能力。
通過C919的設計研製,我國掌握了民機產業5大類、20個專業、6000多項民用飛機技術。
因此中國對C919擁有完全自主的知識產權,沒有任何懷疑。
2023年6月19日,第54屆巴黎國際航空航太展覽會在法國巴黎布爾歇會展中心開幕,中國商飛公司向公眾展出了兩款主力產品一C919大型客機和ARJ21支線飛機的1:20模型。
截至目前,C919大型客機累計獲得30餘家客戶1061架訂單。國內主要客戶為國航、東航、南航、海航等航司,以及工銀租賃等租賃公司。
據東航公告披露,C919飛機目錄單價為0.99億美元(約6.53億元人民幣),低於同級別的空客A320neo的1.1億美元(約7.3億元)、波音B737 MAX 8的1.2億美元(約8億元)。
據2017年發佈的《中國商飛民用飛機市場預測年報》,到2036年末,中國將預計交付8575架民用客機,市場空間近8萬億元。在需求廣闊的前景下,預計C919市場滲透率將大幅提高。
C919的正式商用,意味著中國自己打破了空客、波音的壟斷,在中國商飛製造基地,中國首款大客機運10樣機旁,有一塊紅色石碑,上面刻著四個大字:「永不放棄」。
為了造出大飛機這個「不能放棄」的目標,中國幾代航空人矢志不渝,薪火相傳,如今中國大前通往商用的事業,終於大功告成。
C919大型客機所走過的每一步,都是一次歷史的創造。中國在沒有經驗可以借鑒的情況下,先後攻克了綜合航電、飛控控制律等108項關鍵技術,填補了多項國內空白。
大型客機被稱為「現代工業之花」,C919的商業飛行,意味著中國實現了民機技術集群式突破,形成了中國大型客機發展核心能力。
這不僅標誌著中國擁有了一款嚴格按照先進適航標准研製並以市場成功為目標,具有與當今國際主流競爭機型相當競爭力的大型客機,更意味著中國終於擁有了一個國際標準的幹線飛機戰略發展平臺。
圍繞C919大型客機以及之前ARJ21新支線客機研製,中國基本形成了一整套民用客機研發製造的標準、流程、工具、方法、設備、核心與關鍵技術,填補了中國民用航空工業發展的一系列空白。
C919的成功將帶動先進動力、現代制造、新材料等領域實現集群性突破,將使得國產飛機產業鏈得到巨大的延伸和拓展,從而提供更多的就業機會和崗位,也將是實現製造業產業升級的良機。
我們可以買來發動機,可以買來航電系統,但是這些技術,才是再多的錢也買不來的,這是中國航空工業面向未來、持續發展的寶貴財富。
聯合國相關數據顯示,向航空工業每投入1億美元,10年後航空及相關產業能產出80億美元。
比如中航工業哈爾濱飛機工業集團公司與巴西航空工業公司合資製造ERJ145支線飛機,2003年總投資0.25億美元,2010年年底前共交付66架,總價值約13億美元,7年間的投入產出比已達50倍。
民機單位重量的產出價值也較一般產品高很多。如果船舶的單位重量創造的價值為1,那麼小汽車為9,電子電腦為300,噴氣客機為800,民機則高達1400。在美國,出口一架波音747客機,可以彌補進口12000輛小汽車造成的貿易逆差。
大飛機專案具有產業鏈長、關鍵度高、輻射帶動作用大等特點,發展和研製大飛機專案在提高航空工業製造能力、管理能力、創新能力的同時,更有利於推進中國民用航空產業化進程,推動航空產業全面升級。
中國的大飛機專案幾乎整合了中國國內民用航空工業研發製造的主力軍。國內有22個省市、200多家企業、36所高校參與了大型客機研製,包括寶鋼在內的16家材料製造商和54家標準件製造商成為大型客機專案的供應商或潛在供應商。
中國商飛公司還與中航工業等6家央企簽訂戰略合作協議,與國家7家主要銀行建立戰略合作關係。
C919首架機機頭、前機身、中機身、中央翼、中後機身等九大部段由中航工業西飛、成飛民機、沈飛民機和洪都航空等國內航空工業企業製造,推進了國資、民資和外資在民機產業鏈上融合發展,提升了西子航空、彤明燈具等民營公司的科技含量和民機配套能力,顯著提升了國內航空工業的工藝水準、製造能力。
而且,在C919大型客機專案實施過程中,中國商飛公司選擇GE、霍尼韋爾、CFM等16家跨國公司作為大型客機機載系統供應商的同時,推動這些國際供應商與國內企業開展合作,組建了航電、飛控、電源、燃油和起落架等機載系統的16家合資企業,通過技術轉移、擴散、溢出,顯著提升了中國民機產業研發與製造的整體水準。
回顧中國航空工業的歷程,我們可以看到,自1923年「樂士文1號」問世以來,中國一路走來,不斷追求航空事業的發展,所有的努力和開拓,都在為中國的未來奠定堅實的基礎。未來,中國的大飛機將繼續以更加突出的市場優勢,在全球航空業中發揮重要的作用,為國家的發展做出粵大的貢獻。
(顧唐/文)
中華大地