从运20首飞看自主研发
稿件来源:本报讯
中国自主研制的大型军用运输机“运20”近日在西安阎良基地公开首飞取得成功。公开数据显示,运20机长约47米,翼展45米,高15米,有效载重60多吨,飞行速度为每小时630公里。飞机采用常规气动布局,悬臂式上单翼,前缘后掠角24°,悬臂式T形尾翼。机头类似C919,主翼类似伊尔76,机尾类似C17,起落架舱类似A400M。动力采用四台俄制D-30KP-2型发动机,预计今后将换装国产WS20发动机。运20之所以能令世界震惊,笔者以为是其具有七大亮点: 一是研制速度奇快。2007年3月,我国宣布启动大飞机工程,主要包括大型军用运输机、大型民用客机和发动机项目,布点于西安和上海。2013年,大型军用运输机就一飞冲天,这个速度令世界哗然。反观上海的ARJ21和C919,其研制生产速度很难说尽如人意,特别是ARJ21投产一再延迟,虽然同是使用外国发动机。 二是尺寸大、吨位重、机体宽、货舱大。这比C919、运10和ARJ21是一个巨大进步。运20机长约47米、翼展45米,与波音767-200型客机相仿。相比之下,运10近41米、翼展42米多,C919总长38米、翼展33米多。如果说C919才刚刚踏入大飞机的门槛,那么运20就是一种名副其实的大飞机了。起飞重量200多吨较运十的110吨、C919客机的72吨重很多,也超过了波音767-200型的180吨。因为材料和工艺的原因,我国自行生产的一直都是窄体飞机。而宽体飞机制造技术,则属于核心机密,一直被美国、欧洲和俄罗斯垄断。这次运20宽体飞机的横空出世,表明中国在工业材料和工艺方面的进展神速。 三是运20采用大展弦比超临界翼型,包括前缘缝翼及外吹式襟翼系统等增升装置,提高了机翼的临界马赫数和升阻比,增加了飞机的航程和经济性。运20机翼面积高达310平方米,这也是中国第一次在如此大的飞机上成功地使用大展弦比超临界翼型。 四是国产化程度高。运20采用国产ARINC429数据总线,将电子飞行仪表、飞行控制、导航、通信、气象及发动机数据等系统有机连接,并采用彩色显示屏。同时其环控系统、机电系统、燃油系统、除冰系统、机舱设备等,也大多立足于国产。ARJ21和C919,则大量使用外国设备。 五是航空航天系统全国一盘棋。西飞负责包括运20总装在内的大部分制造任务,沈飞、成飞、哈飞和上飞等都参与了部件的制造。阻燃玻纤增强环氧树脂、玻纤增强酚醛树脂预浸料复合材料则由航天一院703所牵头研制,打破了国外在材料性能上的话语权垄断。航天九院桂林公司则为运20配套研制了智能配电管理、飞行姿态控制、座舱自动弹射、仪器仪表等系统的8个型号继电器,充分展示了中国航空航天的协作、配套和融合能力。 六是形成了大飞机产业集群和产业链。西安地区是航空工业的主要基地,现有航空工业企业20多家,独立科研院所5个,航空大专院校5所,航空工业职工12.6万余人,占全国总数的四分之一强,其中科技人员近5万人,综合实力约占全国的三分之一。运20全部的设计研发、总装和大部分制造,C919客机50%以上的设计制造,都在西安地区完成。 七是自主研发是可以且必须的。中国航空航天是典型的国有企业,保持着很多计划经济时代的特点。全球的航空航天是一个高度垄断的市场和产业,排他性非常强,投入非常大,周期非常长,因而航空航天产业的发展必须举全国、全地区 (如欧盟)之力。要发展航空航天事业,必须要有一个长期稳定明晰的发展目标和详尽的计划、严密的组织、明确的节点、一丝不苟的生产,才能极大地降低研发、制造、运输、销售、采购的成本,形成规模经济和区域经济优势,才能具备全球竞争力,实现可持续发展。但在某些市场万能主义者看来,中国作为一个后进国家要实现跨越式发展,以 “市场换技术”无疑是一条捷径、不二法门,结果却是市场丢了技术也没换到。其实谁都明白,最先进、最高端的技术一定是买不到、换不来的,即使非得 “市场换技术”,也要坚持以我为主,独立引进、消化、吸收、集成、创新。中国航空航天以 “自力更生、艰苦奋斗”为荣,也就是以我为主、洋为中用、古为今用,取得了令世界瞩目的辉煌成就。从神舟飞船、嫦娥卫星、歼20、歼31和运20,乃至中国造船、高铁都莫不如此。 当然,运20的软肋也比较明显。一是 “心脏”发动机购自俄罗斯,且总推力不足。单台D-30KP-2发动机的推力只有117千牛,可推算出运20的推重比为0.21。而C17的推重比为0.277,伊尔76的为0.228。即使今后换装推力更大的WS-20(设计推力为122千牛),运20的推重比也只能达到0.23。据军事专家乔良将军透露,国产发动机的研发已近尾声,未来运20的载重量还能再提升10吨左右。而且中航工业今年提出了发动机七机首飞两机立项的工作目标,长期以来中国航空动力受制于人的局面将大大改观。二是量产比试制面临的困难要多得多,中国的工程技术人员必须继续付出艰苦不懈的努力。 但无论如何,中国在军用大型运输机技术领域取得的重大突破,足以极大地推动整个大飞机产业的发展。大型军用运输机的研制是庞大而复杂的系统工程,涉及空气动力学、材料科学、机械制造、通信导航、工程管理等40大类200多个技术单元的课题,是对基础工业的集体考试。一个国家可以制造优异的战斗机,但未必能制造合格的大飞机。但中国歼20、歼31、运20的同时研制,以及航空发动机的相继亮相,再次证明了中国航空工业的巨大进步。 军用飞机与民用飞机在关键技术、生产、试验和配套成品等方面的通用性约为70%,在技术发展和产业基础上有很大的共通性,可以共享大部分技术成果、设备、设施和高技能工人,可以采用 “共点分线”的方式建立大型飞机的设计、总装、试飞一体化体系。但大型客机需要飞行75000~90000小时,机体结构对抗疲劳和寿命的要求比较高,舒适性也要求比较高。而大运只需飞行20000~30000小时,有很多要求是不同的。当然,大涵道比涡扇发动机是可以通用的,无非就是燃油经济性和噪音控制的问题。 我国既然能制造运20,就完全可以制造小一些的飞机来改装空中预警机和加油机等机型,就可以将运20用于民航货机,其前景也非常广阔。 (殷轶良)
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