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              中國研制大飛機的歷史腳步

              2008-04-20科技日報本文被閱讀過9150次[推薦][打印][保存][大字體][中字體][小字體]

                “研制大型飛機是黨中央、國務院作出的重大戰略決策,也是全國人民多年的愿望。我國航空工業經過50多年的發展,已經具備發展大型飛機的技術和物質基礎。自主研制大型飛機,發展有市場競爭力的航空產業,對于轉變經濟增長方式、帶動科學技術發展、增強國家綜合實力和國際競爭力,加快現代化步伐,具有重大意義……”

                中國要不要造大飛機?能不能造大飛機?怎樣造大飛機?當業界存在的諸多疑慮和爭論變成越來越強烈、越來越統一的共識時,當承載著航空人近30年的夢想終于變成國家意志付諸實施時,回顧中國航空工業那段難忘的歷史更顯得彌足珍貴……

                令人難忘的“處女飛”

                鏡頭還是回放到1980年9月26日清晨,上海市北郊的大場機場。

                太陽尚未升起,遼闊的機場卻是密密匝匝的人群,萬余雙眼睛鎖定在機庫大門。甲蟲般的牽引車緩緩牽出一個龐然大物:流線型的機頭抹著清晨的朝霞,駕駛艙的前風擋玻璃,就像一雙大眼驚奇探望著外面的世界,渾圓的機身如同隧道開出的一列火車,高大機尾上則閃耀著巨大的五星紅旗和一個醒目的紅色標記———Y10。

                她叫“運10”,中國第一架自主設計的客機,也是中國歷史上造出的最大飛機。

                全場的呼吸屏住了。

                “運10”的“處女飛”沒有令人失望,啟動發動機之后,開始在跑道上滑跑、加速,剎那間拔地而起,直沖云霄,如同大鵬展翅,輕盈自如。

                機場上萬工作人員無不熱淚盈眶、歡呼雀躍。那天,機場播放的是貝多芬的《英雄交響曲》。在人頭攢動的參觀者中,甚至有剛下手術臺不久的工程師,身上掛著輸液的吊瓶,執意要看為之奮戰10年的“運10”試飛。

                “一支來自五湖四海的隊伍,還沒來得及‘排練’就被歷史匆匆推上舞臺,以敏捷而穩健、整齊的步伐,一炮打響,成功上演了一出威武雄壯的大戲。”已經作古的“運10”總設計師馬鳳山,生前曾這樣評價中國自主研制大型飛機的道路。

                全國為之沸騰……

                “708”的艱辛十年

                34年前,在上海郊區,中國開始了一項代號為708的工程———制造自己的大型噴氣客機。那時,國家領導出訪國外,都是乘坐租賃的外國航空公司飛機,外界評論中國“尚未進入噴氣時代”,是“一只沒有翅膀的鷹”。

                1970年8月,國家正式下達文件,這項工程便被以文件下達的年月命名為708工程。來自全國航空工業300多個單位的各路精英被調集參與研制任務,以后該機被命名為“運10”。

                “運10”是我國飛機設計首次從10噸級向百噸級沖刺,這種量級的放大和跳躍會出現“尺度效應”,需要重新找到解決的途徑。許多結構和系統,甚至概念和方法都提出了許多新的挑戰。

                當時,世界噴氣航空技術已經誕生了約15年,各種相關技術都落入設計者的視野。“運10”設計的飛行時間大部分在高亞音速區域,而當時只有前蘇聯的“圖104”、歐洲英國的“三叉戟”和美國的波音飛機能達到這個速度。副總設計師程不時回憶當時的研制工作說:“這是個充滿創新意識的過程。大家把三個設計方案,全攤在桌上,互相討論,對比分析,博采眾長,為我所用。”

                擇優選定世界航空技術手段為我所用,既需要有放棄、否定的勇氣,還需要駕御、消化它們的智慧,實現新的“工程綜合”。

                例如在發動機的安裝方式上,設計人員首先否定了蘇式翼根式布局,然后手工制作出1∶1的全尺寸木質樣機,按英國的尾吊式和美國的翼吊式進行風洞試驗,最后選定翼吊式。實踐證明,這個布局后來成為世界的主流布局,直至21世紀新開發的飛機仍然采用這個布局。又比如飛機的翼型,大家把當時能獲得的蘇聯、歐洲和美國的翼型都放到風洞中試驗,最后比較了試驗數據,為“運10”選擇了最合適的翼型。

                不過,這種創造性的研制方法也遭到了一些嘲笑和質疑:在發動機安裝方式上,有些人強烈要走蘇聯“圖104”的路線,選擇美式就是“膽大妄為”;有人譏笑翼型是英國的三叉戟。

                但是,程不時認為,翼型作為一種工程研究的基本成果,各國都可以挑來利用。如果按照嘲笑者的邏輯,因為愛迪生發明的電燈泡是圓的,中國就必須做成方的;福特造的汽車是四個輪子,中國只有造出五個輪子才是民族的。而事實上,整個20世紀內,中國所有飛機使用的翼型,從來沒有使用“李時珍翼型”或“祖沖之翼型”等純民族品牌的翼型。

                種種分歧概括起來,無外乎兩種思路:一種是“仿制論”,認定一個意識形態,不顧技術分析和試驗數據,主張不動腦筋地照抄蘇聯飛機,復制出中國的“圖104”。

                “運10”的研制走的是另一條路線:拋開意識形態的干擾,用實驗和數據說話,在設計中所需的各種技術手段上,誰先進就用誰的。也就是我國飛機設計創建者徐舜壽一貫倡導的“熟讀唐詩三百首,不唯外國機型論”的方法,即根據飛機的任務需要和客觀數據,從世界航空技術總庫中挑選合適的手段,獨立自主地進行新的“工程綜合”來形成自己的設計。又稱“綜合設計法”,綜合百家之長,集成創新,形成自己的總體方案。

                可貴的是,這些在蘇聯技術體系下成長起來的設計者突破了傳統技術軌道的限制。經過164次復雜的實驗,1980年,一架我國擁有完全知識產權的大型噴氣式客機出現在人們面前,使“運10”成為中國第一架按英美適航條例設計的國產飛機。

                “我從來就沒擔心過!”

                “運10”試飛前,人們難免也會對技術產生質疑。就連起飛的前一天晚上,還有人問程不時:“飛得起來嗎?”

                “怎么飛不起來?!”程不時急了。以后幾十年,總有記者問他諸如擔心是否飛得起來的問題。

                “我從來就沒有擔心過。”因為親自參與了設計,因為有無數試驗數據的支持,更因為相信科學,所以他滿懷自信,心里有數。

                果真,那天的試飛非常成功。

                在上海一個普通的居民樓里,程不時至今向記者講述起當時的場景,仍然激動萬分。在他的電腦中,記者看到了許多珍貴的試飛影像資料,那些數據顯示著“運10”的飛行紀錄:最遠航程8600公里,最大時速930公里,最大起飛重量110噸,最高飛行升限超過11000米。最值得稱道的是,該機還在被稱為“空中禁區”、“死亡航線”的西藏,連續7次試飛。

                有一張地圖讓人印象深刻,上面標注著“運10”飛過的航線,它就像一只巨大的手掌,覆蓋了我國版圖內所有的大山大江、高原平地、荒漠沃土、湖泊和領海:以上海為手掌心,“小指”指向哈爾濱,“無名指”直指祖國心臟———北京,最長的“中指”抵烏魯木齊,“食指”伸向“世界屋脊”拉薩,“大拇指”則南抵廣州、昆明。

                “運10”飛機的研制共采用了近百項新材料,一百多項新標準、新工藝。機體國產化率100%,除發動機向國外采購配套外,航電和機械系統國產化率超過96%。波音一位副總裁看了飛機之后說:“如何研制大型噴氣式運輸機,你們畢業了,我們只不過早畢業幾年而已。”

                因為采用了美國的翼吊式,有人認為“運10”是抄波音。美駐華空軍武官親自參觀“運10”之后說:“凡是熟悉波音飛機的人,站在機艙門前看一眼就明白,‘運10’不是波音飛機的復制品,機翼構型明顯不同。”

                為了對“運10”進行科學的論證,1981年6月,三機部、上海市邀請了航空、冶金、化工以及經濟界方面的專家共55位同志,包括樊緒箕、吳仲華、王俊奎等老前輩航空專家,聯合召開了“‘運10’飛機論證會”,并進行考察。與會代表一致認為:“運10”飛機已經有了一個很好的基礎,將來可以依此發展各種類型的民航飛機。

                但1983年10月,由于繼續研制所需要的3000多萬元資金無法落實,“運10”項目被擱置,自主研發之路受挫……

                “三步走”走了彎路

                上世紀90年代,航空工業部門制訂了通過國際合作發展航空事業的“三步走”計劃:第一步是由麥道提供技術,合作生產MD80系列飛機和MD90飛機國產化;第二步與國外合作,聯合研制100座級飛機,約在2005年服役;第三步自行設計、制造180座級飛機,2010年實現。但不幸的是,到1998年秋,計劃宣告落空。

                美夢始于組裝外國整機。

                為了實施國際合作開發干線飛機的計劃,當時中方分別向波音、麥道和空客三大公司發出項目建議書。拋出的“繡球”很快引起波音、麥道的積極響應,原因是美國民機大廠商受到“運10”研制成功的強烈震動。麥道公司破天荒在美國境外首次與外國合作組裝、生產民機,即上海工廠的MD-82和MD-90。1995年至2000年,合作生產的MD-90項目,國產化率達到70%。

                然而天有不測風云,1996年,波音兼并麥道。幾個月后,波音斷然宣布關閉麥道90生產線,上海的麥道生產線僅裝配了兩架而收場,成為最大的冤大頭項目。

                組裝整機之路行不通,繼而轉向零部件轉包生產之路。國外公司對轉包生產過程嚴格控制。貓兒什么都愿意傳授給老虎,惟獨保留“上樹”的核心技術。多少年來,波音747的零部件有60%以上靠轉包,然而迄今為止,波音的轉包商中從來沒有成長出一個“波音”。

                1992年的合資項目從干線轉向支線,提出100座的AE-100項目。初衷是請一個“洋教頭”提供技術支援,以中方為主體,來發展我國具有獨立知識產權的民用飛機。“第二步”計劃似乎眼看就要實現。但談判中,外方最后攤牌要求收取高額的“技術轉讓費”,并稱其為“入門費”。中方無力承擔。

                中國的民航飛機命運多舛。歷史一晃20年,中國的廣闊藍天上,依然見不著“中國制造”的大飛機身影。

              “后來者居上,自主者成功”

                早在兩年前,北京大學管理學院路風教授經過長期調研,寫了一份《我國大型飛機發展戰略研究報告》。

                在他看來,梳理持續20年的各種分歧,歸根到底還是,依賴外國設計還是依靠自主設計。路風認為,對自主創新能力缺乏底氣,對自主創新產品不信任,就如同“一個剛開始學步的嬰兒,因為還沒有最后證明她今后是否能夠步履矯健,所以不許生存”的邏輯一樣荒謬。

                仿制技術文化,只會磨滅自主創新的獨立意識,使人們墜入了妄自菲薄的泥潭而不能自拔。

                可是,回顧世界航空歷史,民用客機領域的成功者,恰恰都證明了“后來者居上,自主者成功”的邏輯。歐美民航工業的爭霸史,興許會有啟迪。

                波音出現之前,道格拉斯公司穩居行業壟斷地位。1955年波音開發第一架大型噴氣式客機波音707。707面世后,很快取得商業成功,還被選為美國總統座機“空中一號”。波音宣布研制747時,遭到諸多非議。有人擔心,造出如此之大的飛機,與當時的制造能力不符。無人敢接此種機型的航空保險,甚至有人示威,要求立即停止研制工作。但波音頂住壓力,歷經十年磨難,并最終雄霸國際航線。1996年,波音顛覆了往昔的大贏家―――麥道帝國王朝。

                空客誕生之前,是波音一統天下。1967年,英國、法國和德國聯合起來上馬“空中客車”計劃。30多年來,歐洲空客追上了美國,逼死了麥道,又動搖了波音,并雄心勃勃地與其爭霸天下。

                波音、空客的故事,蘊涵著同樣簡單的道理:在其開發早期階段產品都不成熟,也遭遇過困擾、挫折,但堅持滿足市場需求,堅持自主創新,在自行搭建的開發平臺上不斷改進,最后都陸續取得成功。

                說別人的故事,長自己的記性。頗耐人尋味的是,“運10”的開發比波音晚10多年,比空客僅僅晚兩年。

                “哪個企業不都是石縫里求生存,最終打破原有對手的一統天下?”現任中航商用飛機有限公司總設計師吳興世,自1972年就參與了“運10”的研制工作。他概括“運10”有三大不能忽略的創新:“第一,從方案上,滿足需求,具有前瞻性,所選擇的方向結合了需要和可能,至今仍是大型噴氣客機的主流方案;第二,成功突破前蘇聯的技術體系,起步向民用飛機國際先進技術體系轉變;第三,‘運10’首次大規模采用計算機輔助工程、計算機輔助設計等一系列先進技術,實現了多項‘零’的突破式躍進,為我國航空工業后來的技術進步打下重要基礎。”

                “‘運10’不僅僅是一個飛機產品,而是傾全國之力建立起來的大型客機開發平臺。”他在接受記者采訪時說:“如果沒有‘運10’的成功,我今天談的會是另外的故事。但正是有了這個基礎,我才敢說20年前中國有這個能力。產品的缺點不應該是拋棄她的理由。”

                自主研制不是夢

                “從長期戰略需求來看,現在起步大飛機不早,前期調研是長期的準備過程,”吳興世認為,“當市場需要和技術可能相交時,我國就能及時進行研制。”

                投資大、風險大、回報周期長,一個項目踩空就會遭致滅頂之災。為什么還要堅持發展自己的大飛機?“經濟結構的缺陷必將導致經濟的不獨立,經濟的不獨立又必將導致政治的不獨立。”吳興世一語中的。

                商務部部長的一句話淺顯易懂,普通百姓也能明白個中滋味―――“在中國,8億件襯衫才能換來一架空客A380。”

                許多院士專家也一直在為此奔走呼號:“中國正面臨著國內民航市場快速成長和未來對民機的巨大需求,大飛機產業對推動整個國家的科技和經濟發展乃至國家安全至關重要。”

                那么,我們是否具備了這個能力?吳興世認為要回答這個問題,還離不開“運10”永遠具有的實踐意義,他強調研制“運10”是一種海納百川、兼容并蓄的創新過程。“‘運10’研制擺脫了被動跟隨外國的道路,實現了多項總體上的技術跨越。研制過程中,充分利用全行業資源,形成了核心企業和產學研結合的研產隊伍,強調一切要經過實踐檢驗,貫徹了大型系統工程的管理方式。就其技術的難度和試驗的規模,有不少至今仍保持首創的記錄。”

                很多專家也認為,“運10”已經搭建了很好的自主設計平臺。同時,我們通過與國外合作發展了整機制造能力,并通過轉包生產提高了部件制造水平和不斷降低生產成本的能力。“我們在合作實踐中掌握的技術訣竅,并不像內存那樣可以被清掉。”吳興世說。

                參加今年“兩會”的全國人大代表、中國航空工業第一集團公司科技委副主任、中國工程院院士劉大響代表表示,我國擁有完全自主知識產權的ARJ-21支線飛機將于2009年底投入運營,這必將為我國設計制造大飛機提供全面的技術支持和市場營銷經驗。“預計到2020年前,我國自己研制的大型飛機將飛上藍天,實現中國人民的又一強國之夢。”

                解決了是與否,下一個是方式問題。

                談到與國際合作,吳興世強調必須樹立最終目標―――建立一個有自主知識產權、有自我發展能力的產業。

                “過程中開展國際合作是可以的,對民用飛機而言,在許多方面還是必要的,關鍵在于,出發點和歸宿是什么,不要忘記培養自己的力量。有兩種合作的愿景,一種是做代工廠,安于現狀;一種是強調擁有自主知識產權,在合作的同時,發展自主創新的能力。”

                吳興世強調:“合作只是途徑,而不是目標。”

                當國人自主研制大飛機的呼聲越來越強烈時,國家關于大飛機的論證調研也正緊鑼密鼓地進行:2003年6月,國家正式啟動“中長期科技發展規劃綱要”的編制工作,同年11月,陸續成立了由國務院批準的國家重大專項論證組;2006年,大飛機被列入《國家中長期科技發展規劃綱要》的重大科技專項,國務院成立了大型飛機重大專項領導小組,組織了專家論證委員會獨立開展論證,經過6個月的工作,形成了《大型飛機方案論證報告》,今年2月26日,國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議,聽取關于大型飛機方案論證工作匯報,原則批準大型飛機研制重大科技專項正式立項……國人的目光又一次聚焦在大飛機上。

                備受矚目的大飛機股份有限公司在上海成立,注冊資本190億元,其全稱為“中國商用飛機有限公司”。

              大飛機10項待突破關鍵技術

                一.民用大型飛機總體設計技術

                二.現代民用飛機的氣動特性預測方法

                三.民用大型飛機的噪聲預測和減噪措施

                四.民用大型飛機載荷確定技術

                五.高效結構和強度設計技術

                六.長壽命高可靠性結構設計技術

                七.民用大型飛機防雷設計和抗高強度輻射設計

                八.多輪起落架設計技術

                九.先進復合材料結構設計技術

                十.適航審定的特殊要求的鑒定技術

               

              (作者:陳磊)
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