冲上云霄

什么是大飞机？

看过了这些为国产大飞机奋斗的故事，你是否也有这种感受：大飞机远不只是停在机场、飞在高空的庞然大物。

中国航空学会名誉副理事长、中国科协航空科学传播首席专家张聚恩告诉《环球人物》记者，所谓“大飞机”并无严格定义。如果按其本义，“大飞机”是大型飞机的简称，特定情况下又指某个大型飞机的专项工程。

但采访过后，《环球人物》记者又强烈感受到，大飞机仍不仅限于此，还承载着更多含义。

复杂的系统工程

发展大型民用飞机，承载了几代国人的梦想。从1970年中国立项研制运-10开始，到2007年国务院常务会议批准大型飞机研制重大科技专项正式立项，中央曾先后做过4次关于发展大型民用飞机的重大决策。如今C919即将正式交付，中国的民用大飞机之路已经走了50多年。

“作为国之重器，国产大飞机这条路为何走得分外艰辛？”听到《环球人物》记者的提问，张聚恩说，这首先可以归结为大飞机设计和制造的难度。“飞机从小到大，设计和制造的难度渐次提升。”从某种程度上来说，大型飞机的大尺寸、大载重与安全性、经济性是相悖的，但大型客机恰恰对后者要求极高，“这带来的是设计、制造、试验等几乎所有技术方面的独有难度，其困难程度远超其他种类的飞机。”

张聚恩介绍说，有五个方面的难度是尤为突出的。第一是高升力气动设计难度。“通过良好的气动设计获得尽可能高的气动效率，是所有航空器的永恒主题。”张聚恩说，根据尺寸效应，整体尺寸放大两倍时，表面积就增大4倍，体积与重量将增加8倍。“所以大飞机尺寸越大，这个问题就越突出。”

第二是结构构型与减重难度。“大型飞机因其大尺寸结构，带来动态大载荷、大变形和强振动，需要应用多领域复杂技术，确保在长寿命周期和极端使用环境下，结构不发生不可接受的变形与破坏。”此外，大型飞机要为减轻每一克结构重量而努力，这需要的是减少零组件数，简化配装连接关系，并确定适合的用料和好的工艺方案。“大飞机的每一个零件，都可以用精雕细琢来形容，每一个细节都不能出问题。你可以说它是工业产品，也可以看成是艺术品，美极了。”

第三是大尺寸极端制造。大飞机制造难度之所以这么大，是因为有数百万级的零件数，这对每一个零件的精度和一致性有着苛刻的要求。张聚恩介绍，在工业生产中，同等精度的要求下，越大尺寸的零组件，对工艺装备的要求越高，“这必须在设计、成本、精度、效率等多因素间取得最佳的平衡，堪称机械类工业产品的大尺寸极端制造”。

第四是大推力发动机。“飞机由小到大发展，很大程度上是由发动机的进步驱动的。”这个难点在于，除了提高自身推力，当今大飞机发动机还承担着提高燃油效率以改善经济性，降低污染物与抑制噪声以保护环境的双重艰难任务，“这一点对民用机尤为迫切，甚至已经形成强制性要求”。

第五是高难度试验试飞。由于大飞机超复杂的结构和高难度设计，从最初研究性试验到最终疲劳性试验结束，一般要历时十余年。而大飞机的试飞任务更加艰巨，在飞行载荷试验中，试飞员要在升空飞行的数小时内，采用极限操作，反复拉起和低头，对机身机翼构成急剧过载，以验证各种使用范围的飞机性能；还要模拟使用时的各种载荷分布、重量重心变化，以验证飞行稳定性。

这五个方面的难度，与大飞机的商业属性息息相关。

“民用大型客机是一个产品，有着少则一二十年、多则四五十年的生命周期。在这个漫长的生命周期中，它不能出现问题，并且要实现批量化生产。”张聚恩说，民用机研制中有一条特点和规律：“在发展民用机时，需要对其市场予以特殊理解，对其用户予以特别关注。具体来说，就是开发者站在用户的角度，把充分满足市场需求，同用户一起赢得商业成功，作为民用机制造业的发展目标与归宿。”

C919气动弹性专业技术方案论证专家、北京航空航天大学教授杨超对《环球人物》记者说，民用机要面临更为激烈的市场竞争，“你比别人差，就是卖得少，甚至卖不出去”。在论证和设计之初，专家们对C919的定位就是要比空客和波音的竞品性能更好，更省油。

但面对后起之秀的竞争，空客和波音不会坐等。张聚恩介绍，当C919在2009年确定方案，向世界发布时，最初的优势就是其采用超临界机翼和精心设计的气动布局，并首创性地选用先进发动机，所以C919获得了比空客A320和波音B737燃油效率降低13%的优势，这无疑对航空公司产生了很大吸引力。后来，空客和波音也在发动机和气动布局上下功夫，在提高燃油效率上强劲发力，几乎抹平了劣势。

不过从另一个方面看，这恰恰说明国产大飞机迈出了坚实的第一步。张聚恩说：“这就是市场竞争、强者逻辑。但我们没有别的路可以走，只有坚持。我们不仅不沮丧，反而应当从中收获技术自信、能力自信、道路自信！”

国家意志·民族梦想·人民期盼

今年9月30日，习近平总书记会见C919大型客机项目团队代表并参观项目成果展览时，充分肯定C919大型客机研制任务取得的阶段性成就。他强调，让中国大飞机翱翔蓝天，承载着国家意志、民族梦想、人民期盼。

早在1969年，周恩来总理就提出在轰-6飞机的基础上研制我国的喷气客机。1970年7月，毛泽东主席在上海视察时指出：上海的工业基础这么好，可以搞飞机嘛。很快，相关部门便开始紧锣密鼓地筹备起来，在当年8月，经周恩来总理批准，并经国家计委、军委国防工业领导小组联合批复，原则同意上海市试制生产运输机的报告。后来，这一任务以时间定名为“708工程”，飞机代号运-10。

ARJ21支线飞机首任总设计师吴兴世当年也加入了运-10研制团队。他曾回忆，在中央的统一部署下，全国相关单位先后调集了600多名工程技术人员加入到运-10的设计工作中。

虽然上海工业基础好，但当年的科研条件是很艰苦的。作为运-10总设计师，马凤山在飞机研制过程中起到重要作用。1970年初，第一批研制团队成员来到上海时，白天上班只能到食堂，因为只有那里有长条饭桌，他们能写报告画图纸。其他人过来吃饭了，他们就只好暂时停工。生活条件也很艰苦，团队成员住在废弃的卫生学校里，马凤山带着不到10岁的儿子马凌一起生活，而他的夫人和女儿留在遥远的陕西阎良。

让团队成员印象深刻的是，为了争分夺秒，马凤山几乎每天熬夜，房间的灯总是关得最晚。后来，马凌回忆起那段童年时光时说，父亲每天都是晚上七八点才回家，同事们白天找不到他，只能晚上找他。“他们讨论了什么‘总体布局’‘操纵系统’‘发房’‘吊挂’‘襟翼’‘主起’‘垂尾’等等，我都不懂，听多了也就记住了这些名词。”每天，马凌总是听着听着就睡着了，很少知道父亲几点睡觉，而他第二天醒来时，父亲又早已离家上班去了。

马凤山还给同事们留下了一个极为深刻的印象：实事求是。在制定运-10飞机总体方案的过程中，马凤山根据使用方的需要，提出了更高的使用要求，原来提出的轰-6改方案已经无法满足。马凤山带领相关技术人员开展调研，大胆提出了新的方案，并且积极争取、反复论证，终于在空军曹里怀副司令的支持下，确定了运-10飞机采用尖峰翼型等新的方案。

获得2020年度国家最高科学技术奖的飞机空气动力专家顾诵芬，是与马凤山并肩战斗过的科研战友。在他的印象里，马凤山是极为严谨的，无论采取什么办法，都要确保工程万无一失。当年，为了搞飞机的高速风洞试验，马凤山克服了重重困难，专程从上海带队到沈阳，果然发现并成功解决了飞机的布局设计问题。

经过团队不懈努力，设计图纸在1975年就全部完成了。1980年9月26日，经过10年的努力，运-10终于在上海大场机场首飞成功。这是中国独立自主研发、拥有完全自主知识产权的第一架大型远程喷气式客机。首飞成功后，英国路透社发表评论：“在得到这种高度的技术后，再也不能视中国为一个落后的国家了。”波音公司一位副总裁参观运-10飞机后说：“对于如何研制大型喷气式运输机，你们已经毕业了，我们只不过比你们早毕业而已。”美国道格拉斯飞机公司一位副总裁看过飞机后说：“你们的航空工业一下子赶上来了15年。”

首飞之后，运-10曾经飞到北京、哈尔滨、广州等九大城市，并7次飞到青藏高原，为西藏自治区运送急需物资。遗憾的是，由于种种原因，运-10在1985年2月停飞了。后来，中国航空工业实施了与美国麦道公司的合作，共向国内外客户交付了37架飞机。但该项目因1997年波音公司兼并麦道公司、撤销飞机生产线而被迫终止。此时，时间已经来到了2000年。

变局，也孕育着希望。顾诵芬也是张聚恩的老领导，张聚恩回忆：“2001年2月，中国科学院召开以‘21世纪中国航空科学技术发展战略’为主题的第159次香山科学会议。作为会议成果的一部分，顾总与王大珩、师昌绪等院士向国家提出《抓紧时机振兴我国航空工业》的建议，建议国家将航空工业置于国家战略产业的高度，像抓‘两弹一星’一样，将航空工业抓上去。”

2003年，国家中长期科技发展规划工作启动，这一年也成为大飞机论证的起始年。经过顾诵芬等论证组专家的不懈努力，国务院在2007年原则批准大型飞机研制重大科技专项立项。

在此后的10多年里，国产大飞机像一个孕育中的孩子，每一项重大进展都牵动着亿万国人的心。2009年1月，中国商飞正式发布首个单通道常规布局大型客机机型代号“COMAC919”，简称“C919”。经过科研团队的持续努力，2015年3月，C919通过了国家级详细设计评审，同年11月，首架机总装下线。2017年5月5日，C919成功首飞。今年9月，C919取得中国民航局型号合格证，并将于今年底完成交付工作。