比原子弹还难造！全球仅三国能自研大客机，中国马上成为第四家_风闻

一直以来，都有说法称发动机是“工业王冠上的明珠”，而干线客机，大概就是这顶“工业王冠”了。干线客机至今都是极少数国家的“专利”，举个例子，当今全球确认造出原子弹的国家总共有9个，但是目前全球能造干线客机的国家，只有美国、俄罗斯、法国三个国家，干线客机的难度甚至比造原子弹还要大！如今随着C919飞机的试飞工作不断推进，中国即将成为全球第四个可以独立研发和制造干线客机的国家。

严格来说，大型飞机可以分为大型运输机和大型民航机两类，其中大型运输机的研制难度总体上低于大型民航机，所以我们首先研制成功并大量列装了运-20战略运输机，而大型民航机可以算是我国航空工业最后一块“短板”，要补齐这块短板，核心的瓶颈问题有两个：飞控和发动机。

（我国已经研制成功并大规模列装220吨级重型战略运输机，但是却没有最大起飞重量超过100吨的大型民航机）

现代民用飞机的飞行控制系统，简称“飞控系统”，是整个飞机机载系统的核心，也是整架飞机最复杂的系统之一。飞行控制系统的作用是保证飞机的稳定性和操纵性，提高飞机飞行性能和完成任务的能力，增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担。现代飞控系统主要分为两部分，一部分是人工操作系统，另一部分是自动飞控系统。对于现代大型民航机而言，由于先进飞控系统的普及，一般情况下，只有在飞机起降时才需要人工操控，在飞行途中，一般都会直接切换为自动控制模式，也叫“自动驾驶模式”。

（俄罗斯图-204民航机的驾驶舱）

现代飞机飞控系统极为复杂，因为现代飞机对于气动性能、发动机功率、重心变化、燃油消耗、气温、空气湿度、含氧量等等诸多参数都有精确详细的设定，即便是飞行员一个推油门的动作（飞机油门是用手推的，和汽车完全不一样），在飞机内部都会有成千的零部件随之运动：从油箱泵增大转速，加大输出，到发动机增加燃料，进而增加转速和推力……一系列动作都需要飞控系统辅助飞行员来完成，单这样的自动化联动技术，就足以屏蔽掉全球大部分国家。

（ARJ-21是中国民航机研发的第一个成果，第一架ARJ-21于2015年11月交付成都航空，至今已经安全飞行近7年，没有出现任何问题）

客观上说，中国真正开始独立研制喷气式民航飞机，应该从ARJ-21开始算。但是ARJ-21是一款70~90座的支线客机，最大起飞重量仅有40吨，只相当于空军的轰-6K轰炸机的一半大小，和150座的干线客机相比，只能算是初步尝试。和ARJ-21相比，C919型民航机采用了更先进的气动布局，仅材料和机载系统方面，就有多达102项技术攻关科目，而且C919采用了比波音737更为先进的全时全权限电传操纵系统和先进的主动控制技术。这种技术是高综合、高安全、高复杂度的关键机载系统之一，其中多项属于民机研制的核心技术，也是美国政府明令禁止出口的技术。

（C919飞机的驾驶舱仪表板）

美国的霍尼韦尔公司是C919的飞控系统的供应商，但是因为遭到封锁，霍尼韦尔不能向中国商飞提供任何技术咨询或者问题解答，所以C919采用的是中国商飞自行研发的飞控核心技术，也就是“飞行控制率算法”，霍尼韦尔公司则负责把商飞开发的算法和飞控系统实际所需要的功能进行匹配。对于程序是否匹配，霍尼韦尔公司只能回答“yes”或者“no”，而不能给与任何技术细节，一切全凭中方自己进行摸索。虽然这让C919的研制进度受到较大影响，但是也锻炼了我们中国自己的大型飞机飞控系统设计能力，让中国完全掌握了一整套的大型飞机飞控设计理念和程序。而在C919上成功的设计经验，将来还能运用在其他的大型飞机研制方面，所以这个“亏”吃得并不“亏”。

（现代大型民航机普遍使用大涵道比涡扇发动机，图为LEAP-X1C发动机，前面绿色的大圈就是“外涵道风扇”，发动机本身其实很小）

除了飞控系统以外，大型民航机的另外一个瓶颈就是发动机。因为民航机和军用飞机不一样，民航机要承担高强度日常飞行，而且每一个航班都需要运送上百名甚至数百名旅客，所以民航机同时需要考虑成本、寿命和安全三方面的要求，这比军用运输机所使用的发动机要求要高很多。

（大涵道比喷气式发动机基本原理）

在亚音速状态下，喷气式发动机的涵道比越大，发动机在相同推力状态下就越省油，所以目前全球主流的大型民航机普遍采用大涵道比发动机。但是大涵道比喷气式发动机正是开头我们说的“工业王冠上的明珠”，这一技术即便是世界霸主美国都难以单独开发，因此不得不和法国联合搞了个CFM-56核心机。这种双转子、轴流式喷气发动机虽然是1970年代的技术，但是至今依然被众多大型飞机所使用，可见一款大涵道比喷气式发动机有研制有多么艰难。

（民航机的发动机一般都是这样吊挂在机翼下方的短舱内）

C919在研制之初采用的是美国和法国联合研制的LEAP-X1C发动机，其实这种发动机也是CFM发动机的一个延伸型号，不过本着“不把所有的鸡蛋都放在一个篮子里”的原则，我国同时立项研制CJ-1000A作为“备胎”。现在看来这个设想可以说是非常有先见之明，因为自从C919项目实施以来，美国就一直企图利用发动机来“卡脖子”，虽然在国际政治经济等多方面关系掣肘下，最终美国被迫放弃了对中国的遏制，但是这说明美国遏制中国的目标是始终不变的，所以只有依靠自己才是最可靠的。

（我国研制的JC-1000A大涵道比涡扇发动机）

根据公开的数据显示，CJ-1000A的单发最大推力已经达到13.5吨，已经和LEAP-X1C相当。虽然受材料和工艺的影响，目前CJ-1000A在油耗和寿命上还有明显差距，但是起码解决了“有无”问题，不必担心某一天被美国“卡脖子”。当然我们也不能就此骄傲自满，还需要继续进行技术攻关，有针对性地提升CJ-1000A的寿命，并降低油耗，这样中国未来才能建立完全独立、不被西方制约的大型民航机研发体系。

（目前中国民航业使用最多的就是150~170座的干线民航机，C919正好符合这一要求）

目前C919型民航机不但已经完成首飞，并且其他测试工作已经接近尾声，如果不出意外，今年年底或者明年年初，就可以正式交付民航部门使用。从基本性能上看C919其实并不算出众，该机大致和波音-737相当，是一款150座级别的干线客机。C919正式交付使用，将会迅速满足中国民航对于150座级干线客机的需求，同时积累的经验和技术还可以应用于新一代民航机的研制开发。以一个项目为出发，建立一整套大型民航机的研制生产体系，是C919对于中国航空工业最大的意义所在。

本文由公众号「利刃号」（ID：lirenjunshi）原创

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