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C919客機即將交付,對比空客、波音有四大競爭優勢

聞道即行 · 2022-05-16 · 來源:大道宇宙公眾號
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  提要:后來居上。

  2020年5月14日,首架量產型C919客機在上海浦東機場首飛成功,預計今年就能交付首位用戶:上海東方航空。

  C919是單通道168座的中程客機,和最新款的空客A320neo、波音737MAX同一級別。那么,面對老牌勁旅,C919又有什么競爭優勢,能否取得商業上的成功呢?

  劃重點了,C919在重要的四個要素:氣動布局、機體結構、動力裝置、機載系統上,比波音737MAX、空客A320neo有競爭優勢。

  1. 氣動布局

  首先,我們注意看一下機頭,A320和737的機頭以風擋玻璃為界分成兩個不同的弧線,而C919的機頭整體就是一個漂亮的弧線。這是因為C919采用了4塊流線型曲面大玻璃,而A320和737采用了傳統的6塊平面玻璃。對比圖看一下:

  C919不但有大視野,而且阻力小。為什么波音和空客都不能也改成這樣呢?因為C919的曲面玻璃是承載式風擋,強度高,能傳遞載荷。

  如果波音和空客要改,等于強度和氣動阻力要重新設計驗證,工作量太大。這就是后發優勢。目前只有波音787也采用了曲面風擋玻璃。

  C919大視野大眼睛對比737的小瞇縫眼。

  其次,C919采用了超臨界機翼和翼稍小翼。C919做了1000多個設計方案,利用中國超級計算機的優勢(中國超級計算機包攬世界前兩位好多年,后來不再公布最新性能,才被美國扳回一局),算出最優的4個方案做風洞試驗,最后才優選出來,大大降低了阻力。

  另外,A320比波音737的客艙寬了16公分,而C919又比A320寬了5公分。因此,C919的舒適性是最好的。

  雖然機身更寬加大了阻力,但是優秀的氣動設計使得C919的綜合阻力最小。

  2. 機體結構

  C919采用了11.5%的復合材料,稍高于波音737和A320,但是C919還大量使用了第三代鋁鋰合金,這種材料相比常規材料可以減重7%。

  3. 動力裝置

  在設計C919的時候,波音737和空客A320都是采用的成熟的CFM56發動機。CFM公司是美國GE和法國斯奈克瑪公司的合資公司,基本壟斷了這一級別的發動機。

  C919很有遠見的選擇了CFM的下一代發動機LEAP,否則等C919能量產的時候肯定落后了。果然,現在最新的波音737Max和空客A320neo也都采用了這款新發動機。

  LEAP-1A為A320neo適配,LEAP-1B為737Max適配,LEAP-1C為C919適配。

  由于C919設計時就和CFM共同做適配,做到了發動機吊掛一體化設計,能額外減阻2%,具有優勢。

  設計于1964年的波音737有一個最大的問題,就是起落架過短。

  波音737機翼和地面距離太小,沒有辦法安裝尺寸較大的發動機,所以波音737-MAX的LEAP-1B不得不瘦身。

  波音的解決方案,一是讓CFM公司把發動機直徑從78英寸減到66英寸,并把底部拍扁,榨干每一點空間;其次是發動機在機翼的安裝位置,盡量往前、往上升高。

  737MAX發動機的離地間隙已經小的不能再小了。

  這樣一改,發動機頂端高出機翼前緣,導致氣動惡化,使得波音737MAX飛機容易在大迎角飛行失速!

  容易失速,尤其是在起降狀態可是要命的事情。

  為了降低成本,波音設計了一個簡單粗暴的軟件,讓飛機在探測到迎角過大時不分青紅皂白自動下壓機頭俯沖十秒。

  結果大家都知道了,737MAX曾經連續發生了兩次機毀人亡的惡性事故:2018年10月29日印尼獅航空難;2019年3月10日,埃塞俄比亞航空空難。

  2018年10 月 29 日,獅航 JT610 在離開機場十分鐘后墜機,導致189人罹難。

  【飛機在最后6分多鐘里,低頭(俯沖)和抬頭(爬升)的操縱信號不斷交替出現達25次之多,間隔往往只有幾秒。而且低頭的操縱信號都是自動操縱系統發出,抬頭的操縱信號則是飛行員手工發出。

  迎角傳感器的錯誤信號讓MCAS判定飛機有失速危險,從而發出低頭操縱信號。而飛行員發現飛機不正常俯沖后,手動發出抬頭操縱信號。但MCAS再次發出低頭信號……】

  2019年3月10日,埃塞俄比亞的一架波音737MAX墜毀了,這是一架交付僅僅5個月的新飛機。還是同樣的情形:飛機起飛后反反復復爬升下降,最后墜毀。

  這是資本為了盈利犧牲了安全性導致的。參考:美國末日之殤:波音是如何被貪婪毀掉的

  4. 機載系統

  波音737至今都沒有完全采用電傳操縱系統,仍然是老式的鋼索液壓助力,比較落后??湛虯320是世界上首款采用電傳操縱系統的民用飛機,而C919則是在單通道客機中首次采用了三軸電傳操縱系統,同時采用了最新綜合航電系統。

  波音最新型號的737MAX的座艙,換了4塊大顯示屏。仍然采用巨大的駕駛桿,因為它仍然是機械+液壓操縱的。

  看看C919先進的駕駛艙:

  波音737是50年前設計的飛機,空客A320設計于30年前,雖然歷經修改和升級,但是主體的氣動設計和操控設計都無法有大的變化,否則不如重新設計全新的型號了。

  A320相比波音737后來居上,就是后發優勢;而C919性能超越前兩者,也是后發優勢。

  C919是一架非常漂亮的飛機。

  對航空公司來說,C919優異的設計具有燃油效率高、運營成本低的優勢;

  對飛行員來說,C919座艙先進視野好,操縱起來更加得心應手;

  對乘客來說,C919客艙大,舒適性更好。

  這就是C919的競爭優勢。

  技術上,通過大飛機項目的技術攻關,中國掌握了5大類20個專業6000多項民用飛機技術,加快了新材料、現代制造等關鍵領域的突破,形成了全國22個省市、200多家企業、20萬人參與的大飛機產業鏈。尤其主要的是,收獲了一支平均年齡35歲的人才隊伍。

  通過C919項目,國外供應商也和中國企業合作,成立了16家合資企業。

  和ARJ21幾乎所有機載系統都是國外供應商不同,C919最重要的航電系統、飛行控制系統是自主設計的。

  航電系統是飛機的大腦和神經,是承擔飛機上幾乎所有數據交換功能的綜合系統。航電就是系統平臺,所有設備的接口和標準都要按照我的標準來。

  飛行控制系統則是機載系統中最復雜的,直接控制飛機的飛行,是最核心的系統。

  最核心的航電系統和飛行控制系統實現自主化,就可以很方便的替換任何一個子系統。只要中國自己的分系統成熟了,就可以匹配采用。

  雖然C919先期選用了CFM的LEAP發動機,但是同時也啟動了國產發動機項目,國產發動機驗證機已經完成了試車。

  國產發動機驗證機CJ-1000AX已于2018年5月20日完成了首次點火試車。

  2017年5月,中國商飛與俄羅斯成立了合資公司,CR929雙通道大型寬體客機立項。C919是80噸級168座中程客機,CR929是250噸級300座遠程客機,航程12000公里。預計2023年首飛。

  2021年9月2日,我國首架CR929遠程寬體客機已經開工制造。

  從支線客機ARJ21、大飛機C919到遠程寬體客機CR929,中國民用客機齊頭并進,未來無限。

  不僅如此,中國的軍用運輸機運-20也早已經成功。

  運-20可是220噸級別的大飛機,航程8000公里,已經實現了全國產化。

  如果說,中國的高鐵快速超越了德國、法國、日本、加拿大,那么同樣,未來中國大飛機超越波音、空客,也不會太遙遠。

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