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C919首飞在即回顾运10下马:销毁资料和生产线太痛心
2017-1-3 23:01:00           作者: 综合

  随着中国第一种大型客机C919的即将首飞,中国第一种大飞机运10又再度走上了舆论的前台。运10这个充满了争议的项目,它在当年确实不应该量产、并交付民航使用;但也绝不应该下马,而因该作为锻炼大飞机研制队伍、探索大飞机各方面技术需求的项目,以验证机平台的身份,维持最低程度的生产数量和持续飞行、试验。

  一:运10材料工艺水平和波音707差距很大,设计、实验极不完善

  首先要强调的一点是,运10虽然意义重大,但它突破不了我国的工业能力基础限制和基本的科学工程发展规律。直到下马阶段时,运10从来没有达到过当时的“国际先进水平”,严格说就连美国50年代水平(波音707首飞于50年代中期)也远远没有达到。比如仅以最基本的寿命来说,唯一一架可飞行的运10样机,仅有200小时安全寿命,只能保证做完一些基本试飞科目。事实上在从首飞到下马的5年内,02号样机最后也只飞了130个起落,共计170个小时。

图:运10设计主要仿制自波音707,但做了很多修改,算是半仿半研的产物。

  运10的总体设计,是在美国波音707的基础上(早期通过各种渠道获得的残骸、样机,后来引进了相关资料),总体仿制、局部改进而成的。但是这个过程中遇到一个非常棘手的问题:我国在当时根本提供不了制造波音707的基本材料。

  我国航空工业由苏联援建而成,长期立足于仿制和仿制基础上的改进,因此在航空材料的开发上极具惰性,基本上苏联援助什么样,后来就什么样。因此拿到波音707的资料以后,我国发现仅作为结构主要材料的铝合金上,国内根本拿不出与西方7075等牌号相同性能的产品,只能以国产LC4铝合金先顶上。

  由于国产铝合金易裂、而且裂纹扩展快,抗腐蚀性差,而且不耐疲劳,因此运10制造和试飞过程中,部件出现裂纹极为频繁。加上当时运10连结构的疲劳寿命试验都没有做,因此只能在确保安全的情况下,估算出200小时的安全寿命,用于完成试飞大纲的基本科目试飞。

 图:歼10做静力试验

  在当时的计划中,国内最终要将材料体系与西方接轨,而且7075铝合金等民机普遍使用的原材料,西方并不限制对我国出口——哪怕是80年代末以后。即便是运10真要如当时计划中批量生产和使用,也还要全面更换材料重新设计一次,并把大量该做的试验全部补上。

  实际上国内第一款实现材料西方标准化、满足西方长寿命标准的飞机,就是歼10。它直到定型的时候,才基本完成全部材料设备的国产化(发动机等少数方面存在例外),而时间已经到了21世纪初期。歼10除了材料以外,对于每一个结构部件都进行了以有限元分析为代表的先进技术分析和极为彻底的疲劳寿命试验,每一个部件的薄弱点在哪里,以何种强度飞行多久会使哪些部件的哪些部位首先开裂基本上都摸得一清二楚。

  二:制造工艺、发动机等设备受限制严重,无法支持飞机批量生产

  而当年运10研制时,不仅连最基本的结构测试都极不完善,而且生产制造上的问题也非常大。比如我国当时严重缺乏很多大型部件的生产能力,运10不得不大量采用土法上马的解决方式:大型的整体蒙皮做不了,就用多块小型蒙皮拼接;大型的整体锻造结构件做不了,就先拆分成几段先锻造好,然后焊接组合。这些做法在短时间内解决了先把飞机造出来的问题,但在长时间使用中,必然导致大量的结构质量和寿命、安全问题。

 图:运10的发动机来自于波音707在国内运行的备份发动机产品,可以用于小批量的验证机装备,但不能支持大规模量产和使用

  事实上01号样机(测试结构强度的静力试验用)和02号样机(能飞的那一架)期间经历过多次严厉的质量整顿,才保证了制造装配的基本顺利完成,。这一局面无疑更是让运10的结构性能和可靠性雪上加霜,是运10在试飞中故障率居高不下的关键原因之一。在后来上飞与美国麦道公司的合作过程中,在外方提供的全套生产、质量管理体系下,质量问题仍然相当严重。

  尤其是一些核心设备上,运10也缺乏批量生产的基础。比如关键的发动机,运10最初阶段的保障来源于国内引进波音707时多采购的40台备份产品。该发动机的国产化研制进度一直很糟糕,故障和事故不断——事实上想想90年代末期昆仑发动机的表现,也就能知道,在80年代完成大飞机用的大尺寸发动机并不现实。

  因为这些原因,民航部门坚决抵制运10的原因是可以理解、而且也是正当的。强行将极不成熟的运10大批量生产和投入使用,不仅要带来极大的额外成本(造价高、维护难、出勤低),而且迟早带来灾难性的事故井喷阶段,对于民航的运行是毁灭性的潜在风险。

  三:不能批产和大量使用,绝不等于应该将运10下马。销毁设计实验资料和生产线,更是可悲。

  然而不论运10不成熟到何种地步,它都绝不应该下马。这个世界上没有任何科学和工程技术是从天上掉下来的,没有对各种缺陷和落后的针对性改进、攻关,何来成熟可靠的设计与技术的进步?西方客机为什么今天能在可靠性和维护性上能获得后来者无法企及的水平,就是因为他们的所有产品、每一个批次都会根据上一批产品在实际使用中的缺陷反馈,不断进行针对性的设计修正和新的材料工艺开发。

  几十年的积累下来,浩如烟海的数据库、强大而完善的设计实验体系、极为成熟的反馈——修改——使用——反馈的自我进化流程,高素质高水平的大规模技术人员群体,这才是波音和空客最难以战胜的地方。可笑的是,至今有很多所谓“工业党”人以为只要投入资金,就能砸出技术成果——就算钱能买到同样的原料和设备,能买到别人的整个体系吗?能买到别人积累的几十年时间吗?

  这也是为什么当年运10快要下马时,大量专家向中央呼吁,运10这个项目虽然不能交付批量使用,但也应做到“研制工作不能停,队伍不能散、成果不能丢”。在当时来首,合理的做法是运10生产线和研制队伍都要保留下来,维持最低数量的原型机生产,不断进行试飞和针对性改进;以保住自己的大飞机最基本的研究和制造不中断,维持住一支专攻大飞机设计的研究体系。

  事实上自主发展和引进国外先进技术不仅不是互相矛盾的事情,反而是互相支撑的。当年美国为什么突然推进了麦道客机在上海与中国的合作?就是因为运10展现了中国已经开始初步具备大飞机的设计制造能里——虽然还非常稚嫩,但这已经形成了合作的资格和基础。而反过来,引进外方的先进技术体系,又可以很好的促进本国项目的基础发展。

  然而运10项目最终发展到了最糟糕的方向上,几乎所有的设计和实验资料数据都被销毁,生产线被彻底拆除,工装设备被拆毁后作为废铁处理掉,研制队伍也被打散。而原本拥有第三架原型机制造的部件,更是被拿来给工人当成练打铆钉的材料。

  至此,在70年代到85年就高达数亿元的投资,十几年的技术攻关,几乎所有运10项目上获得的成果都没有得到保留,没有对中国后来的大飞机研制起到直接的奠基作用。这种令人痛心的结局不仅浪费了大量的资源,更重要的是错过了用金钱所买不回来的中国民航发展的黄金时间。

  比如ARJ21的长期延误中,对于西方适航认证标准的认识和执行不到位是一个非常重要的因素;而早在运10项目研制时,就已经提出了这方面的要求并且开始了针对性的设计和努力。如果我国能够持续运10的研制,后来ARJ-21和C919的研制工作都要顺利得多;我国在与西方关于适航认证方面的交涉话语权,也要大得多——而不是像如今只有,只能单方面听命于人。

  往事已矣。随着运20的批产装备和C919的即将首飞,我国大飞机研制已经再度走上正轨,运10的悲剧,已经不会再次重演了。(作者署名:候知健)

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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