明年就能坐上的中國大飛機 上面的國產材料還挺先進
差評君這幾天也被飛機吸睛了,不過我看的不是軍機,而是國產大飛機。
前幾天大家應該也看到了 C919 完成取證試飛的消息。
稍微解釋一下,「 取證 」 和 「 試飛 」 是兩個事兒, 這次是完成了全部試飛任務,馬上要獲取型號合格證( TC ),這一步是為了證明飛機的安全性設計符合中國民航 CCAR25 部的要求。
後面還有生產合格證( PC )和航空器適航證( AC )等著拿,三證到手飛機就可以交給航司。
這回官宣一波就是告訴大家,拿證基本就是時間問題,咱們的大飛機預計今年就能交付。
C919 的首家客戶東航在收到飛機後還要評審,看能不能達到商業飛行的條件,這個時間應該會在一年內完成。
也就是說最快的話, 我們明年就能坐上 C919 了。
關於這架大飛機,先問大伙兒一個問題,第一台 C919 是什麼時候下線的?
差評君記得很清楚是 2015 年,之所以這麼清楚是因為那會兒政治考試要考這個。。。
但實際上,大飛機項目早在 07 年就正式立項了,那會兒考慮到中國航空製造基礎薄弱,當時定下的國產化率目標是能到 10% 就行。
其實都不能說基礎薄弱,是壓根沒有基礎。
因為連飛機上最基礎的鉚釘都是 2013 年才通過適航認證可以使用的。( 密恐警告! )
接著到了 17 年首飛的時候,國產化率大約是 30%;而 現在 C919 上已經做到了 60% 的國產化率。
這個 60% 是從飛機核心系統的成本構成來的。
C919 上幾大核心系統的成本佔比是結構系統 36%、發動機系統 22%、航電系統 17%、機電系統 13%,還有 12% 是其他一些小系統。
現在的大飛機裡頭,發動機還是依賴進口,航電系統、機電系統主要以合資為主, 成本佔比最高的結構系統就基本是國產了。
把機身結構拆成幾塊看看背後供應商的名字,確認過眼神,都是自家人。
而且咱們都知道,結構和材料密不可分,C919 同時也大規模使用了 國產化程度很高的先進材料。
像飛機上最常見的鋁合金材料,在 C919 上的國產化率達到 90% 以上。
大伙兒肯定也在手機、汽車或者別的一些產品介紹上聽過航空級鋁材的說法,比如蔚來就說他們家車用的是航空級 7 系鋁。
這個 7 系鋁嘛。。。當然不是指寶馬同款鋁合金。 ( 雖然寶馬 7 系可能也用了 )
X 系鋁實際上是鋁合金的一個分類標準,鋁合金分為 1-8 系,區別就是鋁含量和合金元素的不同。
7 系鋁是指主要添加鋅的鋁合金,也是 C919 上使用最多的材料,佔到了全部結構材料的 65%,主要由中國鋁業提供。
C919 上不光用了 7 系鋁,還用上了更先進的鋁合金—— 第三代 鋁鋰合金。
這鋁鋰合金有啥好的嘞,一般來說降低合金品質最簡單的方法就是添加輕原子量元素,就是元素周期表更靠前的元素。
而鋰是最輕的金屬元素, 使用鋁鋰合金就能獲得很大的減重優勢。
在 C919 中,鋁鋰合金的佔比達到 8.8%,這個數據也打敗了它的競品波音 737 和空客 320。
不過,C919 用的鋁鋰合金還是進口的,中國企業雖然可以生產,但產能小無法滿足大飛機的需求, 國產替代還需要一些時間。
除了鋁合金,鈦合金也是 C919 上大面積使用的先進材料,而且國產化率更高,主要由寶鈦集團和寶鋼股份兩家供應商提供。
玩過改裝車的差友們對鈦合金肯定不陌生,憑藉高強度、低重量的優勢,車上連桿、彈簧、排氣、螺釘這些經常會換成鈦合金改件。
差評君有個朋友喜歡玩自行車,就給他的車換了一套鈦合金螺絲。
飛機上的螺栓也是用鈦合金,還有骨架、起落架、艙門上都大量使用鈦合金。
一般更先進的機型上含鈦量都會更高。
C919 上鈦合金的用量有 9.3%,而波音 737 和空客 A320 的分別為 4%、4.5%。(不小心又贏了 )
在 C919 還有一種重要的材料是複合材料,它也離不開國產的支援。
複合材料的意思嘛,就是指用一種材料作基體,加上其他的材料增強複合,來達到 取長補短的效果。
咱們在看下圖可以發現,新機型複合材料的用量明顯增多。
C919 的複合材料用量大概在 12%,包括後機身、尾翼多個部位。
這裡頭有一種叫做 T800 的碳纖維複合材料,之前咱們只在軍用飛機上使用過,這次 C919 成為首個使用這種高強材料的民用飛機。
T 後面的型號大小代表了拉伸強度, 數值越大,拉伸強度越強。
像 T300 用在機身後段這樣的次承力結構上,而拉伸強度更大的 T700、T800 就會用在大翅膀這種主承力結構上。
目前呢,T300、T700 咱們有生產能力,T800 雖然還是用進口,但有中國供應商披露已經具備批量化生產能力, 正在溝通替換。
其實 大飛機的國產化替代一直是一個漸進的過程。
就拿國產化率達到 90% 以上的鋁合金來說,在 C919 最初的原型機上,當時出於獲取適航取證的需要,鋁材全部都是進口的。從第二架飛機開始,國產鋁材的用量才慢慢增加,直到現在基本實現國產。
材料上是這樣,其他地方也是如此。
發動機是 C919 上最大的進口部件了,由美法合資的 CFM 公司生產。
在 2020 年中美貿易戰打的正激烈時,就傳出美國計劃阻止向中國提供 C919 發動機的消息。
雖然後來川普表 態不會阻止發動機出口,但咱自己飛機的心臟可不能指望一直用國外的產品。
所以國產的發動機 CJ-1000A 在加緊研製了,18 年宣布完成整機點火,現在進入到試製階段。
業內預計會在 2025-2030 年之間讓 C919 換上兩顆 「 中國心 」。
當然了, 這會是一個緩慢的過程,就像咱們的高鐵,一開始也全不是自己的技術。
先引入國外先進技術,再對成熟產品逆向仿製,吃透技術後再進行優化,直到完全自主掌握。
所以讓 C919 再飛一會兒吧,一起期待民航里的 「 復興號 」 早日上天。