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C919大飞机 航空梦圆

        发布时间:2018-10-29        

  据《人民日报》报道,11月10日,我国自主设计研制的国产大型客机C919飞机10101架机(即首架机)顺利完成首次城际飞行,从上海浦东成功转场至西安阎良。飞行过程中,飞机飞行高度达7800米,巡航速度最高达0.74马赫数,航程超过1300千米。飞机在空中各系统功能正常,飞机状态良好。

  C919大型客机,是中国首款按照最新国际适航标准、具有自主知识产权的干线民用飞机。2008年开始研制,2015年11月2日总装下线。2017年5月5日,我国首款国际主流水准的国产大型客机C919在上海浦东国际机场成功首飞,这标志着我国民用航空领域的一次重大跨越,我国正式进入中国民航新时代,打破了欧美在大型客机领域的垄断地位。C919实现了102项关键技术的攻关突破。先后于11月3日、5日、8日完成第三、第四、第五次试飞。第五次试飞时一度爬升至8000米高空,创下试飞以来最高纪录。11月10日的转场“远行”,飞行高度与正常民航航班相当,速度略低于正常民航航班,但均远远高于C919“首飞”时的高度和速度。这标志着C919飞机具备了城际航线飞行能力,也意味着大型客机项目取得阶段性成果,实现了从初始检查试飞转入包线扩展试飞。

  C919飞机由数以百万计的零部件组成,主要系统和设备包括电源系统、航电系统、飞控系统、燃油及惰化系统、液压系统、辅助动力装置、起落架系统、空气管理系统、防火系统、内饰系统等。

先进技术

  首次自主设计超临界机翼达到世界先进水平。与传统机翼相比,超临界机翼可使飞机的巡航气动效率提高20%以上,进而使其巡航速度提高将近100多千米/小时。如果用同一厚度的标准来设计传统机翼和超临界机翼,超临界机翼的整体阻力比传统机翼小8%左右。采用超临界机翼还可以减轻飞机的结构重量,增大结构空间及燃油容积。

  先进材料应用。采用铝锂合金、复合材料等先进材料,实现了飞机减重、增加使用寿命的目标。第三代铝锂合金材料用量达到8.8%,先进复合材料用量达到12%。全机采用了大量的强度更好、密度更低的新型结构材料,还应用了3D打印钛合金零件,从而降低飞机的结构重量,延长使用寿命,提高燃油经济性。 

  装配先进的机载系统和发动机。C919采用了先进的机载系统和发动机,如高度模块化和综合化的航电系统、带包线保护功能的全数字电传飞控系统等。航空发动机被誉为现代工业皇冠上的明珠,航空发动机对技术水平的要求很高,具备高温、高压、高速等特点,C919采用的全新LEAP-1C高涵道比发动机采用了一体化推进系统设计方式,经济性能更好。

  与人工智能相结合。C919以飞行员为核心,通过新技术和高度自动化减轻飞行员的操作负荷,使飞行员即便在失误的情况下也能保证飞机的安全。通过采用视景合成、视景增强、红外图像、虚拟数据和三维图,有效防止撞地、撞山。

电源系统

  C919使用电力作为主要的二次能源,交流电供电和直流电供电同时进行。

  飞机上装有自己的发电设备,它具有重量轻、功率大、发电质量高等特点。飞机在运行的任何时候都不能停电。为了保证飞机的安全飞行,飞机上的供电系统是多余度的,具有三重保障。

  第一重保障。大型客机用两台发动机带动两台发电机。每一台发电机所发出的电力都足以供给全飞机的需要。平时两台发动机同时工作,但每台都不是满负荷运转。其中某一台一旦发生故障,剩下的一台立刻进入满负荷工作状态。

  第二重保障。除了上述发电机外,在机尾又加装了一个小型的涡轮发动机和发电机,它的名字是辅助动力装置APU(Auxiliary Power Unit)。如果前面提到的那两台发电机同时出现故障,这台辅助动力装置就能承担起为飞机提供全部电力的责任。

  APU可向飞机独立提供电力和压缩空气,也有少量的APU可以向飞机提供附加推力。飞机在地面上起飞前,由APU供电来启动主发动机。在地面时APU也提供电力和压缩空气,保证客舱和驾驶舱内的照明和空调,在飞机起飞时使发动机功率全部用于地面加速和爬升,改善了起飞性能。降落后,仍由APU供应电力照明和空调,使主发动机提早关闭,从而节省燃油。

  第三重保障。现代客机上还装设有直流电系统,有容量很大的蓄电池。正常情况下,发电机经变流器产生出直流电向使用直流电的设备供电,它同时也使蓄电池充电。蓄电池能起到调节电压的作用,也用于启动发动机。假定出现了前述的三台发电机都发生了故障的特殊情况,此时蓄电池就是第三道防线,由它向飞机供电。但是,蓄电池贮存的电量毕竟有限,它只能保证向重要的设备和仪表供应电力。

  C919飞机配电系统采用固态功率控制器(SSPC),无需使用低可靠性的组件,从而提高了飞机的可靠性。与集中式配电系统不同的是,包含固态功率控制器的配电单元可以布置在整个飞机身上,可进行遥控,从而最大限度地减少飞机总的布线需求,并减少飞机重量。

  为保证飞机的电源系统安全和正常使用,在新飞机试飞前,都要进行“铜鸟”电源系统试验。除“铜鸟”试验外,C919开展的系统集成试验中还包括“铁鸟”“电鸟”,分别为飞控系统试验、航电系统试验。C919是国内第一个进行“三鸟”联试的项目,包括飞行剖面模拟试验、功能验证试验、运营航线飞行试验、故障试验、安全性试验等项目,尽可能将问题留在地面,最大限度地保障首飞及后续飞行安全。

航电系统

  C919大型客机航电系统(航空电子系统),采用了最新技术,以综合模块化航电平台、航空全双工以太网作为数据交换和处理的中枢,包含了综合显示、飞行管理、通信、无线电导航、综合监视、大气数据测量、惯性导航、飞行记录和机载维护等系统功能。此外,航电系统还与飞机众多系统的电子控制单元有错综复杂的交联关系。

  航电系统综合试验台“电鸟”,是C919飞机航电系统与飞机其他系统集成验证的重要平台,承担着航电系统各工作包集成与验证等研发试验,以及航电与电源、飞控、动力装置等系统的综合交联试验,承担着飞机首飞前需要完成的关键性工作。通过开展航电系统综合试验,不仅可以验证航电与其他35个系统数据交换的功能,还可以验证各个系统功能实现的正确性、完整性及安全性能,同时也将为C919飞机后续试飞、交付运营、持续适航提供有力的数据与信息支持。C919自主集成、建设了全新的大型客机重要航空电子系统地面仿真与测试试验环境,形成了覆盖全部航电系统的全方位系统综合试验环境和能力。

飞控系统

  飞控系统包括主飞控作动器、主飞控电子实验件、高升力系统,飞控系统的一大特色是采用了主动馈送技术的飞行员飞行情境意识系统,可避免飞行员在飞行中对环境因素在时间上和空间上的感知错误而造成灾难性的后果。C919大型“铁鸟”试验台的飞控、液压、起落架系统的机械安装接口、部附件安装位置、液压管路布置走向及安装方式与真实飞机是一致的,承担着飞机系统级研发和验证、飞机级多系统综合验证,以及飞控系统、液压系统和起落架系统的适航验证等试验任务,对确保飞机系统集成、试飞安全、试飞故障排查、后续型号改进等提供重要保障。

  【延伸阅读】

  C是China的首字母;第一个“9”的寓意是天长地久;“19”代表的是最大载客量为190座。

  C919的研制凝聚着中国数十万科研人员的心血。国内有22个省份、200多家企业、36所高校、数十万产业人员参与了C919大型客机研制。

  信息来源:《亮报》

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