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C919首飞成功!商用飞机研制究竟有多复杂?

2017-05-05 14:39 来源:科普中国-军事科技前沿 

  出品:科普中国

  制作:白璐

  监制:光明网科普事业部

  5月5日15时19分,我国自主设计研制、具有国际主流水准的干线客机C919在上海浦东国际机场圆满完成“首飞”任务,这标志着中国民用航空事业正式迈入了崭新的阶段。这是我国继“运十”后自主研制的第二款大型商用飞机。

C919首飞成功!商用飞机研制究竟有多复杂?

  国产大飞机C919

  商用飞机是主要在商业环境下进行人员和货物的运输的飞机,它的研制涉及大量的、极端复杂的问题,是一项非常巨大的工程。在现实中,很少有哪一种产品的研发会有如此程度的商业取向和复杂性。

  在规模上,商用飞机的外形比其它产品要大得多,研制商用飞机需要大量人力。在波音公司,波音777项目投入了大约6500名员工,而空客公司为了制造出超大型的A380飞机,动用了约6000名员工,在供应商方面还有34000名员工直接参加了该项目。此外,飞机的零件数量也非常庞大。一位参加过波音777项目的工程师曾形象地描述道,波音777是400多万个、排成密集队形、一起运动的零件。

C919首飞成功!商用飞机研制究竟有多复杂?

  波音777

  在系统上,一架商用飞机由很多不同的系统(结构、飞行控制装置、液压系统、电气和启动系统、航空电子系统、客舱系统)组成,这些系统本身就非常复杂,它们还必须共存在相对狭窄的空间内。商用飞机系统必须适应包括高低温极限、振动、潮湿、液体污染等非常严酷的条件,这样才能成为合格的适合商用飞机使用的系统。

  在设计上,商用飞机与大多数其他产品最明显的技术差别是,它的重量必须减到最低。飞机越重、耗油也就越多。举个例子来说,飞机的起飞重量仅仅超出目标值2%,那么对于起飞重量为100t的飞机,超重将达2t,这将使航空公司每年减少100万美元的收益。因而,减少重量一直是飞机设计的最终追求。

  在成本上,商用飞机的研制极其昂贵,如果按每座的研制成本不变计算,历史趋势表明,商用飞机的研制成本在持续增加。如波音777的研制费用比最初的估计多花了60亿美元,上市时的价格就比预估的贵了许多。航空运输市场并不稳定,通常波动快速,使得商用飞机的研制总是存在极大的财务风险,因而需要采取一定的措施将这些风险减低到最小程度,这进一步增加了研制项目的复杂性。

  在管理上,与传统的项目相比,商用飞机的研制未知因素更多。如空客A380飞机就首次采用了GLARE材料,波音787飞机的机身也首次使用了碳纤维复合材料,采用新材料就会产生新的未知因素。同时,新项目组织形式或新供应链结构也会产生新的未知因素。在研制飞机的过程中,数千名工程师设计了数以万计的飞机零件,而要对数千名工程师和他们的技术工作进行管理,则需要在进行部件设计的同时,细化管理准备工作,导致管理的复杂性增加。

C919首飞成功!商用飞机研制究竟有多复杂?

  空客A380

C919首飞成功!商用飞机研制究竟有多复杂?

  波音787

  商用飞机是一项独特的产品,每款新机型的研制都是一项复杂的、多元化的的庞大工程,它不仅承受着较高的财务风险,也吸引着公众的浓厚兴趣。商用飞机研制的独特之处在于,它必须把项目极度复杂性的管理与降低成本的需求这两者很好的结合起来。

[责任编辑:赵清建]

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