本周一(2021年3月1日),C919大型国产客机购机合同在上海签署。买主是中国东方航空集团有限公司,卖主是生产制造C919的中国商用飞机有限责任公司。这也是国产大飞机C919在全球的第一个正式购机合同。东航首批引进5架C919,力争年内交付首架。(文章回顾:年底国产大客机C919,东航上岗!
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首单落地,中国商飞的担子也更重了。消息出来后,
飞机刚刚诞生后的四十年,主要作为占领制空权的有力武器使用,也是西方发达国家横行称霸的杀手锏。特别是二战期间,受大规模军事需求的强烈刺激而得到了空前发展。二战结束以后,世界迎来相对安宁,其庞大的航空工业生产体系如何有效利用,成为战后的重要课题。
二战超级马林“喷火”MK V战斗机

后来,西方航空发达国家开始将军用航空技术转为民用,英国的德·哈维兰公司甚至比美国波音公司更早研制生产出喷气式客机,名曰彗星号。自1949年到1964年停产,共生产了114架。但不幸的是,该型飞机运营期间,共发生6次重大解体爆炸事故,100多人罹难。在上周的文章中,我们也为大家讲过。事故后分析,彗星飞机大部分事故的原因皆出于结构设计问题,飞机蒙皮所用的金属材料,其性能和厚度不能承受高速、高压飞行的环境,在复杂、交变应力的反复作用下,发生了疲劳断裂或破裂。有的飞机是从机顶天窗的铆钉处破裂,可见制造工艺也存在问题。不知道大家还记不记得,在那篇文章,我们为大家留了一个小伏笔。
彗星飞机的失败,不仅是飞机结构材料的设计制造问题,更是飞行器刚步入高速飞行时代,航空工程师对更加严苛的飞行条件之于材料的疲劳强度要求认识不足、研究不深、实践经验不够等问题。当然,那时断裂力学、强度试验、失效分析等相关基础科学和技术在航空的应用还不成熟,制造技术还不先进,民机适航认证尚未起步,是现代航空运输器发展中的一个初级阶段。彗星飞机的教训,使业界警醒,如何保证民用飞机的安全性,从此提上了首要议程。(文章回顾:777引擎爆炸事故初步结论出炉,因金属疲劳引发的空难有哪些? )
哈维兰彗星1型。RuthAS/作品
为保证民用航空活动安全,美国1958年成立了联邦航空局(FAA),隶属于交通运输部,负责制定民航管理法规文件,并对所有参与民用航空活动(包括运输航空和通用航空)的飞行器、人员、机场、空管、维修及相关设施设备实行严格的准入审查和日常管理。FAA颁布的适航管理法规、文件体系庞大,分为法规性文件和指导性通知两大类,而法规性文件又分为联邦航空条例(FAR)和技术标准规定(TSO),这些条例和标准对所有在疆域内参与民用航空活动的航空器和相关设施设备、人员实行准入审查许可,对相关工作流程做出了严格的规定。
相继,欧洲国家也逐步建立完善民航管理机构。欧洲一体化以来,先后成立了欧洲联合航空局(JAA)及目前的欧洲航空安全局(EASA),统一制定民航活动管理法规和标准,在成员国实施应用,并统筹协调欧洲民航飞行活动空域。
其实,民用航空适航管理法规体系,是随着航空科学及相关技术发展、民用航空活动实践总结、特别是诸多事故而逐步完善、提高的。基于在世界航空科技水平领先和民航应用超前这个客观事实,美国联邦航空局和欧洲航空安全局的适航管理法规成为几十年来世界最权威的两个体系,被绝大多数国家学习借鉴甚至照搬应用。因此,一型民用飞机一旦取得FAA或EASA的型号合格证,就意味着取得了国际市场的通行证。
FAA制定的联邦航空条例(FAR)分为若干部,其内容涵盖飞机、发动机、机载设备及相关主要附属设备从设计、制造、试验、试飞到运营、维修保养等全生命周期内应达到的基本技术要求和使用管理规则,另外还对航空公司及其从业人员、机场及人员、空管、维修保障等都制定了相应的法规文件。
FAR第25部,即是运输类飞机的适航标准。当今,衡量一型飞机先进与否的重要条件,是安全性、经济性、舒适性、环保型,而安全性首当其冲。因为飞机在空中飞行,出了大问题无法挽救。所谓的适航标准,就是保证飞机安全使用应达到的基本技术要求。说起来简单,但达到要求很难。民航局方对飞机从设计、制造、试验、试飞直至取得型号合格证期间的适航审查,叫初始适航管理;在使用过程中的监管,叫持续适航管理。制造商要想制造一型商用飞机投入市场,必须严格按照适航标准规定进行研制,并事先向局方提出适航审查申请,从设计开始到取证,全过程、一步步接受局方的适航审查、把关,其中会遇到很多挫折,甚至半途而废。因此,要研制成功一架商用飞机,特别是先进民用客机,不仅耗资巨大,而且过程艰辛,少则几年,多则十几年。所以说,航空是一个典型的技术密集、高投入、回报周期很长的产业。欧洲几个大国联合奋斗了几十年发展起来的空客,到今天方才与波音平起平坐。
话说回来。大家知道,由于历史上的诸多原因,新中国航空工业起步晚于美欧,在上个世纪的后50年里,以研制生产军用航空产品为主。我国的民用航空、特别是民用客机市场基本为美欧飞机占领。因此,中国民航局制定的民用航空管理条例(CCAR)体系,基本上是学习借鉴了美欧特别是美国的FAR条例,囊括行政管理程序、初始适航和设计制造、持续适航和飞机维修、航空人员、空管、机场、飞机搜救与事故调查七大类共80余部条例和规章,已形成完善的安全管理体系。其中运输类飞机的适航审查标准是CCAR--25部,在其他部分还有发动机(33部),材料、零部件和机载设备(37部)的适航审查标准。经过民航系统的艰苦努力,我国的航空安全水平高出世界平均水平10倍(据几年前国际民航组织数据,机毁人亡事故率世界平均为百万分之零点八架次),我国的民航运输总周转量(客货运量总和折算)十几年前就已高居世界第二,成为民航大国。但是,我们还不是民航强国,因为我们乘坐的的客机基本上都姓波音或空客。
图片来源:中国南方航空的波音787
在经过多年的曲折道路后,自本世纪初开始,在国家的大力支持和民航系统的积极配合下,我国航空工业制定了民机发展三步走的战略,并一往直前。我国拥有完全知识产权的ARJ21涡扇支线客机,对标国际先进水平,严格按照CCAR的适航管理条例,从2000年开始立项研制,2008年首飞成功。由于该机是我国首型完全遵从适航标准研制的客机,缺乏经验,为确保安全性,适航取证试验和试飞历时8年,通过了各种严格考验,于2016年拿到中国民航的型号合格证及生产许可证,首架机交付成都航空投入运营。至2020年底,ARJ21飞机已交付7家航空公司共43架,开通航线108条,累计载客153万人次。更重要的是,实现了安全飞行无事故。ARJ21飞机的成功,不仅锻炼了研制队伍,还极大推动了民航局方的适航审定工作,积累了宝贵的适航审查经验。
三大航2020年交付的ARJ21。图片源自:大飞机/党群工作部
随之,我国自行研制的单通道大型客机C919也在2017年首飞,几年来在紧张开展适航取证试飞。有了ARJ21的经验,发展道路稍微平坦一些,但仍需付出艰苦努力。
为C919加油,
也为祖国的航空事业加油!