飞机那点事儿 发表于 2015-11-3 10:44:14

综合微信中关于C919的一些技术细节

转帖,作者:王小东


国产大飞机C919主要供应商一览

  西飞中航飞机:机体中机身(含中央益)、外翼翼盒(含固定前、后缘)、副翼、后缘襟翼、扰流板

  成飞:机头

  沈飞:垂尾、平尾

  昌飞:机翼扰流片

  洪都航空:前机身和中后机身

  济南特种所:雷达罩

  航空GE参股的CFM公司LEAP—X1C,未来将随国产发动机成熟后逐步替换CFM航空动力:发动机

  柯林斯(美)/中电科:航天电子通信与导航系统

  柯林斯(美)/中航电子(中航电子:航电核心处理系统、座舱显示系统、大气数据系统、惯性/卫星导航系统、飞行数据系统

  系统

  霍尼韦尔(美)/中航工业飞控所中航电子:飞行控制系统

  联合技术(美)/中航机电中航机电:机电电源系统

  系统

  中航电子:机载照明系统

  霍尼韦尔(美)/沈飞民机:辅助动力装置、APU系统

  金城南京:燃油系统、液压系统、空气管理系统等

  利渤海尔(德)/中航工业起落架公司中航飞机:起落架

  霍尼韦尔(美)/博云新材博云新材:刹车系统



四片风挡:中国设计超越了整个欧洲

  相比发动机、飞行驾驶控制与雷达这些为人所熟知的核心技术,座舱风挡似乎不是什么高技术含量的核心技术,但事实上正是这看似不起眼的风挡,却实实在在的体现了客机研发单位的技术实力。目前C919采用的是四片风挡,即整个驾驶舱的风挡由4片组成,在C919之前仅有美国的波音787客机采用了类似设计,相比之下,欧洲目前最新的A350客机采用的则是六片风挡设计。对于飞行员而言,风挡的数量越少视野好,此前曾发生过风挡立柱遮挡视线险些酿成空难的情况。不仅如此,风挡数量越少,飞机阻力也越小,这对于目前为拓展航程与增强飞行经济性而在飞行阻力上斤斤计较的客机而言,无疑相当重要。

  但风挡数量越少强度要求越高。美军F16战机的无撑整体座舱盖的材料强度就比同时代的F15有撑座舱高近2倍。而在C919客机上,其四片风挡在材料强度无疑比传统风挡更高。不仅如此,C919的四片风挡为承载,风挡的承重结构提升了飞机结构的承载效率,降低了整机重量。以波音787客机为例,其承载式风挡结构就比波音777的非承载式风挡减重近300千克,该重量相当于可多搭载3名乘客或延长18海里的航程。不仅如此,C919的四片风挡也绝不是对波音787的简单复制,其研发人员为装备四片承载式风挡对机头进行了重新吹风,并优化了风挡位置与安装角度,而这一切,中国都走在了整个欧洲的前面。翼端小翼:小设计展现材料加工进步

  除了风挡,C919另一个值得称道的就是机翼末端的小翼,尽管目前几乎所有客机均采用了翼端小翼布局,且在C919公布的早期模型上也采用了翼端小翼布局,但在正式下线的实机上,C919的翼端小翼却展现出了完全不同的先进设计,即翼端小翼与主翼的融合设计,而首开该技术的,同样是绰号“梦幻客机”的波音787。结合全新设计的翼端小翼,波音787客机的机翼整体升阻比比无小翼机翼高40%,比采用传统翼端小翼的机翼高25%,C919客机在机翼整体设计上基本达到了波音787客机的世界顶级水平。相比之下,尽管空客A350客机同样采用了与主翼融合的翼端小翼设计,但外张角度较小,整体效率不及中美设计。

  但正如四片风挡一样,全新机翼也对材料与整体设计提出了更高的要求,而从题图的任务分部来看,C919客机的机翼与活动翼面全部是由中航工业西飞完成。参照波音787客机的机翼结构来看,只有全新设计的以碳纤复合维材料为主,铝锂合金、钛合金为辅的机翼结构才能满足全新机翼的强度要求。此前欧洲于1985年首次将复合材料应用在A310客机的尾翼,A350客机的机翼也大量采用了复合材料,波音787客机更将复合材料在机身、机翼上进行了广泛使用。如果中国在C919客机的机翼上采用了类似等级的碳纤维复合材料应用则预示中国的客机材料与加工技术已取得突破式进步,整体水平已居于世界前列。C919克服国外封锁 部分技术比波音737先进

  C919大型客机针对先进的气动布局,结构材料和机载系统规划了102项关键技术攻关,包括飞机发动机一体化设计,电传飞控控制率设计,主动控制技术等。先进材料首次在国产飞机上大规模应用,第三代铝锂合金材料,先进复合材料用量分别达到8.8%和12%,ARJ的应用量仅有1%,而且是用在了非承力结构,而C919使用在机身后段以及平尾等承力机构部分,代表了我国在复合材料领域应用水平的突破与发展。

  C919采用了比波音737更为先进的全时全权限电传操纵系统和先进的主动控制技术。这种技术是高综合、高安全、高复杂度的关键机载系统之一,其中多项属于民机研制的核心技术,也是美国政府明令此项技术禁止出口的技术。与ARJ的研发模式不同,中国商飞自行研发了飞控系统的核心技术,即飞行控制律的算法,霍尼韦尔公司作为飞控系统的供应商,受制于美国法律不能提供这项技术,只能由中国商飞自主研发,研发过程中,霍尼韦尔只负责将中国商飞设计好的算法与方案进行功能的实现。每次,对程序设计是否合适,霍尼韦尔公司只回答 YES或NO,故障原因则需要中国商飞自己进行定位与更改。这些研发模式的改变都代表中国商飞在大型商用客机核心技术的突破。 令人欣慰的是,目前中国商飞在飞行控制律设计方面有了重大突破,不仅可以支持首飞的需求,还能支持后续一定阶段的试飞工作。首架原型机进入总装和试验阶段的国产大飞机C919将配备的航电系统,将是中美合作的当今航空业“最强大脑”。

  作为C919航电系统供应商,航电日前宣布,已向中国商飞公司交付C919大型客机航电系统综合与验证试验平台及首套用于地面试验的产品,C919大型客机航电系统进入软硬件集成测试验证阶段。

  航电系统一直被誉为一架飞机的“大脑”,它承担飞机核心数据处理、信号传输、信号功能逻辑转换等重要功能,飞行员通过它实现对复杂信息的融合和处理、完成与飞控等系统交联和互动,达到对飞机完全操纵控制并有效完成飞行任务。

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