（转）凭谁问：C919除了壳子还有什么？

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图：制造中的C919首架原型机，尚未安装发动机等设备，真正意义上的只有壳子

国产C919客机总装下线已经有些日子了，但关于C919的争议，尤其是针对C919国产率问题指责C919只有“壳子”的责难声却从未消失。实际上客机设计的大半重点都在于“壳子”上，过度鄙夷客机壳子的意义，不仅对C919设计人员很不公平，而且是无知的表现。

一：国内宣传欠妥是C919客机饱受质疑的重要原因

虽然这么说有些尖锐敏感，但笔者必须说，C919今日受到的不公平指责，有相当大部分是由于我国传统的宣传习惯不好而引起的。我国在宣传上过度注重人文精神，而轻视理工知识和内在逻辑。因此国内但凡出来个新东西，多半只是过分的夸它好，却无法有说服力的证明它好在哪里，是何种程度的好；而对不好的地方，更是绝口不提。

这样做的结果，必然导致多数人没有办法在认知上形成牢固稳定的准确判断基础。面对国内取得的新成就，一方面大家对它期望值放的过高，恨不得一步登天，只有和世界顶级水平能够媲美才能让人觉得理所当然。而另一方面，就是极大的低估了工程技术的发展难度；做不到世界先进水平就是垃圾，不能实现全国产化就是完全没有自己的核心技术。


图：为什么装着4台美国原装发动机的运10原型机，只飞了170个小时就不再飞了？因为它的壳子只允许200小时的安全飞行寿命，再接着飞就极其危险了。没有好壳子，就算有好发动机好设备，一样不顶用。

当年运10的宣传就是如此。本来在70年代末期能第一次造出那么大的客机并顺畅完成基本科目的试飞、甚至能在西藏高原地区完成载货起降，这对于国内已经是极大的突破和怎样自豪都不为过的成就了，但宣传上却非要将其无限拔高到等同于国际先进水平。

实际上运10无论是材料、制造工艺，还是结构设计和试验都存在大量的问题，无论是设计方自己的估算，还是北航专家组的复核，都证明最初的运10样机安全飞行寿命不超过200小时。这一点只在极少数专业论文和著作中提及，因此绝大多数人都毫不知情。

在运20和C919首飞、总装下线以后，很多人根本无法理解我国在这两个型号上相比于运10取得了多大的进步和技术成就；反而发自内心的认为，我国真的在80年代初期就有研制这个水平飞机的能力。尤其是在国产化率较低的C919上，不理智的指责现象极为严重。今日之果，皆是过往之因。

二：C919的气动确实做的不错，但目前的宣传完全不合格

所谓的“壳子”涵括了飞机的气动外形和机身结构。飞机的尺寸，决定了它能携带多少燃油和乘客、货物。飞机的外形——包括它在各种情况下（载重量、速度、高度）的变形特性和幅度，决定了它要花多大的阻力代价才能获得所需的升力。


图：运10的参照蓝本波音707，它的气动和结构设计在今天早已完全过时。即使是给它换上新发动机各种新设备，投入市场运营的结果也一定是赔得血本无归

相比于战斗机每一代设计，都能找出大量不同的外形特征差异，客机的总体布局确实几十年来都没变过。但如果谁真的以为现在客机的气动一直没有进步，让他拿着几十年前外形的客机去开公司的话，即使是采用包括发动机在内的一切相同设备；一年都不要，他就会在高昂的运行成本和盈利亏损下跳楼。

无它——就因为壳子外形的细微差别，别人飞机相同航程比他省油，比他能运载更多的乘客和货物；而运载相同乘客和货物的时候，别人能跑的航线，他却因为飞机航程不够而跑不了。而正是在这些细节上，C919下了很大的力气的追赶，虽然和波音787这样的世界顶级水平不能相比，但仍然可以说做的不错了。


图：C919干净机翼构型的气流分离（左）和增升装置（襟翼）打开以后的气流分离对比（右）。现代客机的基本设计，不论是气动还是结构，都已经很成熟；性能优劣完全依靠无数个设计点上，一点一滴挤榨出更高的效率然后累积出来。这些信息很难被简单粗暴的宣传工作所传递。

比如目前宣传中强调C919的设计先进性，常常会提到两个方面，一个是采用了超临界翼型，一个是翼梢小翼，这种宣传点切入的太不明智了。因为这两个东西的基础设计，其实已经存在了很多年——比如1967年开发的空客A300客机就应用了超临界翼型；然而C919在这两个方面的具体进步，又牵涉到大量的专业内容，不易于表达，于是就被宣传部门全部砍掉。最后的结果就是很多人指责C919宣传“气动先进”是用70年代就开始普及的技术来愚弄大众。

实际上C919气动上的最大亮点，在于它利用先进手段大幅提升了设计效率——这其中很多技术因为硬件基础的关系，真正投入实用至今不超过15年；在吸取以往国外机型经验教训的基础上，应用新设计新技术提升总体性能。比如仅在机翼上，C919就在机翼厚度、油箱容积不比同类飞机小的情况下，做到阻力比现役的同类超临界翼型飞机（比如空客A320）要降低2%


图：C919中研究发动机吊舱对机翼气流干扰的部分内容

而在发动机吊舱和机翼之间，为了从一开始就留下大尺寸的发动机安装余地——C919又特别优化了发动机吊舱和机翼之间的干扰阻力。而波音737 max，就是因为机翼和机身气动设计太老，没有给发动机留下余地，以至于它就算和空客A320 NE0、C919采用同一个系列的发动机，也只能装推力小了1/8以上的版本。

通过采用快速成形技术、 先进优化设计方法及精确CFD与优化设计、风洞试验验证的无缝结合，C919飞机设计在超临界机翼、 增升装置、 翼梢小翼、 减阻技术和流动控制技术方面取得很大的突破， 经风洞试验和不同CFD程序计算验证， 机头、 后体设计减阻1%， 翼梢小翼设计减阻2%， 机翼吊挂/发动机一体化设计比竞争机减阻2%， 总体达到了C919空气动力设计相对竞争机同比减阻5%的设计要求。

然而非常遗憾的是，这些具体的进步内容，只能在专业文献中找到，根本没有出现在官方宣传中。

三：C919结构根本不是运10所能相提并论。而材料落后是中国的现状，但并非不能在未来改变

除了外形，C919壳子的结构，一方面决定了自身的燃油经济性——结构越重，就越要多烧油。另一方面也决定了它能是不是能在接来下的十几二十年、甚至更长的时间内，能够几乎日日不断的安全飞行——这是个非常困难的事情，C919在飞行中的每一刻，机翼和机身都在不断的变形；每一次降落，都是以六十多吨重量以两百多公里时速接地。


图：就是这么点薄薄的壳子，支撑着现代客机在十几二十年内，在重达几十吨、甚至两三百吨的重量下，以两三百公里每小时的速度接地几万次而不出现严重的损坏。设计制造这样的壳子，真的很容易？

如果仅仅是将飞机结构视为“造一个壳子”，那么大概运10就算是典型了。它参照的波音707客机飞行寿命可以达到几万小时，而运10在材料和工艺能力不足情况下，强行制造出那么大结构的结果，就是安全飞行寿命只有200小时；飞一次就是全身各处变形、裂纹，结构出现各种故障需要修理，以至于每年最多飞几十个小时。

而今天的C919完全不同，这是一架寿命可以达到6-8万小时、能够投身商业市场进行商业运营的飞机。以国内现有的水平来说，C919在结构可靠性上追平空客A320和波音737这样的对手是不可能的，但故障率也不会差出一个数量级去；和几十年前的运10相比，这进步难道还不够大？


图：A350 XWB的机翼结构，也就是这样空荡荡的玩意，要支撑起两百多吨的重量在天空以几百公里小时飞行，持续十几二十年甚至更久。

当然，为了提升结构性能和减重，C919目前采用了很多进口的材料，比如先进的铝锂合金，这点被很多人所重点诟病。笔者只想列举国内的一个现成例子，歼10在样机制造、以及前几架原型机上，一样大量应用了进口材料——从铝材到座舱玻璃，因为当时国产材料根本不足以满足三代机的高性能要求。直到歼10在2004年定型时，才基本实现绝大部分材料的国产化。

任何人都无法否认的事实是，如果没有歼10的研制作为基础，根本不会有今天的歼20。那么当初如果真要等到了全部材料都能国产达标才开始动手研制，那么歼10和歼20的研制要拖后多少年？如同歼10的研制，C919现在大量使用进口材料，不代表以后也将大量使用进口材料；正相反，过于刻板的强调“全面自主”，只会严重拖累中国的客机发展。


文章来源于：科普中国
作者：现代国防与安全研究中心研究员候知健原文链接 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz= ... d=0#wechat_redirect

图：制造中的C919首架原型机，尚未安装发动机等设备，真正意义上的只有壳子

国产C919客机总装下线已经有些日子了，但关于C919的争议，尤其是针对C919国产率问题指责C919只有“壳子”的责难声却从未消失。实际上客机设计的大半重点都在于“壳子”上，过度鄙夷客机壳子的意义，不仅对C919设计人员很不公平，而且是无知的表现。

一：国内宣传欠妥是C919客机饱受质疑的重要原因

虽然这么说有些尖锐敏感，但笔者必须说，C919今日受到的不公平指责，有相当大部分是由于我国传统的宣传习惯不好而引起的。我国在宣传上过度注重人文精神，而轻视理工知识和内在逻辑。因此国内但凡出来个新东西，多半只是过分的夸它好，却无法有说服力的证明它好在哪里，是何种程度的好；而对不好的地方，更是绝口不提。

这样做的结果，必然导致多数人没有办法在认知上形成牢固稳定的准确判断基础。面对国内取得的新成就，一方面大家对它期望值放的过高，恨不得一步登天，只有和世界顶级水平能够媲美才能让人觉得理所当然。而另一方面，就是极大的低估了工程技术的发展难度；做不到世界先进水平就是垃圾，不能实现全国产化就是完全没有自己的核心技术。


图：为什么装着4台美国原装发动机的运10原型机，只飞了170个小时就不再飞了？因为它的壳子只允许200小时的安全飞行寿命，再接着飞就极其危险了。没有好壳子，就算有好发动机好设备，一样不顶用。

当年运10的宣传就是如此。本来在70年代末期能第一次造出那么大的客机并顺畅完成基本科目的试飞、甚至能在西藏高原地区完成载货起降，这对于国内已经是极大的突破和怎样自豪都不为过的成就了，但宣传上却非要将其无限拔高到等同于国际先进水平。

实际上运10无论是材料、制造工艺，还是结构设计和试验都存在大量的问题，无论是设计方自己的估算，还是北航专家组的复核，都证明最初的运10样机安全飞行寿命不超过200小时。这一点只在极少数专业论文和著作中提及，因此绝大多数人都毫不知情。

在运20和C919首飞、总装下线以后，很多人根本无法理解我国在这两个型号上相比于运10取得了多大的进步和技术成就；反而发自内心的认为，我国真的在80年代初期就有研制这个水平飞机的能力。尤其是在国产化率较低的C919上，不理智的指责现象极为严重。今日之果，皆是过往之因。

二：C919的气动确实做的不错，但目前的宣传完全不合格

所谓的“壳子”涵括了飞机的气动外形和机身结构。飞机的尺寸，决定了它能携带多少燃油和乘客、货物。飞机的外形——包括它在各种情况下（载重量、速度、高度）的变形特性和幅度，决定了它要花多大的阻力代价才能获得所需的升力。


图：运10的参照蓝本波音707，它的气动和结构设计在今天早已完全过时。即使是给它换上新发动机各种新设备，投入市场运营的结果也一定是赔得血本无归

相比于战斗机每一代设计，都能找出大量不同的外形特征差异，客机的总体布局确实几十年来都没变过。但如果谁真的以为现在客机的气动一直没有进步，让他拿着几十年前外形的客机去开公司的话，即使是采用包括发动机在内的一切相同设备；一年都不要，他就会在高昂的运行成本和盈利亏损下跳楼。

无它——就因为壳子外形的细微差别，别人飞机相同航程比他省油，比他能运载更多的乘客和货物；而运载相同乘客和货物的时候，别人能跑的航线，他却因为飞机航程不够而跑不了。而正是在这些细节上，C919下了很大的力气的追赶，虽然和波音787这样的世界顶级水平不能相比，但仍然可以说做的不错了。


图：C919干净机翼构型的气流分离（左）和增升装置（襟翼）打开以后的气流分离对比（右）。现代客机的基本设计，不论是气动还是结构，都已经很成熟；性能优劣完全依靠无数个设计点上，一点一滴挤榨出更高的效率然后累积出来。这些信息很难被简单粗暴的宣传工作所传递。

比如目前宣传中强调C919的设计先进性，常常会提到两个方面，一个是采用了超临界翼型，一个是翼梢小翼，这种宣传点切入的太不明智了。因为这两个东西的基础设计，其实已经存在了很多年——比如1967年开发的空客A300客机就应用了超临界翼型；然而C919在这两个方面的具体进步，又牵涉到大量的专业内容，不易于表达，于是就被宣传部门全部砍掉。最后的结果就是很多人指责C919宣传“气动先进”是用70年代就开始普及的技术来愚弄大众。

实际上C919气动上的最大亮点，在于它利用先进手段大幅提升了设计效率——这其中很多技术因为硬件基础的关系，真正投入实用至今不超过15年；在吸取以往国外机型经验教训的基础上，应用新设计新技术提升总体性能。比如仅在机翼上，C919就在机翼厚度、油箱容积不比同类飞机小的情况下，做到阻力比现役的同类超临界翼型飞机（比如空客A320）要降低2%


图：C919中研究发动机吊舱对机翼气流干扰的部分内容

而在发动机吊舱和机翼之间，为了从一开始就留下大尺寸的发动机安装余地——C919又特别优化了发动机吊舱和机翼之间的干扰阻力。而波音737 max，就是因为机翼和机身气动设计太老，没有给发动机留下余地，以至于它就算和空客A320 NE0、C919采用同一个系列的发动机，也只能装推力小了1/8以上的版本。

通过采用快速成形技术、 先进优化设计方法及精确CFD与优化设计、风洞试验验证的无缝结合，C919飞机设计在超临界机翼、 增升装置、 翼梢小翼、 减阻技术和流动控制技术方面取得很大的突破， 经风洞试验和不同CFD程序计算验证， 机头、 后体设计减阻1%， 翼梢小翼设计减阻2%， 机翼吊挂/发动机一体化设计比竞争机减阻2%， 总体达到了C919空气动力设计相对竞争机同比减阻5%的设计要求。

然而非常遗憾的是，这些具体的进步内容，只能在专业文献中找到，根本没有出现在官方宣传中。

三：C919结构根本不是运10所能相提并论。而材料落后是中国的现状，但并非不能在未来改变

除了外形，C919壳子的结构，一方面决定了自身的燃油经济性——结构越重，就越要多烧油。另一方面也决定了它能是不是能在接来下的十几二十年、甚至更长的时间内，能够几乎日日不断的安全飞行——这是个非常困难的事情，C919在飞行中的每一刻，机翼和机身都在不断的变形；每一次降落，都是以六十多吨重量以两百多公里时速接地。


图：就是这么点薄薄的壳子，支撑着现代客机在十几二十年内，在重达几十吨、甚至两三百吨的重量下，以两三百公里每小时的速度接地几万次而不出现严重的损坏。设计制造这样的壳子，真的很容易？

如果仅仅是将飞机结构视为“造一个壳子”，那么大概运10就算是典型了。它参照的波音707客机飞行寿命可以达到几万小时，而运10在材料和工艺能力不足情况下，强行制造出那么大结构的结果，就是安全飞行寿命只有200小时；飞一次就是全身各处变形、裂纹，结构出现各种故障需要修理，以至于每年最多飞几十个小时。

而今天的C919完全不同，这是一架寿命可以达到6-8万小时、能够投身商业市场进行商业运营的飞机。以国内现有的水平来说，C919在结构可靠性上追平空客A320和波音737这样的对手是不可能的，但故障率也不会差出一个数量级去；和几十年前的运10相比，这进步难道还不够大？


图：A350 XWB的机翼结构，也就是这样空荡荡的玩意，要支撑起两百多吨的重量在天空以几百公里小时飞行，持续十几二十年甚至更久。

当然，为了提升结构性能和减重，C919目前采用了很多进口的材料，比如先进的铝锂合金，这点被很多人所重点诟病。笔者只想列举国内的一个现成例子，歼10在样机制造、以及前几架原型机上，一样大量应用了进口材料——从铝材到座舱玻璃，因为当时国产材料根本不足以满足三代机的高性能要求。直到歼10在2004年定型时，才基本实现绝大部分材料的国产化。

任何人都无法否认的事实是，如果没有歼10的研制作为基础，根本不会有今天的歼20。那么当初如果真要等到了全部材料都能国产达标才开始动手研制，那么歼10和歼20的研制要拖后多少年？如同歼10的研制，C919现在大量使用进口材料，不代表以后也将大量使用进口材料；正相反，过于刻板的强调“全面自主”，只会严重拖累中国的客机发展。


文章来源于：科普中国
作者：现代国防与安全研究中心研究员候知健