飛機制造業(yè)是國家安全和經(jīng)濟獨立的重要保證，大型飛機是噴氣時代航空科技高度集成的制高點，是國家保持軍事威懾能力和國際影響力的關(guān)鍵戰(zhàn)略技術(shù)。北京日報特約北京航空航天大學(xué)教授范玉清講述——
生產(chǎn)大飛機的過程涉及多個學(xué)科，包括空氣動力學(xué)、材料學(xué)、航空電子學(xué)等；大飛機產(chǎn)業(yè)則涉及化工、電子、冶金等部門，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)之花”。飛機整體結(jié)構(gòu)制造技術(shù)有:高效數(shù)控加工、大型壁板的形成技術(shù)和大型壁板精確加工技術(shù)。集成的整體結(jié)構(gòu)、復(fù)材構(gòu)件和數(shù)字化技術(shù)，構(gòu)筑了新一代飛機先進制造技術(shù)的主體框架。
未來20年中國需2000多架大飛機
目前10億條牛仔褲才換一架A380
如今，每天有數(shù)十萬人要登上7萬個航班的客機，預(yù)計到2020年會增加一倍，即未來20年全球?qū)⑿枰略?5000架飛機，價值為2萬億美元；中國將需要2000多架飛機，價 值超過1800億美元。
目前中國的大型軍、民用飛機，全部依賴國外進口。歐洲空中客車公司最新最大的A380客機為3億美元，而中國生產(chǎn)的牛仔褲在歐洲超市僅賣3歐元一條；約需10億條牛仔褲，才能換一架A380飛機。以法國、德國、英國和西班牙四國組成的歐洲空中客車公司，能夠制造A300、A320、A330、A340等大型系列飛機，占領(lǐng)世界大型飛機市場半壁江山，另一半則被美國波音公司占領(lǐng)。
研制中的波音787技術(shù)最先進
美歐嚴格封鎖大飛機核心技術(shù)
進入20世紀90年代以來，世界航空工業(yè)正在全球范圍內(nèi)形成設(shè)計、生產(chǎn)與市場的全球化，降低飛機的成本及提高飛機質(zhì)量(舒適性、可靠性、經(jīng)濟性和環(huán)保性)成為現(xiàn)代飛機研制的重要指標，特別體現(xiàn)在歐洲空中客車公司的A380飛機和美國波音公司的B787飛機(見右圖)。最多能運載850多名乘客的豪華A380飛機，是名副其實的空中巨無霸；而機體表面幾乎全是復(fù)合材料構(gòu)件組成的B787飛機，是技術(shù)上最先進的客機。
目前只有美國、歐盟和俄羅斯全面掌握了大型飛機研制技術(shù)，它們都將其列為戰(zhàn)略上優(yōu)先支持發(fā)展的領(lǐng)域。美國和歐盟對大型飛機的核心技術(shù)始終嚴格控制和封鎖，甚至不惜通過政府強制手段防止擴散?？罩锌蛙嚬驹缘教旖蚪ˋ320飛機總裝廠為條件，換取中國的巨額客機訂單，歐洲媒體便紛紛干涉，怕泄露技術(shù)機密。復(fù)合材料技術(shù)是大飛機的關(guān)鍵飛機裝配技術(shù)是中國薄弱環(huán)節(jié)。
復(fù)合材料構(gòu)件成形技術(shù)是制造大飛機的關(guān)鍵。復(fù)合材料是一種由高強度、高剛度增強材料鋪設(shè)在基體中構(gòu)成的新型材料，具有高比強度、高比模量、良好的抗疲勞性、隱身性好、抗腐蝕性等一系列優(yōu)點。在飛機上采用復(fù)合材料意味著可以明顯減輕飛機的結(jié)構(gòu)重量，提高飛機的性能。歐洲空中客車公司的超大型客機A380，碳纖維復(fù)合材料的用量占結(jié)構(gòu)總重的15%。復(fù)合材料在美國B787飛機上的用量達50%，機身和機翼部位都采用碳層合板代替鋁合金，機體蒙皮結(jié)構(gòu)幾乎全是復(fù)合材料。
飛機裝配是整個飛機制造過程的龍頭，飛機裝配技術(shù)是中國飛機制造過程中最薄弱的環(huán)節(jié)，這項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及飛機設(shè)計、工藝計劃、零件生產(chǎn)、部件裝配和全機對接總裝的全部過程，有4個關(guān)鍵技術(shù):簡易型架裝配技術(shù)、自動化鉚接技術(shù)、先進定位裝配技術(shù)和裝配過程的數(shù)字化仿真技術(shù)。
數(shù)字化技術(shù)縮短總裝周期
大飛機是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)
數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)協(xié)同研制環(huán)境，是大飛機制造的發(fā)展平臺，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，可以使飛機研制總裝的周期大大縮短。數(shù)字化飛機制造過程的實質(zhì)是一個產(chǎn)品數(shù)字建模、數(shù)據(jù)傳遞、拓延和加工處理的過程，最終形成的飛機產(chǎn)品尤其是大飛機，可以看作是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。美國波音公司首先實現(xiàn)以無紙作業(yè)的數(shù)字化樣機為手段，開發(fā)了新一代先進的波音777客機，使其提前一年投入市場。洛克希德·馬丁公司在新一代聯(lián)合戰(zhàn)斗機JSF研制中，廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，使飛機總裝一次完成，制造成本降低50%，研制周期從原來的42個月縮短至24個月。
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所謂大型飛機，是指起飛總重量超過100噸的運輸類飛機，也包括150座以上的干線客機，國際航運體系習慣上把300個座位以上的客機稱作“大型客機”。中國目前已研制成功的大、中型飛機有戰(zhàn)機H-6(轟六)系列、運輸機Y-8(運八)系列、Y-10(運十)樣機、與國外合作生產(chǎn)的MD82和MD90等，但目前仍沒有自己研制的大型客機。
飛機要突破10項關(guān)鍵技術(shù)
中國航空第二集團公司科技委副主任崔德剛表示:為保證中國研制的民用大型飛機具有國際競爭力，并達到適航標準，首先要突破10項關(guān)鍵技術(shù):
民用大型飛機總體設(shè)計技術(shù)
現(xiàn)代民用飛機的氣動特性預(yù)測方法
民用大型飛機的噪聲預(yù)測和減噪措施
民用大型飛機載荷確定技術(shù)
高效結(jié)構(gòu)和強度設(shè)計技術(shù)
長壽命高可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)
民用大型飛機防雷設(shè)計和抗高強度輻射設(shè)計
多輪起落架設(shè)計技術(shù)
先進復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)
適航審定的特殊要求的鑒定技術(shù)
除10項關(guān)鍵技術(shù)外，中國民用大型飛機的設(shè)計還需解決發(fā)動機、飛機機載系統(tǒng)與飛機的綜合設(shè)計技術(shù)。在安全性、可靠性和舒適性三項關(guān)鍵評價標準上，應(yīng)不能低于波音和空中客車公司制造的現(xiàn)有飛機，否則無法適應(yīng)市場競爭。(孫聞)
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