國產C919客機即將交付,超重問題解決得怎麼樣了

航空航天漫談 發佈 2022-11-11T23:28:11.971156+00:00

C919是我國自主研發的大型噴氣式幹線客機, 自2007年8月經國務院批准立項以來,經過15年的設計、製造、試飛、驗證,終於在2022年9月獲得中國民航局的型號合格證,預計年底前交付東航。

C919是我國自主研發的大型噴氣式幹線客機, 自2007年8月經國務院批准立項以來,經過15年的設計、製造、試飛、驗證,終於在2022年9月獲得中國民航局的型號合格證,預計年底前交付東航。由於C919是我國第一次研製大型民用客機,各方面技術和經驗不足,一開始就受到結構超重問題的困擾。C919進行地面靜力實驗時,發現機翼設計的過于堅固,在機翼變形達到3米時也未發生折斷和結構裂痕,需要重新設計進行減重。2017年5月首飛以後,研製人員發現C919機體結構過于堅固,飛機超重造成燃油經濟性較差。C919的機體設計壽命是30年,90000飛行小時,這個壽命與波音737相同,大於空客的65000飛行小時。但是按照90000小時設計的C919由於機體太重,燃油消耗率高,沒有市場競爭優勢。經過減重以後,C919的使用壽命降至80000小時,自03號試驗機開始按照新的設計製造。

獲得型號合格證後,中國商飛在官網上公布了C919的《飛機特性手冊》,披露了經過修改後飛機最終的各項參數。我們通過與波音、空客類似機型的對比來看C919是否解決了超重問題。

C919ER是與最先進的波音B737MAX8、空客A320NEO相對應的機型,最大起飛重量78.9噸,與B737MAX8的82.19噸、A320NEO的79噸相近。C919ER的機長為38.9米,比B737MAX8的39.12米短、比A320NEO的37.57米長。C919ER的營運空重為45.7噸,大於B737MAX的45.07噸和A320NEO的44.3噸。C919ER在機身不是最長的情況下空重最大,說明C919還是有減重的空間。當然C919的客艙直徑3.73米,大於B737MAX的3.53米和A320NEO的3.63米。更大的客艙直徑會增加結構重量,也會提供更舒適的橫向乘坐空間,C919的每排的中間座位就是加寬的。但更大的客艙直徑並不增加座位數,同時付出重量增加的代價,不利於提高燃油經濟性。C919ER在採取高密度布局的情況下可以最多布置174個座位, B737MAX最多189座,A320NEO最多180座,相應的座公里油耗C919ER為0.0187/公斤/座/公里,B737MAX為0.0163公斤/座/公里,A320NEO為0.0162公斤/座/公里, C919ER的燃油消耗率在三者中是最高的。同時C919STD(標準航程版)的最大起飛重量為75.1噸,比C919ER(加長航程版)的最大起飛重量輕3.8噸,但兩者的營運空重同樣為45.7噸。通常情況下,加長航程版擁有更大的起飛重量,相應承重的機體部分和起落架需要加強,會增加機體重量。C919兩個版本的空重相同說明標準航程版設計時留有較大的結構強度冗餘,還有進一步減重的空間。

通過以上分析,說明C919為了減重做了很大的努力,機身加工採用大量新材料和新工藝,第三代鋁鋰合金占到機體結構重量的7.4%,鈦合金使用占到機體重量的9.3%, 碳纖維複合材料用量占到機體重量的11.5%, 但機身重量仍然偏大,與世界先進飛機相比燃油利用率較差。同時在最大起飛重量相近的情況下,機身越重裝載的燃油就越少,最大航程與世界先進水平相比就有明顯差距。當然波音公司成立至今已經有超過100年的歷史,空客也有超過50年的歷史,我們第一次設計的大飛機就達到接近世界最先進的水平,我們應該為我國的C919客機感到驕傲和自豪。而且與波音和空客一樣,C919也會在使用中不斷收集數據,不斷進行減重。希望有一天C919的改進型客機在燃油經濟性方面趕上並超越B737MAX和A320NEO,成為我國航空公司首選的大型運輸客機。

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