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都是吹出來的——從殲20,到新能源汽車,再到C919……

作者 :正文注明 2023-05-29 12:43:16 圍觀 : 評論

作者:學爸蛋總
來源:超級學爸(ID:chinasuperdad)

先說一個好消息再說一個壞消息:

好消息是——國產大飛機C919在昨天圓滿完成首飛,今天開始在上海至成都航線實施常態化運行,后續會投放到更多的航線上;

壞消息是——人類又痛失了一項核心技術,世界工業皇冠的明珠又少了一顆。

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看到這個消息,我都有點喜極而泣了,因為C919乃至中國的民航大飛機之夢一路走來歷經坎坷,實在是太不容易了。

先是運十夭折,再是被麥道空客坑了一把,但是中國并沒有放棄民航大飛機之夢。1998年與麥道合作生產MD90的產線關閉之后沒多久,國產支線客機ARJ21立項。

然而中國人并不滿足研發生產支線客機,2006年中國再次重拾民航大飛機之夢,第二年C919正式立項,原計劃2014年首飛,2018年交付使用。

然而民航大飛機果然是人類的工業皇冠,C919遇到的困難比預想要大得多,首飛推遲了3年,投入商業使用也比原計劃晚了整整五年。

但是我們有足夠的耐心,也有足夠的信心。

商業大飛機要本著寧缺毋濫的原則,必須經過各種極為苛刻的測試,必須做到萬無一失,正所謂“不鳴則已,一鳴驚人”。

留給中國民用航空的歷史機遇窗口并不大,可以說只有這一次機會。信任如同鏡子,一旦打碎就很難復原。大家對中國民航、對C919的信任也是如此。

俄羅斯就犯了這樣的低級錯誤。比如蘇霍伊雄心勃勃打造的SSJ100支線客機,剛拿到歐洲適航證就去印尼搞促銷,結果一個失誤,把潛在客戶和記者直接給送走了。

后續SSJ又陸續發生了多次大大小小的事故,有的是技術原因,有的是管理原因,但這都對SSJ造成致命打擊,目前這個項目可以說成了雞肋。

SSJ100的命運,已經很難挽回了,這也意味著俄羅斯可能要永別民航大飛機了。

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拖著熊熊烈焰在莫斯科機場跑道上滑行的SSJ100

好飯不怕晚,我對C919何時商業首飛持有足夠的耐心,也一直對C919抱有堅定的信心,民用航空工業,是中華民族偉大復興的必答之題。

另外幾點信息也讓我信心十足:

第一,南北航西工大哈工大一直在源源不斷培養航空人才;

第二,中國商飛加班很嚴重;

第三,中國軍機領域如同點亮了科技樹,成果層出不窮。

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但是,我估計噴子已經在路上了,五分鐘就會到達現場。

其實他們還是陳詞濫調,一定會說C919只是個攢出來的組裝貨,發動機還是國外的,中國就做了個殼子。

為啥說噴子就是噴子呢?

發動機的確是美法合資的,但我們的發動機長江1000A和長江2000已經在路上了。步子需要一步一步走,尤其是民航大飛機。

問題是前一段時間網傳發動機反推故障的時候(其實反推故障不是多大問題),噴子可不是這么說的,他們不噴國外發動機不行,反而又賴到C919頭上了,這算什么事?

無論是中國高鐵,還是國產航母,以及多款戰機(比如殲11),都走了引進技術、消化吸收、國產替代、最后推陳出新的路子。就好像刷題,肯定是先搞透書上的例題不是?

其次,C919立項的時候,中美關系還沒有那么對立,全球化還在高速突進中。中國采購一些成熟的零部件,有利于利益捆綁,有利于打開國際市場,也有利于現在的貼身肉搏。

美國會不會通過發動機卡我們脖子呢?

會,但他也會付出相當大的代價。因為這款發動機是我們定制的型號,如果不賣給我們,也就砸手里了。但長遠來看,這種風險不但有,而且很大,所以就有了后來的長江1000A。但發動機的立項要晚于整機,且難度更大,所以被譽為工業皇冠上閃亮的明珠。

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是不是最閃亮的,要看他和光刻機誰先被我們拿下。誰率先被拿下,誰就立刻暗淡無光,變成了人見人嫌、毫無技術含量的玻璃球了。圓珠筆的鋼珠,原本也想參與決賽,被公知給害慘出局了。

我們說下一下長江1000A發動機的進度。2011年項目首次公開,2018年5月首次點火,2022年10月開始了適航取證工作,估計2024年完成,2025年會裝到C919上。

不管咋說,只要我們的長江1000A在研發,美帝他就不敢輕易制裁。現在最盼望美帝制裁的,可能就是中國航發集團的員工了,只要制裁一落地,他們一準兒漲工資。

有A就有B,有1000就有2000,我們的長江2000也在路上了。2022年11月的中國航展上,CJ2000大涵道比渦扇發動機驚艷亮相。

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說完了發動機,我們再來說說C919的科技含量。

有很多人看了C919的供應商名單之后,就開始噴,說這是個組裝貨,如同攢電腦,買來CPU、主板、硬盤、內存、顯卡,自己就造了個機箱。

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其實這種看法非常謬誤。

電腦這個東西,是非常特殊的,主要是處理信息,工作環境也比較單一,各模塊一組合就能開機工作,不需要整體設計。但飛機不一樣。電腦沒機箱可以開機工作,飛機可不行。別說沒機身了,就說艙門有個縫、機身有個凹陷你還敢坐不?你敢座人家飛行員也不敢起飛啊。

別說飛機了,給你寶馬發動機,奔馳的變速箱,勞斯萊斯的底盤等等,攢出來一輛車,就算是一身名牌零件,就問你敢不敢上路?真以為汽車就是一個沙發加四個輪子啊。

汽車只是在陸地上跑,出了故障還可以靠邊停車。飛機的工作環境和安全要求,那就苛刻得多得多了,整體設計極其復雜,也極為重要。

一架飛機,總共有幾百萬個零件,上千根纜線,數千根導管,復雜程度讓人頭大,拼在一起還要保證近乎絕對的安全。民用飛機安全事故的概率要求低于10的負9次方。

也就是飛行百萬小時,也不會出現一次故障。沒有整體設計,即使把全世界最好的發動機、機身、飛控、電傳等等組合起來,也未必能飛起來,更別提安全性了。

民航飛機這種工業品,面對的是上萬米的高空,上千公里的時速,還要經歷各種極端環境條件的層層考驗,比如自然結冰試驗,中斷起飛試驗,氣流失速試驗,測風著落試驗等等。

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電腦這種東西,大家不用考慮安全問題。藍屏了,死機了,大不了重啟一下。飛機要是卡一下,那可是機毀人亡的大事。

抗住了各種苛刻的試驗之后,還要講究舒適性和經濟性。因為民航科技最終面向的是市場,必須考慮乘坐舒適性,燃油經濟性,保養維護成本等等。

同樣安全性舒適性條件下,機票哪怕貴十塊錢,競爭力就被削弱了很多。省錢面前,大部分顧客是沒有忠誠度的。

這點明顯區別于軍機,軍機安全性、舒適性和經濟性,都不像民機這么苛刻。軍機考慮的是隱蔽性、機動性等戰斗指標,多費點油沒啥,反正軍費煙民承包了。

實際上,C919全身都是高科技。首先,機身材料用了大量的先進材料,鋁合金、鈦合金、碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料等,保證了強度的前提下,減重了14%。

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另外,飛機飛行的原理注定了氣動外形和機身材料,都是不折不扣的高科技。飛機飛起來靠的是氣流,飛機飛行克服的又是空氣阻力,因此機身的氣動布局直接關系到飛機升力和阻力,以及飛機的穩定性、機動性、安全性、舒適性(比如降噪)和經濟性等,因此飛機殼子當然是核心技術

在軍迷圈中有一句話叫:顏值就是戰斗力。

為啥蘇27、殲20都那么帥?

因為他們的氣動布局(外形)本身就是不折不扣的高科技。

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這樣的高科技是咋研發出來的呢?

其實還真是吹出來的。

風怎樣吹升力最大,風怎樣吹阻力最小,各種不同的風對飛機有什么樣的影響,要經過反復測試,然后調整設計方案。

自然界的風,不穩定也不可控,因此需要專門的設備來吹各種各樣的風,這個設備就是風洞。這個風洞本身原本是高科技,但由于已經被中國掌握,現在已經被從高科技中開除。

風的種類太多了,低速風、高速風、變速風、跨音速風、超音速風、超高音速風、冷風、熱風、結冰風……因此需要各種各樣的風洞,要做風洞群。

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航空工業風洞群

比如民航飛機最經典的飛機結冰試驗,你不能造好之后再讓試飛員開著飛機去天上找冰試驗,設計的時候就得弄個差不多了,因此需要有大型結冰風洞——真實環境測試也是必要的,那是后來的事情。

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這樣能吹各種風的風洞群,光建設成本就要上千億(維護成本也很高)。大型風洞是耗電大戶,因此風洞周邊要專門配有發電站甚至水庫。

光能吹出風還不行,還得有高精度的測量和控制設備。因此資金門檻和技術門檻,一起攔住了世界上98%的國家,也就是只有中美俄歐,有這樣的風洞體系。

日本、德國、加拿大、英國、意大利、澳大利亞也有風洞,但是風洞群談不上(風洞體系)。所以不是誰想造飛機就造飛機,誰想造飛船就造飛船。

為啥很多國家玩不了高科技,因為經濟體量不夠,產業配套不齊全,需求不足以攤薄成本。說一千道一萬卡就卡在了技術、資金和市場三大項上了。

蘇聯那

么多優秀戰機哪來的?都是吹出來的。風洞技術,直接決定一個國家航空和航天技術的水平。高機動性能武器更要經歷成千上萬小時的風洞實驗,才能“百煉成鋼”。

美國的F22戰機,在15座風洞進行了75項試驗,合計吹了4.4萬個小時,先后歷時超過了10年。根據風洞數據,模型被改來改去改了22次才定型。

蘇聯的暴風雪號航天飛機,在各種風洞吹了36630次。這個吹可不是洗剪5塊吹100塊的那種吹,這吹一次起碼得幾萬幾十萬甚至上百萬。

中國的高超音速武器為什么領先美國,因為中國的風洞技術領先美國。中國打造的JF22超大型激波風洞,能夠吹出30倍音速的風,領先美國二三十年。

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這個激波風洞,瞬時的功率幾乎接近三峽大壩的功率。這里吹出來的飛行器,一秒鐘能飛10公里,已經超過了第一宇宙速度(7.9千米每秒),逼近了第二宇宙速度(11.2千米每秒),一小時能幾乎能繞地球一圈。

正是因為中國獨立自主設計制造了世界級的風洞群(位于四川綿陽的中國空氣動力研究與發展中心),中國才能夠成為航天大國和航空大國。

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這個風洞群,是由錢學森和郭永懷等規劃,經毛主席批準于1968年開始組建的。這個可以說是真·中吹,也可以說是中吹國家隊。

其中的大功率電弧風洞,是導彈、衛星和宇宙飛船等高超聲速飛行器研制的核心試驗設備。在這里,他們不僅能吹出各種各樣的風,還能制造閃電、控制閃電。

什么殲20、運20、轟20、神舟系列飛船、ARJ21以及今天商業首航的國產大飛機C919、高超音速導彈都是這里吹出來的。

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中國高鐵名揚天下,但是大家想過沒有,為什么車頭是那個形狀?其實也是吹出來的。這個形狀的一項改進,可以讓全國高鐵每年節省十億度電。

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有很多大橋和高樓,也都要把模型弄到這里來吹一吹。上海東方明珠電視塔、首都機場新候機大廳、北京奧運會火炬塔等20多座大型建筑物、30多座橋梁,都在這里吹過。

中國國產品牌的汽車,外形設計為什么越來越美觀,為什么越來越節能,其實也是吹出來的。上海有個地面交通工具風洞中心,為國產車的進步提供了強力支持。

2019年,我國第二座汽車風洞在重慶建成,可模擬降雨、降雪、高溫、低溫、日照、結冰等各種氣候環境,最高風速可達250公里每小時。

通過風洞試驗獲得汽車的風阻系數、風噪性能、行駛穩定性、側風響應、車內外噪聲等數據,是亞洲乃至世界最先進的汽車風洞之一。

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總之,無論是殲20,還是C919,還包括中國高鐵和中國的新能源車,其實都是吹出來的高科技。

既然這樣,那我們就繼續吹下去吧。

最后,借此我們向中國航空人致敬,也向真·中吹致敬!




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