據(jù)新華社報道，國產(chǎn)大飛機項目公司——中國商用飛機公司宣布，將設計研發(fā)中心落戶上海浦東張江。中國商用飛機公司副總經(jīng)理、大型客機總設計師吳光輝３月５日透露，大飛機項目的可行性研究剛剛完成，由我國自行設計、集成、總裝，擁有完全的自主知識產(chǎn)權，預計在８～１０年之內(nèi)，國產(chǎn)大飛機就能順利上天。那么，我國大飛機項目的難點在哪里？
技術難關有待攻克
２月２５日的法國《國際先驅(qū)論壇報》認為，通過制造自己的大飛機，中國將同美國波音和歐洲空客公司展開競爭。２月２０日英國《每日電訊》報的報道說，中國制造大飛機是繼載人航天后又一個雄心勃勃的計劃。
很多關注大飛機的人一般認為，大飛機就是個頭兒很大、載重量大的飛機，其實不全對。大飛機一般是指起飛總重超過１００噸的軍用運輸機，以及包括一次航程達３０００公里、１００座以上的民用客機。由于制造技術的復雜及投資巨大，目前世界上只有美國、歐洲的法德英三國，以及俄羅斯有制造大飛機的能力，而占領國際民航市場的只有美國的波音和歐洲的空客。
其實，早在３０多年前，中國就開始了一項代號為７０８的工程——制造自己的大型噴氣客機。１９８０年９月２６日，在上海市北郊機場，中國首架大飛機“運－１０”試飛成功，成為第一架按國際適航條例設計的國產(chǎn)大飛機。此后我國又先后進行了“空中快車”、“麥道９０”等大飛機項目，但因種種原因，這些項目在幾年后就終止了。去年３月，我國大飛機項目正式立項。
雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的技術力量與工業(yè)基礎已今非昔比，但這只“中國大鵬”要像空客Ａ－３８０、波音－７８７那樣翱翔藍天，還有幾個技術難關尚待攻克。生產(chǎn)大飛機的過程涉及多個學科，包括空氣動力學、材料學、航空電子學等；大飛機產(chǎn)業(yè)涉及化工、電子、冶金等部門，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)之花”。據(jù)中國新聞社２月初報道，中國航空第二集團公司科技委員會副主任崔德剛在接受采訪時表示，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，首先要突破多項關鍵技術，包括最為關鍵的發(fā)動機技術、先進復合材料技術、長壽命高可靠性結構設計技術等。
以先進復合材料為例，大型客機為了達到自重輕、強度大、抗腐蝕抗疲勞等要求，通常采用綜合各種材料優(yōu)點的復合材料。目前大型客機的復合材料已由以前的以先進鋁合金為主改為高強度碳纖維，在大幅度提高性能指標的同時使成本降得更低。據(jù)波音、空客公司網(wǎng)站資料顯示，現(xiàn)在波音－７８７的復合材料用量已占到結構重量的５０％，到２０２０年它們生產(chǎn)的大型客機將全部采用復合材料。而我國目前掌握的主要還是金屬飛機的制造技術，在先進復合材料的研發(fā)及制造工藝上，都與目前國際先進水平相差不少。
另一個不得不提的就是發(fā)動機問題。發(fā)動機是大型超音速噴氣式客機的動力之源，其設計涉及力學、機械、材料、化工等多個學科。我國大飛機與大飛機發(fā)動機同時立項，也說明了發(fā)動機的重要性。目前我國在飛機發(fā)動機上還只能引進他國技術。
巨無霸上天是航空奇跡
很多人已習慣于乘坐客機往來于世界各地，安全、舒適及一流的服務吸引著越來越多的人選擇這種交通工具。美國萊特兄弟１９０３年將首架飛機送上天后，人們很難想到，一架半個足球場那么大、載重量達數(shù)百噸的鋼鐵巨無霸，能跨越海洋進行洲際飛行。如果說萊特兄弟的貢獻是讓少數(shù)人實現(xiàn)了飛行夢想，那么現(xiàn)代的大型噴氣式客機則讓飛行夢想變成了便捷的交通工具。
萊特兄弟發(fā)明飛機后不久爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)，此后在相當長一段時期內(nèi)，飛機充當?shù)闹饕巧际恰翱罩袣⑹帧保哲姷摹傲闶健睉?zhàn)機，美軍的Ｂ－２９“空中堡壘”都是這一階段的杰作。從速度靈活的戰(zhàn)斗機到載彈量大的轟炸機，飛機性能在二戰(zhàn)期間達到了頂峰。可悲的是，人類發(fā)明飛機的初衷只是為了使交通更快捷，未想竟然淪為戰(zhàn)爭工具。此時在空中運輸任務方面，飛艇的風頭甚至一度蓋過飛機。
在相當長一段時期內(nèi)，飛機在民用航空領域無所作為，原因在于飛機載重量低、噪音大、速度慢，不夠安全。但這種情況在噴氣式客機出現(xiàn)后大為改觀。從活塞驅(qū)動的螺旋槳飛機到完全靠燃氣反沖力推進的噴氣式飛機，這可不是一蹴而就的，其中包含各領域技術人員的努力。
起初的飛機可以被看作一個大功率的“飛船”，因為其依靠螺旋槳推動的動力系統(tǒng)與輪船差別不大，有耗油量大、澡音大、速度低等諸多缺點。從“飛船”到現(xiàn)代飛機的一個重要事件是突破音障。
美國國家流體動力學協(xié)會（ＮＦＰＡ）官員卡爾·羅德，在２月２１日接受英國《泰晤士報》采訪時說，一戰(zhàn)時的戰(zhàn)機時速只有１８０～２２０公里，這和今天的直升機速度差不多。根據(jù)空氣動力學計算，如果利用燃氣噴射的反沖力作為動力，飛機就可輕易突破音速。但當時，人們普遍對人類生理是否能承受超音速飛行心懷畏懼。美國航空航天局（ＮＡＳＡ）的資料顯示，１９４７年美國貝爾公司一架由Ｂ－２９在空中放下的火箭飛機第一次突破音障，駕駛員安然無恙。此后，人們大膽地將渦輪噴氣發(fā)動機裝上了飛機。１９４９年，人類第一架噴氣式民航客機──英國“彗星”號首次飛行。從此，人類航空史進入了噴氣機時代。如今的噴氣式客機時速一般都能達到９００公里，諸如火箭發(fā)動機、沖壓發(fā)動機等效率更高的發(fā)動機，正陸續(xù)進入航空領域。
“鋼鐵大鵬”為何能懸浮空中
“北冥有魚，其名鯤。鯤之大，不知其幾千里也；化而為鳥，其名為鵬。鵬之背，不知其幾千里也；怒而飛，其翼若垂天之云。”這是戰(zhàn)國時著名思想家莊子在《逍遙游》中對大鵬自由自在飛翔的描述。喜歡窮根問底的人就會想到，鯤魚是靠水的浮力游動，大鵬靠翅膀撲扇飛行。那么，翅膀固定的“鋼鐵大鵬”，靠什么浮在空中而不掉下來呢？
人類很早就意識到，不可能制造出鳥像靈巧雙翅那樣的飛行器。正因為如此，在１９世紀，很多物理學家都對密度比空氣大的飛行器能飛上天持否定態(tài)度。１８９２年，英國物理學家開爾文勛爵斷言：“比空氣重的飛行器飛上天是不可能的。”開爾文依據(jù)的原理是阿基米德浮力原理。但令他意外的是，他斷言的依據(jù)——浮力并不是飛機懸在空中的原因。
在解釋之前，我們需要知道流體力學中的一條重要定律——伯努利定律，該定律用簡略的文字語言可表述為：流體在一個管道中流動時，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大。飛機飛行時，采用了特殊流線型設計的機翼上方空氣流速大，壓強小；下方空氣流速小，壓強大。由此產(chǎn)生的壓強差就是飛機的升力來源。大型客機對機翼的要求很高，其角度、長度、寬度、厚度等設計參數(shù)，都是實驗人員在風洞中經(jīng)過無數(shù)次實驗才確定下來的，并且要在試飛中接受苛刻的檢驗。(中青在線-青年參考)
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