國產高技術纖維芳砜綸使C919瘦身超30公斤

三種機型對比
我國自主研制的首款新一代噴氣式干線客機C 919在上海總裝下線。值得注意的是,由于大規模采用先進材料,C 919整體減重7%左右。國產高技術纖維芳砜綸的使用,使大飛機再“瘦身”30公斤以上。飛機重量減輕意味著油耗更小,成本更低,還能減少二氧化碳排放,更環保節能。
首批耐高溫纖維產品明年6月交付
為飛機減重是航空公司設計與運營的重要理念。例如,美國波音公司在研制波音787飛機的過程中,曾經為達到減重2500公斤目標,追加3億美元經費。法國航空公司2008年購入空客A 380等新機型時,將航班上的塑料杯減輕3.5克,此“瘦身”方法推廣到法航所有航班,一年能減少20噸二氧化碳排放。
為了盡可能減重,C919除在機體結構上大規模應用第三代鋁鋰合金等先進材料,機艙內部將首次啟用芳砜綸纖維制作椅罩、門簾。芳砜綸是我國獨立研制成功并享有完全知識產權的耐高溫纖維,研制工作始于上世紀70年代。C 919的直接供應商、上海特安綸纖維有限公司技術中心高級工程師錢春芳告訴南都記者,首批產品將于明年6月正式交付。
芳砜綸可水洗大大降低成本
作為飛機客艙內飾的主要設備之一,旅客座椅的防火性能直接影響著墜撞起火后成員有效撤離時間。因此,座椅面罩首先須達到阻燃標準,包括《中國民航規章》在內的世界各國規章對座椅面罩的阻燃性都進行了規定。
錢春芳介紹,目前飛機上的門簾、椅罩主要使用羊毛材料,需要經過阻燃處理,其阻燃效果會隨著洗滌逐漸減弱,“一般而言,民航飛機上的座椅面罩超過15次洗滌就不會再用。”芳砜綸具有永久阻燃性,相對而言壽命較長。此外,一般的羊毛面罩需要干洗,而芳砜綸可水洗,這也使得航空公司洗滌成本大大降低。
在達到阻燃標準的前提下,每平米芳砜綸纖維的重量約320克,而同等面積羊毛材料約400- 500克,每個座椅面罩需要的芳砜綸約2平方米。以C919全經濟艙型168座計算,將使得飛機減重30公斤以上。錢春芳說,除C 919的生產者中國商飛公司,還有一家航空公司考慮用芳砜綸替換現有200架飛機的門簾、椅罩材料,預計每年節省成本近500萬元。
業界建言
航空公司飛行維修師:
國產大飛機要在市場站穩腳
需要更完善的解決問題機制
新型國產大飛機C 919亮相,引起業界關注。對比C919、空客320及波音737多個性能數據顯示,國產大飛機縮減與國外大客機的性能差距。有購買C919的國內航空公司直言,C919可看作是空客320、波音737的“結合體”。航空公司飛行維修師說,國產大飛機需要一個更完善的解決問題機制,才能在市場站穩腳。
新舟60只適宜支線航線
C919出現之前,國內飛機制造商就瞄上國內航空市場,如號稱國產第一機的新舟60。資料顯示,新舟60是中國西安飛機工業公司研制生產的運- 7飛機的衍生機型,而運-7飛機是在安-24飛機基礎上設計衍生(首架原型機1984年試飛,1986年投入服務),2000年3月首飛。
“但新舟60還是沒有擺脫上世紀七八十年代飛機的影子。”一家航空公司飛行維修師說,他是一架渦輪螺槳發動機,僅能承載52-60名乘客,航程2450公里,只適宜支線航線的運營,根本沒法與空客、波音公司制造的客機相提并論。目前,僅有奧凱航空公司(13架)、幸福航空公司(8架)、云南英安航空公司(1架)使用。
網上信息顯示,2000至2015年期間,新舟60引起的突發事故共19件。“問題主要出在飛機起落環節上。”該飛機維修師說,去年3月17日,中航工業召開“新舟”飛機專項整頓領導小組會議,要求全面啟動“新舟”飛機專項整頓,從設計、制造、供應商管理到運營服務全方位梳理問題,加快系統解決,盡快提升飛機外場運營質量。
時隔十多年,國產大飛機C919總裝下線。“當然,兩架飛機有先天的不同。”上述維修師說,機型就完全不同。數據顯示,飛行高度上,C919至少可飛到距地面1萬米高空,基本與空客320、波音737相同,“高度越高,上空空氣越稀薄,阻力越小,安全性越高。但新舟60達不到此高度,所以時常出現問題,如無法起飛或飛行不穩。”
中國民航大學經濟與管理學院教授李曉津說,C919機型比較適合中程國內航線、短程國際航線,“目前只能說有市場,但與國際大飛機相比談不上什么競爭力。”因為波音、空客有5000多架飛機在提供服務,C919還沒有量產,不具備現實可比性。
中國民航大學經濟與管理學院副院長李艷華表示,C919能否被市場接受,關鍵看它能否順利拿到國際試航證。因為試航國際標準掌握在其他國家手里,既是標準又是壁壘,國內曾有自主研發的飛機從下線到試航通過用了六年時間。而飛機只要拿到國際試航證,就說明安全性已符合國際技術標準。
建立解決問題機制更重要
一家購買C 919的航空公司相關人士坦言,無論什么產品,如手機,實際操作后時而遇到一些問題,“但關鍵是問題能否及時解決。”
該人士介紹,飛機會出現的問題主要有兩方面:一是零件突發問題,且之前沒遇到,航空公司需聯系制造商,“對方可能回應設計產品時,沒有檢測出這個問題。”此時需要時間,如在某些零件上,空客或波音最快兩三個月給出解決方案。二是飛行系統突發故障,查不明原因。此時,所有類似機型不可以飛行,處在A O G (飛機停在地上)狀態,需要及時聯系制造商解決。值得注意的是,無論問題如何,空客、波音都有非常完善機制,問題來了,經過物理化學等環節研發檢測,解決方案可以在航空公司可接受時間內發布,“問題來了不可怕,關鍵是如何解決,這是能否令航空公司對國產大飛機拾起信心的關鍵。”
使用材料:C919將采用大量先進復合材料、鋁鋰合金等,復合材料使用量將達20%,再通過飛機內部結構細節設計,把飛機重量往下壓縮。使用占全機結構重量20-30%的國產鋁合金、鈦合金及鋼等材料。由于大量采用復合材料,較國外同類型飛機80分貝的機艙噪音,C919機艙內噪音有望降到60分貝以下。
綜合航電技術:減輕飛行員負擔、提高導航性能、改善人機界面。
結構設計技術:如只有波音787使用的四面式風擋技術,減少阻力。
電傳操縱與主動控制技術:提高飛機綜合性能。
C 919發動機:
C FM LE A P -1C
C919發動機與目前波音737、空客A320使用的型號相比具有顯著減排性能,與C FM生產的主流發動機CFM56系列相比,LEAP-1C發動機燃油消耗可減少16%,二氧化碳排放量可減少16%,氮氧化物排放量不足其60%,且更為安靜。
客艙綜合設計技術:如增寬中間座位、提高行李艙高度等。
氣動力設計技術:采用先進氣動布局及新一代超臨界機翼,比現役同類飛機的巡航氣動效果更好。
較大比例的先進金屬材料:既減輕飛機結構重量,又降低艙內噪音。
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