中国知名期刊【中国空气动力学报】终于在近期披露:中国目前已经拥有世界上最大的民用风洞设施群,这被认为是我国航空业的一项巨大成就!但在此之前,我国对这一庞大的航空基础设施并没有进行广泛报道。现在我国历时16年默默建设的这个民用风洞群,其规模已相当于美国和欧洲同类设施的总和。而这些功能、大小不一的风洞设施,恰恰是我国ARJ21-700新支线飞机、C919大型客机和CR929远程宽体客机「三步走」发展战略的有力支撑!
在2023年12月【中国空气动力学报】上,由四川绵阳中国空气动力研究与发展中心高级工程师吴军强等专家,发表了一篇名为【我国大型飞机风洞试验技术研究现状与发展趋势】的文章。首次详细披露了中国风洞群的发展和功能,以及为我国研制「大飞机」项目做出的非凡贡献。
由于大型飞机(简称大飞机)一般指最大起飞重量在100吨或座位数在100座以上的飞机,按照用途可分为大型军用运输机、轰炸机和民用客机、特种飞机等。正是由于大飞机在国防安全和国民经济现代化建设中具有重要支撑和关键引领作用,因此国家在专项工程牵引带动下,经过接近20年的持续攻关,终于突破了大型飞机设计、制造、试验和运营维护等系列技术瓶颈,建立了我国拥有完全自主知识产权的大型飞机研发技术体系,初步形成了配套完整的大型飞机产业链、供应链,开创了我国ARJ21-700新支线飞机、C919大型客机和CR929远程宽体客机「三步走」发展战略。
但研制任何飞机都离不开各种大小、功能不一的风洞群,可在2007年大飞机专项工程正式立项研制时,我国空气动力试验设备基础、试验模拟能力和试验数据修正技术均与美、欧航空发达国家存在明显差距,低速方面缺乏结冰模拟和气动噪声等特种试验设备,亚跨声速仅有一座2.4m×2.4m常规暂冲型风洞。这种程度的风洞试验能力,已经严重制约了我国的大飞机研制。为此,我国开始着手建立配合大飞机项目所需的风洞建设,主要由中国空气动力研究与发展中心和中国航空工业空气动力研究院等分别展开。
当时美欧各国为大型飞机的研制,配套建设了十多座风洞设备,其中美国就占了11座,欧洲建设了7座。但在中国为了自己的大飞机研制项目开始发力建设风洞设备后,在短短16年时间里就建造了18座风洞。不仅填补了我国风洞在结冰、振动、噪音和飞行控制系统模拟能力方面的空白,而且使我国大型飞机研制试验的主要生产型高、低速风洞的流场品质和马赫数控制精度均能达到先进军标指标。这些风洞是科学家和工程师们研发中国首款大型民用喷气式飞机的重要试验场。
并且值得注意的是,在美国和欧盟等西方国家,用于为空中客车和波音公司新机型试验的最大风洞也不过5米(16.4英尺)。但中国却拥有4座8米或以上的风洞(FL-19风洞为9x7米)、4-5.5米的也有5座之多。而且在风洞类型上也不再是简单的连续式,而是更加细分为常规回流、直流下吹、立式、结冰、声学、大型低速、低温连续、回流增压等非常多的工作类型,可以满足我国在研制大飞机时所需的任何试验需求。
在中国脚踏实地的一步一步建立起自己的风洞群后,不但顺利催生出了ARJ-21支线飞机,也让可与波音、空客竞争国际主流客机市场的C919大型窄体客机也能顺利量产,并在2023年5月28日完成了上海至北京的首次商业运营。而之后这些风洞群还将继续加入C929大型宽体客机的研制工作,助力我国大型客机进入竞争激烈的国际干线客机市场。
C919是一种可容纳140-210名乘客的窄体飞机,该飞机的竞争对手是空客A320和波音737。目前该机已经获得了千架订单和意向订单,而2023年9月东方航空公司与中国商飞公司签订的100架C919采购订单,公开总价高达99亿美元,虽然最终采购价格会低于这个报价,但这仍将成为C919大型客机迄今为止最大的单笔订单。
C919作为后来的「搅局者」,如果没有过硬的能力,是不可能在波音和空客悉心经营数十年的市场站稳脚跟的。但正是中国建造的大量可为先进大飞机研制提供帮助的风洞群,才造就了C919拥有了比波音737和空客A320等竞争对手阻力更小的气动外形,以及更大的内部空间。也得益于我国风洞群中的噪声风洞的协助,C919在巡航时机舱内噪音仅为60分贝,远低于波音737的80分贝,让乘客的旅途更加安静和舒适。而C919的总运行成本(包括油耗)也比西方竞争对手低10%,更不要说原本就低于空客和波音的采购单价了。
可以说,中国正是因为有了世界顶级风洞群做后盾,才使得我国自上世纪八十年代首款大飞机项目「运十」下马后,才重新有了底气再次启动C919这个新世纪的「大飞机」项目。使我国可以凭借C919和之后的C929国产大型客机,来与波音、空客这两个世界顶级客机巨头展开正面竞争。甚至还能凭借我国先进风洞群的加持,让我国的大型商业客机在这个市场站稳,并逐步扩大市场份额!