2017年5月5日,我国自行研制的大型民航客机C919首飞成功。2019年8月1日,第四架C919顺利升空。这是我国航空工业的一项重大成就。然而,这并不是中国研制的第一种大型客机。

  自从1954年7月3日新中国第一架自制飞机初教五在南昌首飞成功之后,中国的航空工业开始从修理快速向制造转变。不过,由于当时面临的国际形势,以及囿于自身的工业水平,中国的航空工业主要是为了满足国防的需要。但是,这一局面自1970年起开始有所改变。这就是大型客机运10的研制。

运10项目概况

  运10项目源于我国外交工作的需要。周总理在1968年12月中型轰炸机轰6甲成功首飞之后,就询问过是否能够设计一架喷气式客机。1970年7月中旬,毛主席视察上海,认为“上海工业基础这么好,可以搞飞机嘛”。上海市也愿意承担研制客机的任务。

  为贯彻毛主席的指示,7月26日,航空工业领导小组向军委国防工业领导小组提出《关于上海、广州地区制造飞机问题的请示》。国防工业领导小组原则同意,并上报国务院。经周恩来批准,8月27日,国家计委、中央军委国防工业领导小组发出(70)军工字270号文件,转发了航空工业领导小组的请示报告,原则同意上海试制生产运输机,并纳入国家计划。飞机代号为“运10”或“(Y-10)”,项目依据文件的日期称“708工程”。9月15日,上海市革委会决定成立708工程会战组,由市公交组领导,市机电一局具体负责。12月,机电一局成立708工程小组。同时根据空军党委决定,建立了708工程设计组,隶属担任总装任务的空军5703厂。1973年6月27日,国务院、中央军委下发国发(1973)77号文件,正式批准运10项目,明确零批试制3架样机、12台发动机。同意上海组建设计院,并将5703厂下放给上海市,并与海军航空兵共用大场机场。

  1974年5月20日,国务院发出《批转国家计委关于上海大型客机急需解决的若干问题的报告》。同意由民航总局调拨一架波音707飞机交给上海使用,试飞机组和相应地勤维护人员亦由民航总局负责配备;研制所需的多种金属切削机床、轴承、大型锻件、非标准有色金属型材和非标准板材,由一机部、冶金工业部负责在全国安排。

总体设计方案

  1970年7月底,三机部召开研制大型运输机预备会议,提出了8条设计原则,明确是在轰6基础上小改、局部改,而不是重新设计。具体是采用轰6机翼、机身参考三叉戟、3台发动机尾吊。航空工业领导小组和上海市均原则同意。与此同时,轰6的主要设计者之一马凤山等人受命紧急抵沪,制定运10设计方案。

  1971年初,空军方面提出了更高的要求,以至在轰6基础上小改成为不可能。4月,设计组修改了设计原则,并先后得到了空军、民航总局的同意。1972年1月,叶剑英主持军委办公会议听取方案汇报,并原则批准。叶剑英还指示:“缓办远轰,集中力量先搞708。”

  6月,设计组确定了新的设计原则:自行设计并制造,翼下吊装4台国产发动机。主要性能指标为:实用航程不小于7 000公里(实际设计为8 300公里),巡航速度850—900公里每小时,起飞滑跑距离不大于1 300米,升限1.2万米,载人100—120名,最大起飞重量110吨,最大商载17吨,远航程商载5吨。8月,三机部和上海市联合召开大型客机总体设计方案会审会议。会审结论认为总体方案可行。设计组根据会审意见作了进一步修改和完善。至此,运10总体设计方案最终确定。

运10的研制

  除总装外,运10主要部件的研制也大多安排在上海。如起落架由上海航空电器厂生产,飞机反推力装置由上海电动工具厂生产等。当然,运10涉及零部件和新材料众多,三机部、冶金部、四机部也参与协作。冶金部承担了19项新金属材料的研制,四机部承担了17项辅机的研制。包括上海市在内的参与研制的厂、所、院校有近300个。

  1975年6月,设计工作基本完成,出图143 000标准页,编写技术条件211份,提供技术报告789份,开展各类课题研究171项,编写各种技术手册约200万字。1976年9月,5703厂在全国各有关单位的协助下,制出了供静力试验用的第一架飞机,并由专列运送至陕西耀县的飞机结构强度研究所。1978年11月30日和1979年5月17日,分别进行了静力破坏试验和飞机机身破坏试验。试验表明达到了设计要求。此外,还进行了全尺寸的操纵、液压、燃油和电网路四项系统地面模拟试验、起落架落震试验、全机共振试验和风挡鸟撞试验等。各种试验达163项。

  1980年3月,用于试飞的第二架飞机制造完成。9月26日,在试飞机长王金大等人的驾驶下进行了首次试飞。运10飞机先后到国内许多机场进行转场试飞,以试验对不同航线不同机场的适应性。累计试飞167小时。1984年,还7次飞越世界屋脊执行援藏任务。

运10发动机的研制

  运10的动力机是专为运10研发的涡轮风扇发动机“涡扇8”(代号915)。这是一种前风扇、短外涵、轴流式、双转子发动机,起飞推力80千牛。其原准机原为美国普拉特·惠特尼公司的JT3D-3B,后改为更先进的JT8D-209。

  1970年9月14日,上海市革委会原则同意由上海第一汽车附件厂生产涡扇8。1971年,三机部决定涡扇8分别由上海汽车附件一厂和成都航空发动机厂同时研制。但根据77号文件精神,发动机改由上海市独家研制,1973年9月至1974年9月,两厂完成交接。1978年7月,专门生产航空发动机的部分从汽车附件一厂划出,成立“长征机械厂”。叶片和精铸件由上海航空机械厂承制,其他整体部件的定点厂有上海先锋电机厂、上海电工机械厂、上海油嘴泵厂和上海汽车齿轮厂等。

  汽附一厂由于技术力量不足,加之从未研制过航空发动机,故一度进展缓慢。1974年,调入大批专业技术人员。在各单位的协助下,研制任务圆满完成。1975年6月29日,完成首台发动机总装。经各类试车后,又装波音707升空试飞,符合设计要求。但因运10下马,该机没有进行鉴定定型。

运10的遗产

  由于种种原因,1980年开始,运10项目陷入困境,用于疲劳试验的第三架飞机制造量仅完成三分之二。1985年,试飞停止,研制工作终于没能走完全过程。运10飞机出师未捷,功败垂成,令广大研制工作者扼腕痛惜,难以释怀。运10并非完美无缺,与世界先进水平相比有较大差距,但仍然是中国航空工业史上浓墨重彩的一章,既给国人带来了永久的遗憾,也给后人留下了丰厚的馈赠。

  运10项目创造了许多中国航空工业的第一次:首次研制大型民航客机,成为世界上第五个能研制百吨级飞机的国家;首次按美国而非苏联的航空规范设计;首次采用尖峰式高亚音速翼型;首次采用“破损安全”“安全寿命”概念设计飞机结构;首次采用由调整片带动操纵面的气动助力操纵形式,省去了液压助力装置;首次设计出国内最大的整体油箱气密座舱(最大气密容积318.85立方米);首次将电子计算机用于飞机设计;“三新”(新成品、材料、工艺)比重之大前所未有等。

  运10项目共取得有应用价值的成果147项,其中36项获部、省级以上重大科技成果奖。例如,由航空材料研究所研制的XM-28密封胶1978年获全国科学大会科技成果二等奖。1986年,“涡扇8发动机设计与制造技术”获上海市科技进步一等奖,至1989年底,共获部、市级以上科技成果奖26项。例如,在发动机制造中需要超高强度钢低氢脆防护工艺,美国的氰化低氢脆镀镉钛工艺不但复杂,而且毒性极大。5703厂技术员陈松祺在北京航空学院等单位协助下,获得了简单而又性能稳定的新工艺,用于运10飞机发动机制造以及波音707和米格-15飞机的起落架修复,1988年获航空工业部科技进步二等奖。此外,长征机械厂与上海交大合作,将涡扇8改装为船用燃气发生器,1984年获中国船舶工业总公司重大科技成果二等奖。与兵器工业部201研究所合作改装为RYLAD0.05燃气轮机,填补了地面小功率轻型燃气轮机的空白。运10大量采用新标准件,并制定有相应技术标准,五项新标准提升为航空部和国家军用标准,其中三项获航空部科技成果三等奖。

  运10的研制冲击了航空工业界以苏式为圭臬、以仿制求安稳的积习。运10副总设计师程不时回忆,在发动机气动布局问题上,设计组研究了当时世界上的三种布局,放弃了苏式翼根布局,对另两种做了全尺寸风洞试验,最后选择了适合运10的翼吊布局。运10也没有照搬美国飞机的模式。运10虽然测绘和参考过波音707,但其尖峰翼型使阻力发散马赫数优于后者,故无须安装马赫数配平装置。美国驻华空军武官也认为,“运10不是波音飞机的复制品,机翼构型是明显不同的。”著名飞机设计师徐舜寿主张要“熟读唐诗三百首”,不要“唯米格论”。运10的研制真正做到了这一点。

  运10留下的最宝贵的财富是信心。当时的工作条件局促,生活条件艰苦,但运10的研制者任劳任怨,埋头苦干,甚至不惧危险,硬是把运10成功送上了蓝天。那么在21世纪的当下,中国的大飞机之梦能否成真,还会有任何悬念吗?事实上,正是运10使上海成为中国唯一的大型客机研发基地,在这个意义上,可以说C919是运10的圆梦之作。

  当然,运10项目也留给后世深刻的教训。例如,如何把举国体制与市场机制相结合,如何形成产业力量,如何实现后发优势等,都需要人们不断探索。

本文作者傅海辉是华东师范大学人文社会科学学院哲学系讲师。本文由教育部人文社会科学重点研究基地重大项目16JJD770013 资助