研發背景
建國以來,中國航空工業有很大的發展。由於國內形勢的需要,長期以來發展重點放在軍用飛機上,民用飛機起步較晚,直到70年代,國內航線基本上沒有使用過國產飛機,民用飛機的研製還沒有走出自己的路子。隨著國民經濟的發展,發展民用飛機得到黨和國家領導人的關心和支持。1969年,周恩來總理就詢問過能否在轟6的基礎上,設計一架噴氣客機。1970年毛澤東主席到上海視察工作時曾指示:“上海工業基礎很好,可以造飛機嘛”。同年,周恩來、葉劍英、李先念等中央領導同志從發展我國航空運輸事業考慮,批准了上海造飛機。當年8月,國家計委、軍委國防工業領導小組向上海下達了試製生產大型客機的任務。1973年6月27日,國務院、中央軍委又對大型客機的研製作了具體批覆。
這架大型客機是以美國1970年版的聯邦航空條例FAR-25的要求為設計基準進行自行設計,定名為運10飛機,技術上相當於60年代中期的國際水平。上級對運10飛機的設計技術要求是,航程7000公里,時速850-900公里/小時,飛行升限12000米,起飛滑跑距離1300米。機上裝有4台渦扇8發動機,單台地面靜推力8165公斤,試製批先裝同類型進口發動機。
運10飛機的方案設計工作開始於1971年4月。1972年1月,葉劍英、李先念等中央領導同志親自聽取匯報,原則上批准了設計方案。同年8月由全國航空界知名的專家、教授參加的總體方案會審會,再一次從技術上肯定了運10飛機的設計方案。1975年基本完成全機設計工作,共設計圖紙14.3萬標準頁,編制技術條件211份,提供技術報告789份,開展各類課題研究171項,編制並套用電腦程式138項,編寫各種技術手冊約200萬字。1978年11月,第一架飛機全機靜力試驗一次成功,1980年9月,第二架飛機首飛上天一次成功。
在以後的4年半時間裡,運10飛機進行了大量科研試飛,證明飛機具有良好的操縱穩定特性,飛行性能達到預定的設計指標。其間,曾飛到北京、哈爾濱、廣州、昆明、合肥、鄭州、烏魯木齊、成都等地,並7次飛到拉薩,為駐西藏部隊和自治區政府運輸了大量急需物資。
參數
最大起飛重量110噸
最大商載25噸
最大載油量51噸
最大商載航程3150公里,15噸商載航程可達6400公里;5噸商載航程可達8300公里
發動機:四台渦扇8發動機;單台起飛推力80.07千牛
最大巡航速度974公里/小時
巡航高度11000米
實用升限12000米
客艙按混合級布置124座,頭等艙16座,排距1.05米(41.34"),經濟艙108座,排距0.88米(34.65")。按全經濟級布置149座,排距0.88米(34.65");按高密度布置(排距0.7366米/29.00")可達179座。
研發意義
運-10飛機的試飛成功,填補了中國航空工業的一項空白,是一項重大科技成果。在設計技術上,有10個方面為
國內首次突破;在製造技術上,也有不少新工藝是國內首次在飛機上使用。經過大量試驗和試飛實踐,證明運-10飛機具有較好的操穩特性和安全性,它不易進入尾鏇並易於改出尾鏇;具有較好的速度特性,其阻力發散馬赫數優於同類飛機(註:阻力發散馬赫數是指飛機上出現激波,阻力驟增時的馬赫數。運-10飛機出現激波較波音707飛機遲。);具有較好的機場適應性,在當時的機場條件下,可使用的國內機場較波音707和三叉戟飛機為多。還具有較大的發展潛力,如改裝發動機、加長機身,可提高其經濟性;如在機身開個大艙門,可改作客貨兩用機或軍用運輸機。同時也是預警機、空中加油機合適的候選機。通過運-10飛機的研製,共取得有套用價值的成果147項,其中獲得部、市級以上重大科技成果獎36項。1986年運-10飛機又獲上海市科學技術進步一等獎。但是,由於當時的歷史條件,提出運-10飛機設計任務時,主要從首長專機考慮,要求能“跨洋過海”,航程達7000公里,致使飛機結構及載油重量增加,商載減少。發展
運10飛機是中國首次自行設計、自行製造的大型噴氣客機。研製工作自1970年8月國家計委、軍委國防工業領導小組向上海下達任務後開始,1972年中央軍委審查通過飛機總體設計方案,1976年7月製造出第一架用於靜力試驗的飛機,1980年9月26日首次試飛一次成功。之後進行研製試飛和轉場試飛,證明運10飛機性能良好,符合設計要求。運10飛機的試飛成功,在國內外引起強烈反響。美、英等國航空界紛紛發表評論,認為“這是中國航空技術的重大發展”、“使中國民航工業同世界先進水平的差距縮短了15年”、“在得到這種高度複雜技術時,再也不能說中國是一個落後國家了”。70年代初,由於資本主義國家對中國實行經濟技術封鎖的狀況尚未改變,因而大量新材料、新成品、新標準均需自行設計研製。同時江青反革命集團成員企圖以運-10飛機作為政治資本,使研製工作受到干擾。廣大工人和科技人員在極其困難的條件下,懷著為國爭光的責任心和事業心,堅持實事求是的科學態度,不計報酬,日夜奮戰,克服種種困難,終於使運-10飛機飛上藍天
運10飛機首次試飛成功後,由於經費原因,研製工作難以繼續進行。1980年底,上飛廠寫信給中央領導反映運10飛機的研製情況。翌年4月,國務院副總理薄一波要求組織專家進行論證。6月,上海市府和三機部聯合在上海召開運10飛機專家論證會,與會專家充分肯定上海研製運10飛機所取得的成果,並提出應走完研製全過程的建議。會後,三機部和上海市府提出繼續研製的4個方案,但未獲批覆。1982年起運10飛機研製基本停頓。
基本性能
最大起飛重量110噸
最大巡航速度974公里/小時
最大實用航程8000公里。客艙按全旅遊、混合、全經濟三級布置,可分別載客124、149、178人。
設計特點
1.有較好的安全性。
我們選定美國的FAR-25作為運10飛機的設計標準,從而為確保運10飛機安全、可靠的使用打下了堅實的基礎。在運10飛機的設計過程中,我們還全面考察、學習和分析了參考機的設計經驗;對於國內尚未成熟的成品和設備,包括動力裝置,一律裝用國外先進產品,這些都是保證飛機安全的成功之路。我們遵循“一切經過試驗”的原則,在設計、製造過程中進行了大量的試驗工作,運10飛機的設計試驗共有163項,在風洞吹風試驗方面,共設計、製造了40套模型、分別在高低速風洞吹風1400小時,獲取大量的氣動原始數據。同時,還設計和製造了3架自由飛模型,進行了11架次的試驗。結果表明,運10飛機具有良好的失速特性和尾鏇特性。01架的全機靜力試驗共有42項163個情況,都滿足試驗大綱要求,全機靜力試驗的破壞載荷為理論值的 100.2%,試驗破壞部位與理論預計的部位一致。起落架落震試驗1200次,表明運10飛機起落架動力特性符合設計要求。此外,在飛機的操縱、液壓、燃油、電氣等各系統也進行了內容廣泛的地面模擬試驗,並且還在有關單位支持下進行了各個系統和成品的聯試。大量新成品在裝機之前,又先在飛機上進行了飛行試驗。總之,周到細緻的設計試驗工作,有效地保證了飛機試飛上天成功,也保證了運10飛機的安全使用。
在設計過程中,我們還十分重視質量問題,嚴格把好質量關。從1972年到1979年,先後進行了7次規模較大的設計質量複查,並且先後邀請了國內知名專家就運10飛機的結構疲勞、四大系統模擬試驗、風洞試驗數據修正和使用,LC-4材料、氣動外載荷等問題舉辦了7項專題討論會,這些措施對設計質量和安全起了重大作用。
2.有較好的速度特性。
3.有較好的經濟性。
民用飛機的經濟性涉及較多的因素。據一般統計,在直接使用成本中,燃油費用約占40%,經理論計算和試飛實踐表明,運10飛機的座公里油耗均較伊爾-62和三叉戟飛機為低,而與波音707的相當,運10飛機的上座率只要達到60%,即可回收燃油費和飛機折舊費。
4.有較好的機場適應性。
運10飛機在國內航線使用時,飛機的載荷等級數(LCN)為48-56,較三叉戟的62-64.5為低。據不完全統計,在當時的機場條件下,運10飛機可以使用的國內機場有35個,而波音707和三叉戟僅為10個,同時由於運10飛機的推重比大,單發升限可達9500米,很適合飛西藏地區。
5.有較大的使用伸縮性。
運10飛機最大燃油量可達51噸,而且機艙容積較大,這就提供了使用伸縮性的餘地。即機艙裝客、貨多時,燃油可少些;航程飛短些;反之,多油少貨可飛遠航程。運10飛機飛國內航線,當商載21.47噸時,航程為3150公里;當商載為5噸時,航程可達8000公里。
6.有較大的發展潛力。
運10飛機如改裝先進的CFM56型發動機,將使燃油消耗率下降20%,大大提高經濟性,噪聲水平也大大降低,可滿足FAR-36的第三階段噪聲標準要求。如果加長機身3.5米,則可大大提高裝運量,從而進一步提高經濟性。如在機身左前方開一大口,則可改成客貨兩用機,也可用於軍用運輸。
缺點
運-10飛機是在“文化大革命”政治形勢下開始研製的,在運-10的研製不可避免的打上了那個時代的烙印,所謂的“王洪文工程”便由此而來。當時的飛行試驗研究所的所長熊焰回憶錄寫到,“上海當時有些人對飛機的研製橫加干預,要求飛機不用做太多的試驗,只要能上天飛到北京向中央報喜就行。甚至嫌型架的進度太慢,要求手工打造一個外殼,裝上發動機先飛一飛。遭到飛機研製人員抵制後,竟然給研製人員扣上政治帽子,說他們‘懷疑中國工人的能力’”。運-10實際上是在文革結束後才走上正常發展軌道。造民航客機不能用“人有多大膽,地有多大產”的指導思想去確定發展方向。
運-10不是由航空部門研製,而承擔研製的工廠當時只是一個空軍飛機修理工廠,由於上海沒有研製的經驗和足夠的人員,所以當時從航空部門抽調了好多人員充實運-10的研製隊伍。貪大求洋,未能量力而行。
運-10的研製過程中,一直是政出多門,領導多頭,決策多變。各部門之間互相扯皮,嚴重影響了工程的正常進行。研製運-10由上海主管、三機部歸口管理;國務院方面,負責主管運-10項目的先是國家計委、國防工辦,後來又改稱國家機械委,再後來又是國防工辦、國防科工委管,不斷出現間隙和無人負責的現象。
到1980年運-10首飛,但是還有大量的試驗工作沒有進行。機身結構尚存在問題,儀表系統可靠性方面也不完善。當時較早研製的運-7飛機首飛已經十年還沒有定型,運-7於1970年首飛,1982年才正式定型。而運-10顯然比運-7面臨更多的問題需要解決。同一時期渦扇-8發動機的研製進展也不順利,漏油問題嚴重。運-10數年甚至十年內無法投入運營,連專家們也不能描述出其景。當時作為飛機的用戶民航局曾明確表態:從可靠性方面要求,不需要運-10這種幹線飛機。
1981年4月國務院副總理薄一波專門委託三機部和上海市,聯合在上海召開運-10飛機專家論證會,邀請了包括范緒箕(航空專家,原南京航空學院院長,時任中國交通大學校長)、吳仲華(發動機專家,中國科學院院部委員)、王俊奎等航空專家,以及經濟方面、冶金化工方面的專家55位同志,組成多方面聯合評審小組,對運-10進行詳細的實地考察,充分肯定研製運-10取得的成果,並提出應走完研製全過程的建議。評審小組作出結論:“工程不能停,成果不能丟,隊伍不能散。”會後,三機部和上海市提出繼續研製的4個方案,但未獲批覆。
儘管沒有發布一份檔案正式通知708工程中止,但實際情況是,運-10飛機02號原型機因用於試飛的3000萬油料費沒有批准而停飛(至1985年2月停飛),由該機試飛獲取的數據無處可得,計畫中的運-10第3架樣機的半成品已配齊60%左右被遺棄。
上海飛機製造廠原是海軍的飛機修理廠(5703)。為運-10項目升格為飛機製造廠。除運-10外,沒有其他產品,運-10項目下馬則無法維持,後來依靠MD-80/MD-90項目維持下去。
批評
當年中國是一個航空工業並不強大的國家。當時中國只能夠生產運-5(仿安-2)客機。運-7(仿安-24)和運-8(仿安-12)還在研製尚困難重重。
中國當時選擇民航客機方向未進行全面而科學的調研和論證,貪大求全,未能量力而行。造民航客機可不能用“人有多大膽,地有多大產”的指導思想。造作戰飛機(包括軍用運輸機)可以按“有條件要上,沒有條件創造條件也要上!”的指導思想。因為這是在同敵人戰爭的需要。但是民用客機“安全第一”是關鍵,可靠性是第一要素。而且運-10是先有產品,才想到去找市場。
運-10比波音707短几米,但空重卻更重。當時中國在短時間內不可能實現大型渦扇發動機的自給,採用進口的707備件形式來組裝運-10。運-10在工藝上有嚴重的問題,不能量產。民航部門從使用上提出幾個問題:成本太高,包括採購成本和使用成本;故障率太高;維修複雜。
運-10作為中國航空業首次研製(仿製可也是研製)的大型客機,作為一個試驗是成功的,作為一個產品不成熟的,還沒定型就已經落後了。成功試飛不等同於安全可靠。而且在運營中能否賺錢還是疑問。自主開發具有安全保障的民航客機要花費大量的人力物力和財力,中國當時經濟基礎不能負擔開發運-10的巨額經費,繼續研製運-10會占用經費,會殃及運-7、運-8的研製。
主要技術成就
運10飛機在技術上的成就可總結為10項:
1.國內首次採用FAR-25為設計標準,突破了過去一直沿用蘇聯規範的局面。
2.國內首次採用“尖峰”型高亞音速翼型。
3.國內首次全面採用“破損安全”、“安全壽命”概念設計和分析飛機結構。
4.國內首次採用全翼展整體油箱(最大裝油量達51噸),首次研製出大容量氣密客艙(最大容積達318立方米)
5.國內首次成功地採用機翼下吊發動機的總體氣動布局。
6.國內首次採用由調整片帶動操縱面的氣動助力操縱形式,省去液壓助力裝置。
7.國內首次進行規模較大的全機各系統地面模擬試驗。
8.全機選用新材料76項,占18%,選用新標準164項,占17%;選用新成品305項,占70%。這些新材料、新標準和新成品為民機的發展打下了基礎。
9.國內首次全面地用電子計算機進行型號設計,編寫了計算程式138項。
10.國內首次按FAR-25要求組織了大型客機的研製試飛(共飛行130架次,170小時)。
運10飛機雖然由於各種原因最終沒有投入航線使用,但它在當時的歷史條件下,卻能取得如此豐碩的成果是很不容易的。因此,研製運10飛機的歷史作用是不能低估的,它是我國民機發展的成功的起點。
簡介
從1970年8月中央下達任務到1985年2月飛機停飛,運10飛機的研製前後歷時14年半,國家總投資5.377億元,其中研製費3.34億元,基本建設費1.747億元,上海市提供流動資金0.29億元。運10飛機的研製是成功的,它的主要經驗是:
1.堅持自力更生、艱苦奮鬥的道路,振奮民族精神運10飛機研製的重大成果是在70年代的歷史條件下取得的,人們不禁要問,在當時那樣困難的條件下,怎么可能搞出一架總重110噸量級的、技術水平與波音707相當的大型噴氣客機呢?答案只能是人心齊,泰山移。在航空工業部的大力支持下,參加運 10飛機研製的廣大科技工程人員和工人本著獨立自主,自力更生精神,抵制“四人幫”的干擾、破壞,走艱苦創業的道路。他們以強烈的事業心,刻苦學習,努力工作,不計報酬,努力為國爭光,克服了一個又一個的困難。
2.洋為中用,儘量採用國外先進技術在運10飛機研製過程中,我們全面地引進和套用了美、英設計規範,並且對參考機的設計經驗進行了全面借鑑。針對國內風洞尺寸偏小的困難,我們還採用了參考機種進行對比試驗的方法,解決了風洞試驗數據修正的問題。消化、吃透參考機使我們少走了不少彎路,這實際上是一種最經濟和有效的引進方式。
3.堅持質量第一、安全第一質量是產品的生命,對於民機來說,尤為重要。運10飛機研製過程中,我們始終堅持質量第一、安全第一、一切經過試驗的原則。為確保運10飛機首次上天的安全,1980年8月26日,航空工業部派出首飛檢查組,對研製工作和試飛準備工作進行全面檢查。何文治副部長擔任試飛領導小組組長,明確提出了運10試飛上天必須具備的八項基本條件,要求上天前必須完成69項工作,並採取了一系列確保首飛安全的措施,保證了運10飛機首飛一次成功。當前中國進入了一個新的歷史發展時期。在黨的改革開放方針指引下,如果我們能充分借鑑研製運10飛機的經驗教訓,本著“立足國內,以我為主,發揚自力更生精神,充分利用對外開放的有利條件,通過各種可能的國際合作途徑,提高自己的設計、試驗、製造能力並形成產業”的方針,開展國際合作,進行新的幹線客機研製是完全可能的。