「鯤鵬」展翅扶搖直上九萬里背後有哪些大國重器在支撐

運20運輸機一款由中航工業第一飛機設計研究院設計，西飛等單位製造的大型軍用運輸機。運20運輸機機長47米，翼展45米，高15米。運20運輸機最大起飛重量約為220噸，最大載重量約為60多噸，滿油條件下可實現在1.3萬米高空以時速700公里飛行8000公里，可在複雜氣象條件下，執行各種物資和人員的長距離航空運輸任務。

在2016年，運20運輸機列裝空軍，提升了中國空軍戰略投送能力，使中國空軍從以國土防空為主的戰術空軍向具備戰略投送能力的戰略空軍轉型。回首運10曾經受阻於航空鋁合金、複合材料短板，以及沒有4萬噸以上的巨型模鍛水壓機等設備，運20能夠創造大型軍用運輸機研製新記錄則離不開中國在製造設備、工藝和材料上所取得的長足進步。

運20創造了大型軍用運輸機研製新記錄

運20於2007年正式立項，代號072工程，由中國航空工業集團公司第一飛機設計研究院設計，西飛承擔了總裝和大部分製造任務，沈飛、成飛、哈飛等單位參與部件製造。除了中航工業之外，國內共有近千家科研院所和單位參與運20的研製和製造，比如航天一院703所牽頭研製出了阻燃玻纖增強環氧樹脂、玻纖增強酚醛樹脂預浸料複合材料，打破了國外在航空複合材料上的壟斷。航天九院桂林公司成功研製了智能配電管理、飛行姿態控制、座艙自動彈射、儀器儀錶等系統的8個型號繼電器，為072工程的順利進行奉獻了一份力量。

正是在全國大協作的模式下，072工程創下了立項3年發圖，立項5年首飛，立項9年實現交付的大型軍用運輸機研製新記錄。

2016年珠海航展上的運-20

運20的國產化程度高

由於採取全國大協作的模式，運20的各個子系統大多為國內單位研製，因而運20運輸機的國產化程度非常高，實現了自主設計、製造、組裝。相對於C919大量子系統從國外供應商採購，運20的飛控系統、航電系統、環控系統、機電系統、燃油系統等都由國內自主研發。

可以說除了發動機暫時使用俄羅斯的D-30KP2發動機之外，運20基本由國內單位完成設計和製造，是不折不扣的國產貨，而用來替換D-30KP2發動機的渦扇18發動機有可能在幾年內裝機使用。除了渦扇18外，性能更好的渦扇20發動機也正在伊爾76飛行台上測試。渦扇20的核心機與CFM56有一定淵源，預計渦扇20的性能大致與CFM56-7相近。將來運20換裝國產渦扇20發動機之後，飛機的性能還能有進一步的提升。

D-30發動機

正是運20由國內自主設計和製造，而且擁有非常高的國產化程度，中國兵工學會副秘書長、航空專家瞿雁冰表示，「運20大型運輸機集中了我國航空工業的智慧結晶」。

渦扇20正在測試，左邊胖胖的就是。

運20的製造離不開重型液壓機

重型液壓機是航空強國必備的裝備，原因何在？因為飛機的「骨架」就是用模鍛液壓機製造的鈦合金框架組裝成的機體結構，然後在「骨架」外包裹蒙皮，再安裝航電、發動機等各個子系統。要實現了整體鍛壓大尺寸鈦合金承力構件，就離不開重型液壓機。

目前，擁有4萬噸級以上的模鍛液壓機只有中國、美國、俄羅斯和法國，中國擁有1台8萬噸級模鍛液壓機，美國擁有2台4.5萬噸模鍛液壓機，俄羅斯擁有2台7.5萬噸模鍛液壓機，法國擁有1台6.5萬噸級模鍛液壓機。

美國的2台4.5萬噸模鍛液壓機。

在研製運10的年代，當時中國最好的模鍛液壓機是1973年製造的3萬噸級液壓機，但4萬噸級才是一道分水嶺，這台3萬噸級液壓機還不足以滿足運10這種大型飛機的製造。為了滿足航空工業的需求，在1975年中國開始了6.5萬噸級模鍛液壓機的研製工作。但因改革開放後，中央大規模壓縮重工業項目建設，6.5萬噸級模鍛液壓機研製工作最終擱淺。

由於大尺寸金屬構件由於體積大、重量達（一個構件幾百噸、上千噸），從而導致對大尺寸金屬構件做精密加工比較困難。而鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2，因而剛性較差，切削時加工表面的回彈量比較大，約為不鏽鋼的2-3倍，容易造成刀具磨損。因此，大尺寸鈦合金構件的加工和製造一直是一道難題。而要實現整體鍛壓大尺寸鈦合金承力構件就需要重型模鍛液壓機。

二重先後製造了8萬噸級模鍛液壓機和1.5萬噸難變形合金擠壓機，對中國航空工業的發展至關重要，這些設備的成功研製使中國掌握鈦合金、高溫合金、超高強度合金鋼大型整體精化模鍛件的製造能力。

中國二重8萬噸模鍛液壓機

中國擁有世界最大的模鍛液壓機

要說明的是，法國的6.5萬噸模鍛液壓機是1976年從蘇聯購買的。而蘇聯的兩台7.5萬噸模鍛液壓機是產自烏克蘭新克拉馬托重型機器廠，由於蘇聯解體的原因，目前俄羅斯已經不再有7.5萬噸模鍛液壓機的製造能力。

前蘇聯7.5萬噸級模鍛液壓機

而在網上廣為流傳的「1972年瑞典建造800MN新型鋼絲纏繞結構模鍛液壓機」完全是媒體以訛傳訛造成的誤會，在相關資料中顯示：瑞典正在製造世界最大的水壓機為8萬噸。這台新型水壓機的特點是設計新穎，重量輕(只有600噸，而美國4萬5千噸的水壓機重量為1萬噸)，造價低。

但8萬噸的水壓機僅重600噸，這是非常挑戰人類技術水平的，而且如果瑞典能在1972年就製造出這樣的「神器」，在冷戰的大背景下，法國在1976年完全可以向同屬於資本主義陣營的瑞典購買僅重600噸的8萬噸級模鍛液壓機，何必向屬於社會主義陣營的蘇聯去購買6.5萬噸模鍛液壓機呢？

而且時至今日，多型空客飛機的鈦合金構建都外包給俄羅斯加工，如果瑞典真的擁有僅重600噸的8萬噸級模鍛液壓機，完全可以將部分外包業務給瑞典去做，這樣既擴大了加工渠道，多一個選擇也可以更好的向俄羅斯廠商壓價。

最關鍵的是，「1972年瑞典建造800MN新型鋼絲纏繞結構模鍛液壓機」只有中文相關材料，如果用英文搜索根本找不到，而且維基百科裡也沒有瑞典8萬噸液壓機的任何消息。

因此，瑞典所謂8萬噸級液壓機是媒體以訛傳訛造成的誤會，中國目前擁有世界最大的模鍛液壓機。

在運20的帶動下實現多項技術突破

在運20項目的帶動下，國內近千家單位攜手合作，實現了諸多技術突破，以中航工業西飛公司為例，自2008年起，西飛累計提交專利申請141件，其中30%涉及飛機的設計技術，15%涉及工裝技術，10%涉及數控加工、非金屬製造、鈑金成型、機械加工、飛機裝配等技術。通過運20這個項目的鍛煉，西飛在飛機結構設計、大型機翼製造、飛機總體裝配、工裝設計製造等領域積攢了豐富的經驗。

2016年珠海航展實拍運20

運20項目也帶動了相關單位在新工藝上取得的突破。比如超大尺寸鈦合金構件的超塑成形和擴散連接，超塑成形和擴散連接比較抽象，拿來比喻的話，超塑成形有點類似於揉面，擴散連接有點類似於包餃子時候封餃子口。揉面和包餃子很簡單，但要把鈦合金材料進行類似於「揉面」和「包餃子」的加工就不簡單了。在特定的溫度和氣氛下，鈦合金的一些特性會發生變化，這時候就可以採用一些手段對超大尺寸鈦合金構件進行超塑成形和擴散連接。

對於一些形狀過於複雜的鈦合金承力構件，使用了增材製造技術，也就是網路上報道的激光3D列印技術。相對於傳統工藝是在做減法，鈦合金增材製造技術是在做加法，以合金粉末為原料，通過激光熔化逐層堆積，最終形成高性能大型複雜構件。目前，中國是國際上唯一實現激光成形鈦合金大型主承力關鍵構件在飛機上實際應用的國家。

除了工藝之外，在新材料上也有突破——成功研發了新型碳纖維複合材料，這裡指的突破不僅僅指的是中國在軍用級碳纖維技術上的突破，還有在大尺寸碳纖維構件上的突破。什麼意思呢？其實，單單只有碳纖維本身是無法應用於航天、航空的，必須將碳纖維和HT280樹脂結合形成複合材料，才能應用於導彈、火箭、飛機上，也就是說必須將軍用級碳纖維材料與HT280樹脂形成複合材料才行。而形成大尺寸碳纖維複合材料構件，需要3D編織技術，先要把纖維編織成骨架，然後浸漬樹脂，而且在這個過程中不能有氣泡，一旦有氣泡就是殘次品，之後再是固化、高溫碳化等加工，最終形成滿足軍用標準的新型碳纖維複合材料。

運20從研製到服役創記錄是厚積薄發的結果

C919和運20在近乎同期立項，運20採用全國大協作模式，由國內單位自主完成設計和製造。而C919採用子系統全球採購模式。但在運20在交付空軍列裝之際，C919依舊沒能首飛。

C919於今年5月5日首飛。

這其中的原因就在於運20是中國航空工業數十年如一日技術積累的產物，正是經過運7、運8、運9等軍用運輸機的錘鍊，國內設計製造單位可以依靠解放軍的訂單，從事各種運輸機及其改型的研發和製造，使人才和技術在研發製造各型號軍機或民機的過程中得到錘鍊，厚積薄發之下，才有了今天的運20。

C919則因為當年下馬運10，選擇了與麥道合資，之後波音收購麥道更是直接粉碎了技術引進的那一絲可能性，使中國民用航空工業成為西方航空公司的打工仔。中國民航客機也走上了市場換技術的道路，從1980年到1998年，中國購買國外飛機共耗資150億美元。截至2010年，中國擁有的1560架大飛機中，53%由波音公司製造。

下馬的運10

在長期造不如買的情況下，使中國在民用航空技術長期得不到實踐的錘鍊。而且全球採購看似可以直接買現成的貨架產品，會比自主研發要快一些，但由於供應商遍布全球，對於主製造商的供應鏈把控能力要求非常高，即便是波音這樣經驗豐富的行家也有因供應鏈失控而導致拉長飛機研發周期的情況，商飛在供應鏈把控上遠遠不如波音，因供應鏈把控能力有限而延期也是情理之中。

總而言之，就是技術儲備和供應鏈把控能力不足，導致C919即便是全球採購子系統，研製進度比運20慢一些。而這也從另一方面體現出，中國航空工業通過過去幾十年里研發和製造運7、運8、運9等機型積累了較為豐富的技術儲備。

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