C919背后的中国IT力量
发布时间:2017-07-25 10:58:01                     来源:中国信息化周报
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       C919大型客机成功首飞,让全民关注,举国振奋。想知道C919总体结构是如何借助知识自动化平台设计出来的吗?想知道C919未来的国产发动机设计仿真需怎样的高性能计算平台吗?想知道C919哪些部件是用3D打印生产的吗?想知道C919是怎样借助通信导航系统做到“耳聪目明”的吗?想知道C919的众多应用支撑系统是如何实现协同管理的吗?来,让我们跟着《中国信息化周报》的独家采访,去探寻C919大型客机背后的中国IT力量,看中国IT如何与C919一起,冲向蓝天、展翅翱翔!

  C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,总长38.90米,高11.95米,翼展35.80米,巡航速度0.785马赫,最大飞行高度12131米,标准航程4075公里。它的成功首飞意义重大。

  本次选题,通过采访梳理C919大型客机背后的中国IT力量,希望激扬领域氛围,展示产业魅力,让中国IT和C919大型客机一起冲向蓝天,展翅翱翔。

  5月5日下午,C919大型客机首架试飞机在上海浦东国际机场成功首飞,整个飞行过程顺利平稳,飞机各系统功能正常,运行良好。

  C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。
 

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  它的成功首飞,标志着我国首次按照国际民航规章自行研制的、具有自主知识产权的C919大型喷气式民用干线飞机项目研制取得重大突破,是我国民用航空工业发展的重要里程碑。

  它的成功首飞,让中国自己研制的大型客机翱翔蓝天,承载着国家意志、民族理想和人民期盼,体现了中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信。

  它的成功首飞,是我国持续发展取得的重大成就,对实施创新驱动发展战略、建设创新型国家、推进制造强国建设,具有十分重大的意义。

  大型飞机重大专项是党中央、国务院建设创新型国家,提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略决策,是《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的16个重大专项之一。让中国的大飞机飞上蓝天,是国家的意志,是人民的意志。

  中国商用飞机有限责任公司(以下简称“中国商飞”)成立于2008年,总部设于上海,是实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体,也是此次C919项目的牵头单位。中国商飞员工有8300多名,拥有“一个总部,六大中心”的整体布局。其中,设计研发中心承担了我国首次自主研制的C919中型客机、ARJ21新支线飞机的工程设计任务和技术抓总任务。

  据了解,该项目于2008年11月正式启动,2015年11月2日,C919首架总装完毕,2017年5月5日正式首飞。

  其实,早在近半个世纪之前,中国就在为制造一款大型客机而努力,1980年9月,举全国之力建造的大飞机运-10首飞成功。但由于多种原因,这架飞机回到上海后没有继续飞起来。同时期,中美合作的MD82客机项目正式实施,希望实现市场换技术。但后来随着美国波音公司对麦道的兼并,合作项目全部暂停,我国打造自主大飞机的梦想也就陷入了停滞。直到2008年,中国航空工业领域瞩目已久的C919大型客机项目,经过反复论证,再次落地上海,国人追梦大飞机的旅程再次启航。

  C919项目中的机体结构设计工作除中国商飞外,还有多个核心企业参与其中。

  成飞(成都)、洪都航空(江西)、沈飞(沈阳)、航天海鹰(镇江)、西飞(西安)、哈飞(哈尔滨)共同完成了机体结构(自主制造);发动机部分是由CFM国际完成;航电部分由昂际航电(中美合资)完成。另外国外的供应商还有GE、霍尼韦尔、柯林斯。

  对C919项目而言,难点有两个方面:一是民用飞机制造必须通过繁杂严苛的适航标准认证(CAAAC、FAA、EASA)。这些规章从总体性能到几乎所有的具体部件设计形式,都设立了各式标准。二是民用飞机制造必须实现由“产品制造”向“产品制造和运行服务”的功能转变,产品的“设计、制造、运行支援”是民机制造商三大基本功能。

  C919成功首飞意义非凡。一是有效助力航空产业集群成长。随着C919的生产和交付,相关的航空制造业上下游产业将得到快速发展,华东、西北、西南、东北、中部五大航空产业集群将因此发展壮大,共同开启万亿规模市场。二是能让中国商飞在近万亿的单通道窄体机市场中分一杯羹,并有可能成为下个世纪的巨头之一。

  中国市场是波音和空客的巨大市场。空客公司估计,中国的航空公司需要在今后20年里增加6000架新飞机。而波音则估计,这数字将达到6800架。如今,虽然离挑战空客和波音尚为遥远,但从上个世纪70年代至今,中国的飞机制造业已迈出了一大步。马来西亚航空咨询公司Endau Analytics的分析师尤索夫(Shukor Yusof)认为,C919对中国具有里程碑的意义。

  航空杂志Flightgobal亚洲区执行主编沃尔德隆认为,到了下个世纪,中国将成为世界航空制造业的一大玩家:“今后将出现三大巨头:波音、空客和商飞。”中国也期待通过发展民航客机带动巨大的产业链。业内人士认为,国产大飞机将带动对高端钛等新材料的需求,带动电子信息、自动控制等领域的突破、高技术领域的发展,同时拉动零部件制造业。而作为大型客机总装基地的上海将形成完整的航空产业链。

  就在这举国振奋之际,我们也不难想到,这样大的系统工程背后得有多少个无休的白天和黑夜,得有多少泪水和汗水,得有多少人的奋斗和努力,得有多少产业领域的分工和协作。

  中国商飞作为研制主体,积极创新体制机制,全力打造核心研发能力,努力构建国产民用飞机产业体系,凝聚发扬大飞机创业精神,走出了一条中国特色民机发展道路。而在中国商飞背后,更有多个产业、多个领域的伙伴企业同心协力,发挥自己之所长,为C919大型客机研制和首飞贡献自己的力量。IT就是其中不可或缺的力量之一。

  在备感自豪的同时,《中国信息化周报》记者通过多方采访来总结梳理C919大型客机背后的中国IT力量,激扬领域氛围,展示产业魅力,让我们的IT企业和C919大型客机一起冲向蓝天,展翅翱翔。 

    知识自动化平台 索为让C919总体结构设计过程可追溯

  5月11日,一直在做飞机设计,深度参与了C919大型客机研制的北京索为系统技术股份有限公司(索为)董事长李义章接受了《中国信息化周报》记者的独家采访。对于“C919就只有机体是国产的,所有系统都是国外的”说法,李义章给予了反驳。“我们并不是只能造壳子,而航电、飞控等系统都得用国外供应商的产品。其实,从技术角度讲,C919上的所有系统我们国家都可以自己研制。那为什么要采用国外供应商的系统呢,这主要是从商业角度考虑。因为C919要想将来取得商业上的成功,要卖到国际市场就必须取得美国和欧洲适航机构的适航证。要取得适航证,现阶段就必须妥协,遵从国外的标准和要求,部分选用具有国外适航资格供应商的产品。”

  在李义章看来,国内、外供应商的差别实际就在适航标准的符合性上。而为什么国外厂商能获得适航产品和能力资格证,而国内厂商不能,他说:“国内供应商的问题是产品研制重结果而不重过程。我们很多型号的产品研制提供的就是最终的一个产品,如果要问这个产品是怎样研制出来的?过程是不是科学?一步一步是怎么做的?我们是说不出来的。”李义章介绍,比如像飞机这种复杂的产品,研制周期非常长,需要五年、十年才能研制出来。比如说两年前设计师定的一个参数,为什么定这样一个参数,前因后果经常是没有记录的,最后的情况就是只有结果,而没有过程。这是我们国家制造企业与国外企业最大的差距所在。

  以C919为例,这种差距最终就体现在适航标准的符合性上。而索为所做的事情就是在为改观这一局面而努力。李义章说,索为并不是一家软件公司,而是一家工程技术公司。“我们给商飞的是服务于其总体设计的软件工具。但实际上我们所做的不只是工具,有了这样的工具之后,你的每一个模型、每一个参数都有来龙去脉。如果你的研制过程通过索为的平台实现,第一是能保障你的研制过程是规范的,不管是老设计师还是新手,用的都是这套程序,可以降低人为的因素对设计过程的影响;第二是让研制过程是可追溯的,每一个参数、每一个模型都是有来龙去脉的。”\

总体方案综合设计的布局设计模块
 

  对于C919,索为主要做了三方面的工作:一是大型客机总体方案综合设计系统,二是基于知识库的结构数字化设计系统,三是提供复材结构设计和优化软件。

  索为CIO王嵩先向记者介绍了基于SYSWARE平台所做的民用飞机通用的总体方案综合设计系统。王嵩介绍,总体方案设计是个流程化程度很高的工作,里面涉及到各种专业,比如总体布局、气动、布置、重量、性能、操稳、载荷、气弹等专业,采用SYSWARE平台可以把各种专业之间的数据流转方式记录下来,用不同组件把典型构型的设计、仿真、建模的操作过程做成模板,这样做的好处是提高了设计过程迭代速度,原来一套方案迭代的周期可能得2~3个月,而现在只需要2~3周。“我们把这种方法推行到C919的设计过程中去,通过工具层的互联互通提高设计效率,这也是知识自动化的一个实践。”

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总体方案综合设计系统实施前后效果对比
 

  之后,索为又帮助商飞做结构设计系统。所谓结构就是机体的基础框架。该系统最大的特点是把结构建模和仿真过程自动化。“原来一套结构设计的迭代需要2~3个月,现在只需要1周,原因就是建模过程自动化,这个项目我们做了一两年,我们针对机翼的结构典型形式全都模块化、软件化了。另外还解决了一个关键性的结构问题,就是从设计模型到仿真模型的自动化建模。原来手工建模至少需要1周才能建一个模型,而现在只需要30分钟。”

  第三方面,因为C919复合材料的使用比例较ARJ21大大提高,一些部段如尾翼已经采用了全复材结构。针对这对个情况,索为和商飞合作,共同为C919专门定制了复合材料结构设计软件,实现他们自己设计体系在软件中的落地。
 

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北京索为系统技术股份有限公司(索为)董事长 李义章

       “C919项目,我们在商飞做的实际上就是实现民用飞机设计的知识自动化的落地。”王嵩总结说。在王嵩看来,他们做的是设计体系的打造,他深深感觉到,这个工作一点也不比设计一架飞机简单,因为这是在把飞机设计出来的同时,把飞机设计过程的方法论提炼出来,之后还得使其变成能够用代码去执行和复用的软件,这个工作的挑战还是非常大的。

  “我们现在做的民用飞机通用的总体方案综合设计系统,不仅适用于C919、A320这样的大飞机,也一样适用于商飞将来要做的宽体飞机C929等。” 索为事业部经理叶新苗补充介绍说。

  对于C919的成功首飞,李义章感慨地说:“这对国家意义重大,通过这样的重大项目整体上提升我们的技术水平。但对商飞而言路还很长,适航、取证是商飞更大的挑战。索为是一家有着理想的企业,希望未来能为C919贡献更多的力量。”

  李义章介绍,以波音为例,波音787的整个研制过程用了8000多个软件,其中只有1000多个是商业软件,像CAD、CAE等,还有7000多个是波音自己的、非商业化的软件。波音几十年积累下来的,包括飞机怎么设计、优化以及工艺的知识经验都在这7000多个软件里。这才是波音的核心,它把工业技术软件化在这7000多个软件里。

  在李义章看来,商飞和波音的核心差距就差在这7000多个软件上,商飞要做出这7000多个软件是否需要三四十年时间。答案显然是否定的,因为商飞是后来者,所以可以选择先进的架构、统一的平台,降低那些软件的开发难度,同时开发出来之后又都是可以联通兼容的。另外,还有模式的问题,李义章介绍,波音这7000种软件都是传统模式开发的,有的自己开发有的提需求让别人开发,但都是传统模式,投入大、周期长;现在对于商飞来说有个最好的模式就是——众创模式。这些软件核心就是工程知识、工程技术,如果能把设计人员发动起来,把脑袋里面的知识变成软件变成APP,那么就可以在较短时间内达到波音的水平。

  但这里面有很多问题。首先,比如,一个老的设计员他的知识是他多年的积累,现在让他拿出来可能饭碗就要丢了,可能他不愿意拿出来。所以首先要解决一个知识产权保护的问题,只有知识产权得到了保护,设计员的知识产权得到保障,甚至是产生收益,才能激发设计人员把自己脑袋里的知识变成软件和APP。而APP这种方式恰巧能解决这个问题,把你的知识封装成APP,别人可以用它但拿不走里面的算法和核心技术,如果还能通过虚拟交易产生回报就更能激励设计人员了。

  “如果搭一个互联网平台,在这个平台之上,商飞内部的设计师可以发布各种APP,建立虚拟交易机制,与设计人员的职称、绩效等都关联起来,很快就能调动他们的积极性。另外,再把这个平台延伸至全社会、整个飞机设计行业,相关专家都可以把他们的东西以APP的形式共享出来,为商飞所用,这样就更好了。” 

 

    高性能计算平台 曙光支撑C919发动机设计仿真计算

  现阶段C919使用美国GE发动机,预计到2020年后换装由中航商用航空发动机有限责任公司(简称“中航工业商发”)研制的国产长江CJ-1000A发动机。其强有力的研发设计能力及先进的CAE仿真设计平台,推动了研制进程。CAE仿真设计平台的运用涉及到复杂的数据处理和计算,需要定制级高性能计算机的支持。

  曙光HPC方案与交付部经理杜夏威在接受《中国信息化周报》记者采访时介绍,曙光致力于为以中航工业商发为代表的C919相关研制单位提供高性能解决方案,支持研制工作中所需要的设计、仿真任务的运行。
 

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曙光HPC方案与交付部经理 杜夏威
 

  他介绍,曙光在2013年协助中航工业商发组建了一套高性能计算系统,满足发动机研制过程中涉及的CAD/CAE软件许可资源的共享和管理、虚拟样机设计与仿真、结构分析、气动力计算等需求,并最终建立一个高安全、高可扩展、易管理的软件管理及高性能计算机群系统。

  曙光根据中航工业商发差异化的应用需求,在该套系统建设中采用“胖瘦结合的方式”,配置了曙光TC4600刀片系统,以满足用户分布式并行且扩展性好的CFD应用需求。同时,系统配置多台胖节点,以满足隐式结构求解等扩展性一般的单机并行应用需求。此外,通过结合适量GPU结算节点,对部分应用实现GPU加速。在中航工业商发的仿真高性能计算平台中,曙光较早地建立了远程CAD环境,将显示资源整合进后端资源池,统一了CAD与CAE数据,消除用户端显卡资源消耗,较早地实现了统一综合仿真计算平台,有效推动了中航工业商发发动机的设计、仿真,优化工作流的运转效率。最终,依托一贯坚持的“应用适配”理念,曙光协助中航工业商发建设起了一套完整的设计-仿真一体化高性能计算平台,助力中国国产商用发动机的研制。

  在杜夏威看来, C919大型客机成功首飞是中国航空领域的“争气机”,打破国外对大飞机技术的垄断,奠定了中国在大型飞机设计制造中的地位。他坦言,目前的核心部件——发动机依然采用国外产品,希望有曙光高性能计算平台支撑的、由中航工业商发研制的中国自主产权的发动机早日在C919上实现换装。

  对于曙光接下来如何继续贡献C919,未来的工作安排和攻坚难点,杜夏威介绍说,目前在航空领域,越来越多的设计、测试、实验工作由计算机数值模拟与仿真来完成,其中高性能计算系统发挥着重要的作用。

  曙光作为国内领先的高性能计算系统供应商,希望未来能够在高性能计算系统与整体解决方案的研制方面,与航空领域在业务层面深度融合,不仅仅实现对仿真计算的高效支撑,而是能够协助用户,打通设计、仿真、数据管理等多个层面,实现符合航空领域业务特性、符合中国航空设计人员使用习惯的设计仿真一体化高性能计算平台。

  基础软件平台 普元助力C919应用支撑与协同管理

  对于C919的成功首飞,普元信息CTO焦烈焱感慨地说到:“近年来中国制造特别是中国高科技制造飞速发展,在这期间企业信息化能力的全面提升起到了至关重要的支撑作用。普元非常荣幸能与合作伙伴共同为中国商飞提供核心系统的应用支撑,多年来普元在这方面积累了丰富经验,产品已被包括航天科工集团、航天科技集团、兵器工业集团、中航工业集团、中国电子科技集团、中国核工业集团等国家高科技核心单位采用,未来普元将继续用领先的软件基础平台及解决方案,满足中国高科技制造业信息化建设对关键技术的需求,帮助他们在云计算和移动互联时代向数字化转型。”
 

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普元信息CTO 焦烈焱
 

  对C919大型客机的具体贡献,焦烈焱在接受《中国信息化周报》记者采访时表示,普元主要与两家专业从事军工和大型企业信息化的合作伙伴——锐天科技与广安科技共同合作,为中国商飞提供基于SOA架构的基础软件平台,为商飞的若干核心应用系统提供了强大的引擎和支撑能力。

  焦烈焱介绍,大型客机的航电设备非常复杂,锐天科技基于普元EOS Platform应用开发平台构建了商飞“航电试验流程管理系统”,实现了项目信息、研发数据和试验数据的共享,以及试验过程的全流程管理和监控,在很大程度上保障了航电设备的安全性和稳定性。该系统在上海飞机设计研究院已有应用,具有高度的稳定性与可靠性。

  众所周知,C919是典型的大型离散制造模式,众多的项目集群支撑了C919不同型号组件的选型、设计、试验、制造和组装全过程,参研单位众多、专业庞杂、交叉沟通协调复杂,因此需要进行高效的协同管理。

  广安科技基于普元EOS Platform应用开发平台构建的“协同研发制造全生命周期管理解决方案”,已在商飞多项目管理中得到了良好的应用,很好地解决了商飞的各项目内及项目间的数据融合、管理协同以及经费、质量等全过程全生命周期的管理问题。

  对于接下来支持C919大型客机进一步发展的工作安排,焦烈焱说,普元一方面将继续与广安科技、锐天科技等领域解决方案厂商继续深入合作,支撑好商飞的现有业务;另一方面也将发挥普元软件架构平台易扩展、易维护的能力,满足软件效率提升的要求,在协同项目管理、试验管理等管理信息化领域拓展出更多的新业务。

  随着C919的首飞,大量的数据将很快产生。未来,商飞需要将这些数据进行整合、融合和有效治理,比如如何对设计资源库元器件进行统一管理等,普元可在数据集成架构、大数据治理等方面为C919提供更深度的支持。

  “我们希望可以继续为C919提供支持,不断探索,丰富自身在航空行业的技术经验。”焦烈焱介绍,目前普元技术产品也广泛应用于航空行业中,如EOS Platform应用开发平台还应用在中航工业成都飞机工业集团ERP系统及MES系统中;东方航空公司以普元持续集成平台(Primeton UTP)为基础,构建了满足东航自身研发要求的统一持续集成平台……“未来,普元愿意将更多实践成果用以支持C919的发展。”

  对于未来的攻坚难点,焦烈焱说:“我们从IT发展领先的银行、电信运营商等行业发展路径来看,商飞目前处在新一轮IT基础架构整合起步的阶段,接下来商飞可能会经历从重硬件到重软件、从重应用到重架构、从重过程到重数据的IT架构演进过程。作为国内领先的基础软件企业,普元将不遗余力地为商飞IT架构建设提供专业产品与技术支持,为C919持续提供技术能力。”

 

    3D打印钛合金部件 有效控制C919研制成本与周期

  中国商飞北京民用飞机技术研究中心(北研中心)发展战略研究部高级工程师孙香云在接受《中国信息化周报》记者独家采访时介绍,北研中心是中国商飞重点建设的高层次海外人才创新创业基地,是开展民用飞机产业发展战略研究,背景型号总体论证,民机战略性、前瞻性、关键性和基础性技术研究机构。

  孙香云重点向记者介绍了中国商飞在C919研制中对3D打印技术应用的探索与实践,以及该技术在航空领域的应用情况。目前,在航空领域,3D打印技术备受关注,波音、空客、GE都将其作为战略性技术进行攻克,并开展布局建设。中国商飞的高层领导非常具有战略眼光,高度重视3D打印技术,强调商飞一定要在这方面不断尝试推进。
 

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中国商飞北京民用飞机技术研究中心(北研中心)发展战略研究部高级工程师孙香云
 

  商飞为什么要如此重视3D打印,孙香云认为原因有两个:一是像研制C919这种大型民用飞机,采用3D打印技术替代传统方式,从时间和成本角度考虑,可以有效解决产品的研制进度和周期等问题;二是3D打印技术可能给大飞机甚至是航空业带来本质性变革,从设计、生产到运营和维修的理念和模式,都会产生影响。

  其实,早在2013年,就有媒体报道,国产大飞机C919长达3米的中央翼缘条就是用3D打印的钛合金结构件。西工大与中国商飞合作,应用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造问题。“激光立体成形制造成本与国外锻压制造成本差不多,最重要的是形成了具有自主知识产权的特色新技术。”西工大凝固技术国家重点实验室主任黄卫东在接受采访时说。

  其实,除了3D打印中央翼缘条,C919还装载了28个3D打印钛合金零部件,分别应用在C919前机身和中后机身的登机门、服务门以及前后货舱门上。而这些零部件是由C919大飞机前机身和中后机身大部段主要生产商——中航工业洪都委托飞而康快速制造科技有限责任公司(简称飞而康科技)生产的。

  成立于2012年8月的飞而康科技是航天航空和医疗机械行业的金属3D打印解决方案提供商,业务板块涵盖从原材料金属粉末制备、打印工艺,到后期性能改进、热处理以及机加工和检测的全流程,甚至可为客户提供一条龙建厂及提供技术支撑等方案。

  当年空客公司实现3D打印标准化并将其纳入供应链,标志着3D打印真正进入到航空制造应用领域。而现在中国商飞在第一架商用大飞机C919上使用3D打印技术,也标志着在这一方面,我们并不落后于国外。
 

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飞而康快速制造科技有限责任公司董事长 沈于蓝
 

  说到为什么会选择飞而康科技,公司董事长沈于蓝在接受《中国信息化周报》记者独家采访时表示,因为飞而康科技拥有强有力的技术团队,团队曾经服务于波音、GE等客户,因此商飞和飞而康科技,共同设定建立了3D打印适用于民航的体系要求,而后经过3年多的验证,飞而康的技术产品经过了各种性能指标的检测,最终积累了验证性能的数据库,数据结果表明飞而康科技的3D打印产品具备航空要求的可重复性和稳定性,能够上到民用飞机。所以飞而康科技承担了这些舱门零部件的3D打印生产。

  沈于蓝介绍,2016年6月,飞而康科技应商飞公司要求,紧急启动了C919型飞机风扇进气入口构件的研制,该构件位于飞机发动机吊挂内,结构复杂,是重要的功能部件。飞而康科技采用基于SLM的3D打印技术,对风扇进气入口构件的这种钛合金薄壁结构开展了技术攻关。飞而康科技整个参研团队放弃休息,全情投入,经过不懈的努力在2个月时间内先后攻克了钛合金大型薄壁件常见的应力开裂和型面变形等问题,按时完成了产品交付。

  沈于蓝也作为3D打印行业供应商代表被邀请到上海浦东国际机场现场见证了C919的首飞。对于C919成功首飞的感言,沈于蓝表示,这是国之大器,航空人梦想的商用大飞机在中国得以研制并成功首飞,对我国航空事业意义重大,这不仅标志着航空工业人士多年的心血得到了收获,也证明了国家要做好航空的决心,这对广大航空人来说也是个积极的信号。

  对于接下来的任务安排,沈于蓝表示:“第一,我们会严格执行体系要求来生产C919的航空部件。第二,我们会继续协同商飞切入零件的设计优化和打印方案优化,旨为C919提供通过3D打印的零部件来实现减重的要求。另外,接下来我们公司也会考虑投入到次承力件的3D打印研发中去。”而对于未来一旦大量生产的情况,如何保证稳定、高质量的生产,沈于蓝表示,飞而康也都有布局安排,在现有3D打印机的基础上已经有年新增10台的规划,做更多配套,把产品产量和质量提升上去。

  而对于3D打印技术的价值,除了已经安装在C919飞机上的构件,孙香云也向记者介绍了更多:在结构设计方面,在三维数模设计完成后用3D打印技术实现原型快速制造,以缩短结构设计验证周期;特别是对未来新奇构型飞机的探索工作中,采用3D打印技术可快速制造出新构型模型,快速地进行结构性能验证与修改,甚至进行吹风实验。从目前来看这也是非常可行、有效且低成本的方法。在制造环节,3D打印技术在模具制造、工装制造与修补等领域也有着广阔的应用前景;在客服领域,3D打印技术可在工业设计、紧缺件制造和维修等方面有所实践。

  她认为,目前比较值得用3D打印技术制造的构件有两类:第一类是结构复杂的产品,对功能有特殊要求,传统制造方式不容易生产出来的;第二类是构件尺寸很大,而传统制造方法,如锻造和铸造所需的设备很少有的情况,“极端情况下,满足要求的大型锻造机全世界也没有几台,就算不计成本到那儿排队生产,研制周期也是等不起的。”在孙香云看来,对于民用飞机来讲,能够切实实现3D打印技术减重设计理念,一定是在解决了3D打印制造过程的稳定性及其质量监控手段有效保障的前提下。目前,这也是大家努力的方向。 

 

    通信导航系统 电科航电助C919“耳聪目明”

  国家高新区在国产大飞机的研发制造方面贡献了诸多力量,助力中国制造业实现一个又一个突破。

  据中高新传媒的报道,C919大飞机的“眼睛”“嘴巴”“神经系统”——项目通信导航、数据链和仿真器、机载娱乐、外部通信、信息系统、客舱核心等6个工作包的研制,就由坐落于成都高新西区的中电科航空电子有限公司(简称“电科航电”)的技术团队承担。

  据成都高新区提供的新闻素材显示,C919全机长度接近39米,最大载客量190座,航程4075至5555公里。这架翱翔于九天的大家伙身上有着多个“成都高新制造”。由电科航电与美国罗克韦尔柯林斯组建的中电科柯林斯航空电子有限公司(简称“中电科柯林斯”)承担研制的通信导航系统便分别给 C919装上了“耳朵”、“嘴巴”和“眼晴”。
 

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  通信导航系统是飞机航电系统中的核心系统之一,承担着飞机在起降和航行过程中地空对话、机内话音及数据通信、无线电导航等功能,让飞机具有“眼观八方、耳听六路”的功能,在飞行过程中为飞机指引方向,并实时保持地空对话和信息传递。中电科柯林斯相关负责人介绍,“通俗地讲,可以形象地将通信导航系统比喻为C919的眼、耳、口,如果没有通信导航系统的存在,飞机将无法和塔台、空管联系,听不到塔台下达的飞行指令。”那么,体型巨大、零配件纷繁复杂的C919身上,哪些设备才是它的“眼”“耳”“口”?

  “答案就在C919的机背、机腹、机尾等处那些形似鱼鳍、雪橇的突起物上。这些突起物是天线,它们用不同的通信方式来负责收发、传递地空之间的信息。”电科柯林斯相关负责人说,在C919身上,设置了超短波通信、短波通信和卫星通信这三种常规通信方式。超短波通信在飞机起飞或着陆时,飞机向塔台发出起飞请求,塔台给出飞行指令通过短波视距通信来完成;而短波通信主要用于远距离超视距通信,如跨洋飞行时与地面通信;卫星通信能够使飞机在全球范围内实现视距和超视距通信。

  据介绍,经过中电科柯林斯与美国柯林斯公司近3年的努力,通信导航系统成为首个交付中国商飞的航电分系统,也是第一个完成分系统集成验证的航电分系统。后续,通信导航系统将在四川成都完成系统集成、并完成本地化批量生产。根据成都高新区提供的资料显示,除了“能看”“能听”“能说”,未来,C919还能“发短信”。

  “所谓‘发短信’就是飞行员通过数据链系统把飞机飞行过程中的数据、信息以短文本的形式传递到塔台和航空公司。” 电科航电工程师刘天华表示,电科航电研发的空中交通服务(ATS)和控制与状态应用(CSA)软件使中国企业第一次进入民用飞机数据链领域,通过ATS和CSA的研发及适航取证过程,电科航电已经具备了C级软件的研发和取证能力,为参与世界航空业竞争奠定基础。

  相较同类产品,电科航电研发的数据链应用可直接驻留在航电综合模块化平台中,不需要独立的硬件平台,为飞机减轻了重量。同时,该应用具有图形化的人机交互界面,相比于以往基于字符的显示界面,其显示内容更丰富、操作流程更便利,有效降低了飞行员的工作强度,提高了飞行的安全性。“该系统将在后续架次的飞机上进行飞行测试。”

  此外,电科航电还全面参与了C919大型客机客舱核心控制系统和信息系统的研制工作。这两个系统是C919大型客机航电系统中少有的两个国内自主研发的子系统,打破了国外供应商在该领域的垄断。

  据了解,客舱核心系统是干支线飞机航电系统重要组成部分,是整个客舱系统的“大脑”和“中枢神经系统”,控制着照明、温度、应急指示、广播等重要信息,为乘务组的工作提供保障。而电科航电为C919飞机提供的信息系统则包括驾驶舱打印机(CPPT)、无线通信单元(AWCU)、无线通信天线(AWCA)设备和机载应用软件,主要用于飞行的辅助管理,提高航空服务管理水平,减轻机组人员的工作负担,提高运营效率,降低运营成本。

  刘天华介绍,客舱核心控制系统和信息系统也将安装在后续架次的飞机上进行首飞测试。未来,这两个系统还将应用于MA700、宽体客机等国内重点民用飞机项目,将有力提升国内民用飞机航电自主配套能力。

  记者手

       
完成这次的选题采访报道,记者有两个满足和一个遗憾。

  第一个满足是,这个选题引起了编辑部的共鸣。当5月5日下午C919成功首飞之时,微信朋友圈里开始出现相关消息,当然有的是新闻报道,也有的是厂商在蹭热点做宣传。记者脑袋里面有个想法一闪,于是在编辑部微信群里说“咱们做一期‘C919大飞机背后的中国IT力量’的选题吧”,立刻获得了一片点赞,编辑部同事们一下子燃了起来,开始商量怎么做、怎么分工合作。虽然接下来是周末,但还是不断有人将各种相关消息都转发到编辑部微信群,以方便收集新闻线索。大家对这次选题的热情响应,让我感到非常满足和欣慰。

  第二个满足是,我们尝试了新的采访资源寻找方式——借助微信。我们用秀米做了简单的有表单交互功能的采访提纲,在大家各自的朋友圈里、各种联盟群里转发,做采访线索征集,也得到大家的支持和反馈,这是我们的第一次尝试,一次自发、主动的新尝试。当微信刚发出来看着阅读数就蹭蹭地往上长时,大家还都有种莫名的快感和满足感的。

  而一个遗憾就是,虽然我们收集了很多线索,也采访到了一定数量的参与方,但由于时间和资源关系,没能联系上最对口的商飞信息中心的人,来采访了解商飞的信息化现状和其信息化是如何支撑C919的研制、首飞的,这对于这次选题来说,还是个挺大的遗憾的。

  那么,如果有商飞信息中心的人看到了我们这次的报道,或者有人能帮我们对接上商飞信息中心,欢迎联系我们,我们愿意做更深入的产业信息化报道。

联系人:李晨   传真:(010)88559664  联系电话:(010)88559772  15652621717
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