C919，中国终于有了自己的大飞机了。这则消息从2017年5月5日起始终鼓舞着国人。那天，在上海浦东国际机场，中国人自己研发、拥有自主知识产权的国产大型商用飞机C919在万众瞩目之下腾空而起，成功首飞。3个多月后的上海书展，《探秘国产大飞机的创新“进化史”》的话题，被列为上海科协大讲坛暨科技前沿大师谈“暑期院士专家系列科普讲坛”内容后，几日内报名爆满。

8月20日下午的科学会堂现场，记者看到听众群中从小学生到中学生，挤挤挨挨，眼神中充满期待和好奇，这让台上主题发言的发动机专家刘大响院士、材料学专家曹春晓院士、C919常务副总设计师陈迎春信心大增，而随后的C919首飞五人组的观察员钱进、试飞工程师马菲共同问答时，全场的好奇心更为中国努力跨入航空大国的爱国心所淹没：中国人该早日有“中国心”的发动机，中国造飞机应早日飞遍全球。

发动机的未来：北京到纽约只要3-4小时

航空发动机是飞机的心脏，也是飞机飞行的动力源泉，中国工程院刘大响院士将其称为“国之重器”。

由美国研发的第四代发动机是当前主流

北京航空航天大学教授刘大响目前担任中国航空发动机集团公司高级顾问，兼任中央军委装备发展部科技委委员，航空动力技术专业组组长，中国空军科技顾问，他在主题为《国之重器 跨越发展》演讲中介绍，从20世纪40年代末以来，世界上军用航空发动机喷气发动机和民用发动机都已经发展了四代，而C919用的正是这一代。这一代是由美国研发的，而中国目前也在加紧研究。尚未研发出来的第五代是中国下一个研发目标。

他介绍，目前发动机有多种类型，火箭、涡旋、冲压等，涡旋型是当前的主流。

各国研发超声速民用机，时速5000公里

“目前世界各国都在研发新一代超声速民机，其目标是在常规机场实现水平起降，实现低噪音、零排放，届时，一小时大概要飞行将近5000公里。到那时候北京到纽约的飞行时间可能缩短到3到4个小时。其中的关键就在于发动机。”刘大响说，“这对于人类将是一个巨大的进步，这一代的发动机，我相信会在下一代的年轻人手中创造出来。”他介绍，美国的NASA，欧洲的LAPCAT计划，俄罗斯的Transport2011，都在着力研发这类超声速飞机。

▲美国的NASA，从今年8月开始设计制造新一代超声速客机的原型机

空天飞机动力如成功，普通人可结伴上太空旅游

目前单一的发动机都不可能直接飞行到太空，但组合动力就可以把Ma数增加到5-8，而民用飞机只有4。刘大响介绍了涡轮加冲压加火箭的动力组合而成的空天飞机的动力，人类可以在普通机场起飞，飞到一定高度，另外一种发动机启动，最后到了接近地心引力的边界，时速为800到1000公里左右，火箭开动，一个小火箭再推一把，飞机就进入低轨道运行了。“将来飞机到太空去不是一个人的事，也用不着像杨利伟那样受严格训练，普通人心脏就可坐这个飞机到太空去旅游。而且可以几十个人一起去，一起回来。”

▲刘大响介绍，将来普通人心脏就可坐飞机到太空去旅游。而且可以几十个人一起去，一起回来

白银价的发动机研发耗资巨大，但能以1:80带动产业

然而，发动机的研发有很高的要求，刘大响至少例举了六大难点。要保证高安全性、高可靠性，飞行之前，必须要做大量实验，刘大响就此举例，“20万小时的零部件实验，3万小时整机地面实验，要3000到6000小时高空台实验，5000到10000小时飞行实验，这就是为什么发动机研发周期那么长。在设计定型后，还要10到20万飞行小时的成熟性飞机试验。”

而所需的巨大的投资数字也给听众留下了深刻的印象，刘大响做了通俗的比喻，将单位重量的小汽车的价格比作一个面包，价格和汉堡相当，那么发动机就是白银价格，涡轮叶片相当于黄金的价值。

尽管如此，对于航空发动机的投入却是值得的。航空发动机能够以1：80的效率带动国家产业的发展，投入1以后，10年以后带动的产业和本身的产业能够达到80倍的效率。

何日自主化？2030年，中国目标研发出第五代发动机

发动机何日能国产化是每个国人所关心。刘大响介绍，在美国国防部，把航空发动机列为第二，雷达是第一，核武器第三位。十八届五中全会上，党中央在原来16个科技重大专项基础上，以2030年为时间节点，再选择一批体现国家战略意图的重大科技项目，力争有所突破。明确将航空发动及燃气轮机，列为国家重大科技专项，2016年8月28又单独成立了中国航空发动机集团公司。

这样的布局下，“我们通过20年左右，我们提高三种能力，第一是自主创新研发能力，第二材料和制造支撑能力，第三试验的保障能力。跨上三个台阶，三代发动机、四代发动机、五代发动机，三个台阶。实现两个战略转变，到2030年左右，我们国家要跻身于世界航空动力强国之列。”刘大响的憧憬感染了在场所有的听众：“第五代发动机就会在你们手上产生。”他的目光停留在现场的小学生和中学生身上。

▲听众中有小学生、中学生，第五代发动机就会在他们手上产生，他们会成为大飞机梦的下一代继承者

坚定的信心，同时要百折不挠的钢铁意志

我国从1970年就开始提出设计大飞机，经历了“三上三下“的坎坷，但目前的两大重要专项成果产生了诸多成绩：2013年1月26号，我国自主研究大型运输机Y20实现首飞，用了5.5年；2016年7月6号，2架Y20飞机交付部队使用；2015年11月2日，C919大型客机总装下线，用了7年半时间，今年5月5号，C919实现首飞。尽管如此，刘大响依然向在场的听众尤其年轻人说，研发路上，我们要有坚定的信心，同时依然需要“百折不挠的钢铁般的意志”。

材料与飞机的辩证：从木、布到复合材料五阶段

当中气十足的中科院院士曹春晓上台主讲《一代材料 一代飞机》时，谁也想不到这位北京航空材料研究院研究员、国家大型飞机材料研制专家咨询组组长已是83岁高龄，主持人趣称他的身体就是用“钛合金”所构成，曹春晓院士在结语中道出了这个秘密：搞了61年材料学，尽管世界有时充满无奈，但他认为，“为材料和航空的进步而奋斗，让我拥有了精彩的一生。”

作为中国钛合金研究和应用的创始人之一，曹春晓认为，材料是所有设计和制造工作的基础，在飞机的研制当中，原材料它有着举足轻重的作用。材料与飞机是一个辩证的关系。他将这种关系总结为“一代材料，一代飞机”，这也是世界航空发展史的真实写照。自飞机发明的一百多年来，材料与飞机一直在相互依赖、相互推动下不断发展。航空结构材料技术含量之高和技术难度之大，使其通常处于材料领域最前沿。

▲曹春晓认为，材料是所有设计和制造工作的基础，在飞机的研制当中，原材料它有着举足轻重的作用

曹春晓将航空结构材料一百年来的宏观变化分为五个阶段：第一个阶段是1903年美国莱特兄弟发明了飞机到20世纪10年代，飞机机体的结构主要是木、布；到了20年代，飞机速度变快了，铝合金跟钢成为主要的材料；至五六十年代，钛合金登上舞台；70年代出现了复合材料，其强度更好，因此逐渐进入到飞机的结构材料里；从21世纪，这个世纪初到现在，原来的以铝合金为主已转为以复合材料为主。

“之所以有这些变化，很重要的原因是比强度，比强度指的是单位密度的强度，钛合金的比强度是最高的。”曹春晓解释，“不过钛合金价格高昂。现在复合材料越用越多，不仅价格便宜下来，更重要是性能也越来越好，容易结构整体化，可以减少很多零件，特别受到设计师的欢迎。”

学习波音和空客：将来世界日产三架飞机，第三架是中国造

“商用飞机以前叫作民用飞机，之所以叫‘商用’，是因为我们首先将它看作是一个商品，以商业为目标。经过100多年的发展，飞机已成为人类社会工作的主要交通工具之一，而中国是目前全球第二大民用航空市场，每天有300多万人在上空飞行。”

在对发动力和材料有了详尽了解后，听众们的视线终于被拉到了大飞机这个整体，中国商飞公司科技委常委、C919飞机常务副总设计师陈迎春做了第三个报告,介绍了商用飞机的发展和我国的位置。

▲现场慕名而来听众为国产大飞机的发展感到自豪

商用飞机内的G7，中日俄属于第三层

陈迎春是国家973项目的首席科学家，也是世界国际航空科学理事会程序委员会的委员，同时还担任着我们中国航空学会总体专业委员会的副主任和空气动力学专业委员会的副主任。为我们国家民用飞机设计学科的健全作出了巨大贡献。

“买飞机耗资巨大，每年花费几百亿用于进口商用飞机。所以如果我们自己能造，就能为国家挣很多钱，也会有很好的社会影响。美国总统出访各国坐的都是波音747，欧洲领导人坐的都是空客，我国的领导人目前坐的是波音，但如果是自己造的专机，那无疑将成为一张大国名片。”

陈迎春预测，中国未来20年的航空运输量将达到现在状态的三倍以上，需要增加六七千架飞机，而世界范围内，则需要增加四万多架，造出中国自主研发的商用飞机可谓当务之急。

▲陈迎春认为，中国未来20年的航空运输量将达到现在的三倍以上，造出中国自主研发的商用飞机可谓当务之急

“目前能够制造大型商用飞机国家目前有七家，我们叫G7，美国、加拿大、巴西、欧洲的空客、俄罗斯、中国，还有日本。这七家大概可以分成三个层次，第一个层次是欧洲空客和美国波音，在商用飞机领域内，这两家占据产值多达90%以上；第二层次是巴西和加拿大，他们卖了几千架直线飞机，占到商用飞机产值8%左右；而中国、俄罗斯、日本三家飞机还没有怎么赚钱，属于第三层次。”他同时指出，空客和波音不生产小型机，只有中国和俄罗斯对大中小三个类型都在研究制造。

空客一半成功一半失败的教训：中国急但要稳

据统计，波音公司从1957年造出第一架707，至今共生产并销售了2万多架飞机，空客迄今则生产了不到1.5万架。波音公司平均每年生产380多架飞机，空客则是350架，基本上一天差不多一架飞机。“以前的市场就这么大，但随着航空市场越来越大，中国和俄罗斯的公司也发展起来，我相信，可能以后一天需要三架飞机，而这第三架飞机就很有可能是中国造的。”陈迎春表示。

作为后起之秀的中国商飞能从波音和空客这两家霸主学到什么呢？“波音公司发展这么多年，每一型飞机都生产了超过一千架，他们的飞机每款都是成功的，无一失败。但空客目前只有320、420是成功的，所以它是一半成功一半失败。我们要研究为什么波音会型型成功，而空客居然是一半成功一半失败。我认为空客是有点着急，但中国人不能这样着急。因为我们走得晚，我们要保证每一款都要成功，失败要耽误很多时间，要付出很大的代价。”

▲1980年2月29日，中国民航花费巨资，向美国订购的首架波音747SP(注册号B-2442)飞机交付，3月24日首飞

“其实从20世纪50年代到现在，在历史上每一个时代，我们都尝试研制商用飞机，但是限于国家经济实力，我们的技术水平、工业基础不具备那个条件，当时都没有成功。今天我们成了世界第二大经济体了，我们有这个实力和能力造自己的飞机。”

商飞九年跨三大步，正研制的300座飞机是世界主流

中国第一款商用飞机ARJ21于2002年启动，2008年首飞，2014年取证，2016年交付；C919于2008年启动，到2017年首飞；现在启动了双通道。商飞成立这么多年，九年来跨了三大步。

▲今年5月5日，中国首款国际主流水准的干线客机C919在上海浦东国际机场成功首飞

“ARJ21成功了，已交付航空公司运营，但是它是支线飞机，只有90个座位，航程3700多公里。C919是干线飞机，是150座的，航程是5550公里。C919首飞以后，党中央国务院发来贺电。十八大以来，党中央国务院发贺电的事件一共有八项，前面六项全是航天，第七项是大飞机首飞，还有一项是可燃冰。可见，这项成就在我国历史上是具有划时代意义的。”陈迎春自豪地说。

目前启动的300座级双通道宽体客机是和俄罗斯联合研发，其航程将要达到12000公里。“300座飞机是目前世界的主流。要走好这第三步，我们总的指导思想是：总体有创新，这是我们自己可以掌握的；机体有发展，我们用复合材料结构优化发展；系统跟着走，指的是系统跟着我们自己的C919走；动力有突破，就是做好发动机。”

C919研制过程中的16个合资企业将在C929中发力

对于刘大响院士提出的业界的普遍期盼，即C919机身是完全自主外，其余引入的国际设备何时有自主时间表，陈迎春做了详尽的回答。他分析，作为飞机的四个关键部位，C919已经做到总体气动完全自主创新；同时我国已经基本掌握机体结构；在目前研制的C929中，将花大力气攻克复合材料；“同时，也将在C919和C929研制中，带动国产发动机的研发。”他打了个比喻，飞机和发动机的关系，如同婚姻，跨国婚姻总有些磨合成本，而青梅竹马的本国产或许会更为默契合拍。但是，在C919研制过程中，引进了16个合资企业，极大地带动了国内相关系统的发展，“在C929研制中，我想，这些合资公司会大大发力，将各个零件和组成做极大的优化。”

在陈迎春看来，大型客机建设不仅是创新型国家、新时期改革开放、中国制造2025的标志性工程，也是国家意志、民族梦想、人民期盼、历史责任。

▲讲座结束后，现场大飞机小“粉丝”向院士提问

听众提问前，钱进和马菲无不激动地分享了自己的试飞体验，整整一年的准备，半年的实地飞行，训练了所有可能的意外，“我们深知其后的艰辛”。刘大响院士点评，大飞机研制太复杂了，C919试飞成功在政治上和国际影响上不亚于当年的两弹一星，中国人几十年的飞机梦终于实现了。陈迎春告诉大家，之所以以C开头，指的就是中国（China），表明这个飞机是中国人自己的飞机。“好像我们自己的孩子跟自己的姓。”他解释，“前面一个9后面一个9，表示中国人长久圆满的期望，1表示这是我们第一款飞机，也是100座以上的飞机，所以叫C919。”将来，还将会有C929、C939、C949……或许，现场的这些年轻人中将涌现出大飞机梦的下一代继承者。