本文来源：时代周报 作者：邓宇晨、韩利明、实习生唐卓雅
国产大飞机终于接近起航时刻。
3月21日，东方航空MU5735航班空难引发全国关注。受此消息影响，波音（BA.NYSE）市值一度蒸发71亿美元。
全球大飞机市场长期被空客和波音两大巨头垄断。从70年代启动运10项目开始，走过半个世纪，历经几代航空人的努力，国产大飞机如今已逐步走向成熟。
“C919从设计之初便对标波音的737系列和空客公司的A320系列。如今，C919已进入试航取证阶段，在取证之后就可以给客户交付订单了。”3月22日，参与C919飞机项目的飞机设计师赵东阳在接受时代周报记者采访时表示，从项目启动到研发完成，C919经历了十余年，“这是我国首个自主研发的新一代喷气式大型客机，研制经验需要不断积累，过程也比较曲折，因此周期时间较长。”
2022年1月，中国商飞副总经理吴永良在接受媒体采访时表示，国产C919项目仍处适航取证阶段，预计将于2022年完成交付，“具体交付将等到取证完成后才具备条件。”
C919
即将起航的大飞机也引发了市场想象。
据同花顺数据，3月22日收盘，大飞机板块涨幅0.28%，62只成分股中有25家上涨。安达维尔（300719.SZ）、立航科技（603261.SH）、天保基建（000965.SZ）涨停收盘，金财互联（002530.SZ）、钢研纳克（300797.SZ）纷纷跟涨。
国产大飞机已拿下815架订单
民航制造业是国家实力的象征，也是推动经济与科技进步的重要力量。如果说民航制造业是制造业的“皇冠”，那国产大飞机就是这顶皇冠上最闪亮的那颗明珠。
“大飞机”是指起飞总重超过100吨的运输类飞机。在民航业内一般指拥有150座以上的干线客机。
我国研制大飞机的历史，至少可以追溯到五十年前。
1970年8月，我国开始大飞机运10型号的研制。因研发投入较大、不具备大规模商业化运行的条件等原因，耗资5.38亿元的运10计划在1986年终止。随后与外资企业合作项目均以无果而终，我国大飞机项目一度陷入停滞。
2002年，民营航天制造业重新起步。原中国航空工业第一集团的支线飞机ARJ21“摸着石头过河”，用零星的技术经验重塑国内民航飞机制造体系，为后续国产大飞机的研发积累了工业基础。
2006年，大型飞机重大专项被确定为16个重大科技专项之一，写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》。
随着2008年中国商用飞机有限责任公司（下称“中国商飞”）的成立，C919的设计、研制、试制、试飞被提上日程，国产大飞机项目再次蓄力冲顶。
2015年，C919首架机正式总装下线，两年后成功首飞。
C919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，座级158-168座，航程4075-5555公里。
据中国商飞官网最新数据，C919已完成立项论证、可行性论证、预发展阶段工作，转入工程发展阶段，累计28家客户815架订单。
“我们民用飞机相对起步较晚，在经验上比较缺乏。与此同时，如今的新一代飞机对性能要求比较高，因此通常是使用复合材料。复合材料的使用也是我们设计过程中的一个技术难点。”赵东阳表示。
国产大飞机C919首飞成功，标志着我国成为全球第四个拥有自主制造大型干线客机能力的国家。大飞机制造的规模化和标准化也推动航空制造产业链上下游的发展，催生产业集群效应。
华创证券指出，根据中国商飞和波音公司的市场预测，未来20年，我国对类似C919这类窄体客机的需求量为每年平均300架左右。假设未来C919在国内能够达到三分之一的市占率，则C919飞机年平均交付量有望达到100架，大飞机产业链有望迎来快速发展。
时间轴
大飞机已转入“产业化阶段”
虽受疫情影响，但C919大飞机的适航取证仍“马不停蹄”。
2021年12月的中国民航局的例行新闻发布会上，中国民航局航空器适航审定司司长杨桢梅披露了C919进行适航审定科目的具体情况，即共规划表明符合性飞行试验工作3273个试验点、审定试飞科目276项；在进度方面，杨桢梅表示，已经有694个试验点和34项审定试飞科目，未进行的科目包括“自然结冰”等。
赵东阳解释称，适航取证环节相当于商品上市前最后的检测阶段，在这个环节中，需要对飞机产品、飞机使用手册、修理手册等等进行适航审查，因此审查也需要一定周期。
在中国商飞于2022年2月举行的干部大会上，中国商飞董事长贺东风表示，2022年，大飞机由研制阶段逐步转入产业化阶段。
业内人士指出，C919的相关飞行测试工作，受到了全球新冠疫情的影响，个别之前需要在国外进行测试的科目，改在国内同等条件的环境下进行，最终克服困难，也达成了比较完满的效果。
完成适航取证环节后，国内头部航司将是C919的首批客户。2021年3月，中国东航（600115.SH）与中国商飞正式签署C919大型客机购机合同，首批引进5架，东航将成为全球首家运营C919大型客机的航空公司。
根据2021年9月中国商飞发布的《中国商飞公司市场预测年报（2021-2040）》，未来二十年，中国航空市场将接收50座及以上客机9084架，价值约1.4万亿美元。其中。50座级以上涡扇支线客机953架，120座级以上单通道喷气客机6295架，250座级以上双通道喷气客机1836架。到2040年，中国的机队规模将达到9957架，占全球客机机队比例22%，成为全球最大的单一航空市场。
延伸阅读
C919即将交付，院士曹春晓、王华明抖音开讲，回顾国产大飞机50年历程
近日，两位参与过国产大飞机研发的院士罕见地参加了同一档科普节目。在抖音与中国科协“科创中国”联合出品的《院士开讲》中，中国科学院院士曹春晓和中国工程院院士王华明科普了应用在C919制造中的钛合金应用和金属3D打印技术，让我们看到了国产大飞机背后技术攻坚的艰辛过程。
给国产大飞机换上钛合金
曹春晓跟国产大飞机的渊源可以追溯到50年多前。
上世纪七十年代初期，大型喷气式客机“运-10”研制计划启动。当时曹春晓还不到40岁，在北京航空材料研究院工作，研究航空用钛材料。中国在航空用钛领域比国外落后了12年，但发展很快。1973年，他接到任务，参与研制涡扇8发动机的研制，涉及59种钛合金零件。
经过几年的协同作战，曹春晓等人研制出10台涡扇8发动机，并经受了试车实验。1980年，运-10首航成功，最大起飞重量为110吨，让中国成为世界上第五个研制大型喷气式客机的国家。然而，6年之后，运-10因为种种原因下马，没能投入商用。
这一度让曹春晓遗憾不已。“对于我们这些航空材料人来说，谁不希望能坐上自己设计和制造的大型客运飞机呢？”
大飞机的梦在26年后重新得以延续
2006年，国务院批准成立大型飞机方案论证委员会，曹春晓是唯一从事航空材料研究的委员。国产大飞机项目启动后，曹春晓担任专家咨询委员会委员，奔波于全国各地。大飞机项目涵盖民用和军用机型，民用客机代号就是C919。
飞机的自重越少越好，飞机自身的重量占它整个起飞重量的百分数，称为“飞机的结构重量系数”。过去七十年，没有一架飞机的结构重量系数低于27%，就是受制于大型构件的性能和大型构件的制造能力。钛合金材料成为其中的关键。通过钛合金材料和锻造技术的提升，可以减轻飞机的结构重量，提升其竞争力。
如今，对经济性要求更高的C919，钛合金用量达到8%，与美国波音777的7.5%用量相当。大飞机的制造离不开对技术要求极高的大锻件。在《院士开讲》栏目中，曹春晓展示了一个用于C919的钛合金锻件接头，这个名为TC4的接头，重量为600公斤。为了制造类似的锻件，中国建设了世界上压力最大的8万吨液压机。
来源：《院士开讲》第五期
2015年11月，拥有我国自主知识产权的C919在上海总装下线，正式向全球公开亮相。曹春晓在现场激动不已，四十多年的梦想终于成真。
2017年5月5日，C919大型客机在上海成功首飞。2021年3月，C919拿下首单订单。截至2022年初，C919已经拿下815架订单。
曹春晓院士（左四）在C919下线现场
弯道超车的3D打印技术
作为改革开放后走上科研岗位的中坚力量，王华明院士致力于用3D打印技术解决材料锻造难题，对于国产大飞机的研制也发挥了关键作用。他今年50岁，已经在金属3D打印领域钻研22年。
“3D打印”在业界有更学术的名称：增材制造。这项在1980年左右诞生的制造技术，得益于计算机的发明，使制造过程变得数字化。而其原理，就是把零件切分成无穷多的平面，把三维的复杂零件当成二维的平面问题来做。
所谓的“增材”，就是一层一层地往上增加原料来做成新的材料，就像高等数学里的定积分。增材制造，就是把粉和丝这样的原料，通过熔化的过程，完成合金化，完成凝固，完成材料的制备，与此同时，塑膜直接变成零件，材料制备的过程本身就是制造复杂零件的过程，中间不再需要有传统的冶金工业，传统的锻造工业过程。
来源：《院士开讲》第九期
王华明院士团队研发出的激光增材制造技术，为国产大飞机和新型战斗机提供了关键受力大型部件。“我们团队真正瞄准的核心，是如何控制微区冶金这个过程，能做出高品质的材料，能让材料的性质发生质的变革。”王华明说。
在《院士开讲》中，王华明还分享了一次攻坚经历。美国等国外技术团队率先尝试用增材制造的方法制造钛合金构件，结果疲劳性能不够，尝试了很多办法还是未能改善，在2005年左右放弃了这条路。而王华明的团队继续坚持，虽然起步晚于国外，最终却做出了可以用于大飞机的关键构件。
来源：《院士开讲》第九期
从2007年起，王华明团队就已制造出许多非常复杂的构件。“以前我们总师们很头疼，他可以设计出非常好的结构，但我们搞制造的干不出来，现在你就可以把这个约束取消掉，自由地设计，我们想办法去做，当然我们可能永远跟不上设计师的步伐，但是你可以放开，你们至少有很多余地会改善。”王华明院士说。
拿C919来说，机头主风挡窗框就是王华明院士团队研发的。这种部件尺寸大、形状复杂，国内飞机制造厂的传统方法无法制作。欧洲一家公司可以制作，但周期漫长，需要两年时间才能交货，而且价格高昂，仅每件模具费就要50万美元。
2009年，王华明团队利用3D打印技术，耗时55天做出了C919机头钛合金主风挡整体窗框，成本不足欧洲锻造模具费的十分之一。
王华明团队通过和沈阳飞机设计研究所等机构的密切合作，在大型关键构件的制造上，已经取得了质的突破。除了省去模具、传统铸造锻造外，由于把三维问题当成二维来做，零件的大小、形状、尺寸，不再受制约，理论上不再受到制约。
“它将会改变未来装备的结构，也许会改变未来装备性能，也许一个飞机需要3万个零件，自重好几十吨，现在有了3D打印之后，几万个零件，也许变成2000个零件，数量已经大幅度减少。通过打印高品质的材料，强度在提高，自重也在减轻。”王华明说。
来源：《院士开讲》第九期
科普和科研同样重要
除了机身，发动机也是钛合金应用的重要场景。航空发动机被看作是大型运输机和战斗机的“心脏”。在《院士开讲》中，曹春晓透露，“等长江涡扇发动机研制正式成功以后，也会用到我们这个C919上面。” 长江1000涡扇发动机的钛用量已经达到23%。
在《院士开讲》的最后，作为新中国成立后的第一代科学家，曹春晓院士表达了他的愿望：“第一个愿望是希望（使用钛合金材料）的新型国产飞机能够早日投入使用，第二个则是未来还能做出质量更高的国产（航空）发动机。”
来源：《院士开讲》第五期
曹春晓院士表示，国产大飞机之路还很长，需要更多人参与进来。对此，王华明也深有同感。“要做大事情，你一个人是做不成的，要沉下心来，不要想着干每一份事情都要有一个眼前的这种利益，可能你需要合作，需要有个团队，不同的人在一起，干惊天动地事，做隐姓埋名臣，也许就是这么一种结果。”王华明说。
两位院士给出的一个答案是科学知识普及。在他们看来，科普和科研同样重要。王华明院士曾参加央视《开讲啦》等科普节目，这次参加由抖音和中国科协“科创中国”联合出品的《院士开讲》，也是希望与更多年轻网友进行交流。
目前，曹春晓和王华明院士的两期内容已经在抖音、今日头条、西瓜视频上线，并吸引了上千万人次观看。
王华明院士的讲述很生动，将3D打印的过程比作“揉面”。而曹春晓院士很擅长与年轻人进行互动，虽然已是87岁高龄，却依然关注很多年轻人关心的话题，比如科研院系的男女比例，或是熬夜和加班问题。通过这些科普内容，越来越多的年轻网友开始对航天航空行业有了兴趣。