大型飞机的研制是国家综合实力和航空业实力的体现。中国在飞机总体设计、计算流体动力学(CFD)应用、航空发动机、新材料应用、飞机制造和装配等方面取得了长足的进步，本文主要介绍了大飞机研制过程中相关技术的突破。
大飞机的定义
大型飞机在国际航空业上定义为最大起飞重量超过100吨的运输机。在国际上，习惯上将300左右座位的客机称为“大型客机”，这主要取决于各国航空业的技术水平。中国目前的大型飞机主要包括大型运输机运20，水陆两栖飞机AG600和大型商用飞机C919。
C919是COMAC C919的简称，属于短程、双发、单通道民航运输机。在中国航空史上，它自然是第一架民航大飞机，但在世界客机的历史上，尤其是在巨型AIRBUS A380出现之后，多把载客量300人左右的双通道飞机称为“大型客机”。
大飞机的研发技术难点
大飞机的研制是一项庞大而复杂的系统工程，需要很多部门及科研院校的紧密配合，有要举全国之力来推动完成。这其中涉及诸多高端科研领域，比如空气动力学、气动外形设计、机身材料、航空电子设备、自动飞行、动力装置和装配制造领域等。因此，大型飞机的开发制造是一项极其复杂的多学科系统工程。
图1 C919关键技术解析
资料来源：中国商飞公司
气动外形技术。飞机气动外形设计在飞机总体设计中起着非常重要的作用，可为性能计算、结构载荷计算和飞行控制设计提供重要的依据。它还在确保飞行速度、航程、载重量、安全性、经济性和舒适性方面发挥着不可替代的作用。C919气动外形涉及机头、机翼、尾翼和发动机等方面的设计，以期最大限度地减少空气阻力并降低油耗。在机翼方面，C919飞机采用新一代超临界机翼空气动力学设计技术，以实现比同类飞机更好的巡航气动效率。
计算流体力学(CFD)技术。CFD技术已广泛用于飞机设计，大大缩短了飞机开发周期。在20世纪90年代美国的飞机设计20项关键技术中，CFD技术排名第八，这是最重要的技术领域，且对中国禁售。在今天的美国航空航天工业中，CFD约占空气动力学设计工作量的70%，而风洞测试仅占30%。随着CFD技术的进一步发展，未来飞机性能的确定将取决于在“虚拟数值风洞”数据的基础上产生的“虚拟飞行”。
新材料的应用。航天材料性能对飞机性能的影响非常重要，可以毫不夸张地说，材料的更新决定了飞机的换代。目前，大型客机的机身材料主要包括铝合金，钛合金和树脂基复合材料，而今后飞机机身材料的应用重点是高性能的树脂基复合材料。虽然复合材料比铝合金更贵，但它可以将飞机的重量减轻10%至30%，节省的燃油经济效益远可以抵消其高成本的影响。C919采用了大量先进的复合材料和先进的第三代铝锂合金材料，其中复合材料的使用率将达到20%。这使得飞机在确保设计强度的同时大大减轻了结构重量。世界先进的第三代铝锂合金还是首次应用在国内民航飞机上，铝锂合金的比例甚至高于空中客车A380。此外，占飞机总结构重量20%～30%的铝合金，钛合金和钢材全部来自国产供应商，这充分体现了C919大型客机驱动国内基础产业的能力。与此同时，由于大量使用复合材料，C919的机舱噪音预计将降至60分贝以下，而国外同类机型的机舱噪音为80分贝。
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