新闻背景
5月5日，我国自主研制的C919大型客机在上海浦东机场成功首飞，继欧美后我国成为又一个大型客机自主研制者。
事实上，大客机从设计研发到投入运营是一件十分艰辛的工作，其中要经过许多“坎儿”，本版特约相关人士，为读者解读国内外一些大飞机研制的故事。
1、概念设计允许“天马行空”
飞机设计是许多竞争因素和制约因素之间的妥协，并且考虑到现有设计和市场要求来生产最好的飞机。
飞机的概念性设计其实就是市场调研，当飞机制造公司有想法制造一款新客机时，都会先进行这一步。通过调研航空公司的需求、供应商的技术支持，同时也会将自己的一些构想推销给航空公司看看反映。这个阶段，大家都可以天马行空进行全面设想。但是随着项目深入，会很仔细地研究设计指标和技术要求。
军用飞机的指标和技术要求一般由军方提出。民用飞机则根据国民经济情况、交通运输结构、航线的类别和需求、国家的工业基础和技术水平等方面的情况综合考虑后提出，然后进行分析可行性，把飞机的大概形式和主要基本参数确定下来，比如总体布局、客舱布局、机身机翼主要参数等。
历史故事
波音747
波音747的立项研制充满商业色彩。1965年，泛美航空首席执行官胡安·特里普找到波音总裁威廉·艾伦，要求波音为泛美打造一款比707大两倍以上的大型喷气式客机。
“如果你造，我就买。”特里普说。
“如果你买，我就造。”艾伦回复。
两人不是开玩笑。
1966年4月，泛美航空向波音公司订购25架747飞机，支付5.25亿美元。747项目旋即启动。泛美航空成为747的启动客户。747从1965年正式开发，而且一上来就比当时最大的商用飞机波音707容积大了2.5倍，而当时巨型发动机还在纸面上，推力要从当时最大的1.6万磅提升到4万磅，还没有公司能保证按时拿出合格的发动机。厂房也没有着落，而是边研发，边建设厂房，边生产原型机，高度并行。而且预算超过了波音当时的净值，大部分通过借贷完成。
运-10
让我们回望一下中国上一次研制大客机的尝试：运-10。
上世纪60年代末70年代初，中国开始了向大飞机的第一波冲击。
1968年12月，总参谋部国防工办确定测绘仿制苏联安-12飞机。1974年，仿制安-12的首架运-8运输机下线并首飞成功，这是中国第一架自行制造的大型运输机。
1969年，在运-8仿制工作刚刚进行一年多的时候，中国对喷气式大飞机的第一次冲击开始了。这就是1969年9月空军方面提出的大型运输机研制计划，航空工业出版社出版的《中国飞机全书》中介绍，当时提出的性能指标是：运载两个加强连（按350人计，每人平均120千克，总计42吨）；航程8000千米；航速800千米/小时。这一项目当时称为“10号工程”，运-10——这就是中国首次自主研制的喷气式客机计划，也是当时对该机的概念设计。
1970年7月，航空工业领导小组申请在上海和广州制造飞机，国家原则批准申请并将任务命名为708工程。运-10于1980年首飞成功，但还未实用化的运-10只制成两架半便草草结束解散团队，除了当时的测试航班人员，未能实际载客。至今在上海商飞的院内还保留着运-10原型机作为雕塑，前方石碑上雕刻着“永不放弃”，继续激励着后来者。
ARJ21和C919
大飞机体现国家综合实力。直到2000年，国务院办公会议中指出要集中力量发展国际水平的国产支线客机。
2002年4月，国务院批准ARJ21立项，由中国一航负责研发。
C919项目于2008年11月启动。C919是中国改革开放后首个大型干线客机项目，制造大飞机是中国产业发展的重要策略，因此C919是中国国家经济战略的重要角色之一。C919的立项研制主要弥补我国在大飞机研制上的空白，欲争夺民航运输150座左右短程到中程市场，意在打破波音和空客的垄断格局。
2、从初步设计到详细设计
初步设计阶段是工程师进一步进入设计过程的一步，以创建一个基本的概念证明。
在这个阶段，工程师将计算飞机必须符合的飞行要求，这些可以包括空气动力学、飞行力学、结构应力和稳定性。之后便是初步设计审查，以确保概念能够成为现实，价格合理。这一阶段也被称作联合设计/定义阶段（英文简称JDP）。
JDP阶段完成对机身、机翼和尾翼的初步设计以及主要分系统的布置和构架。机身设计主要针对客舱布置、前中后段机身的外形设计；机翼的初步设计主要为外形设计、机翼平面形状设计、安装角和扭转角的确定、增升装置、副翼和扰流板设计；尾翼设计主要确定尾翼尺寸和外形。
设计时要确定飞机各部件的结构受力形式和相互连接关系，进行部位安排和重心定位，绘制各部件的结构打样图，进一步确定几何尺寸、重量和动力装置参数。
而详细设计就是对飞机每一部分和每个系统进行详细设计。它包括部件设计和零构件设计，各系统设计（液压系统、环控系统、起落架系统、飞控系统……）等等。
历史故事
或停滞或反复修改
到了JDP阶段完成后，主设计就会冻结，只会进行一些细微的调整。
ARJ21这个项目从JDP阶段就陷入停滞，内部争论使得JDP阶段用了近3年时间，都还没确定到底用什么布局，主要的争论焦点在发动机布局采用翼吊还是尾吊形式。
而C919的JDP阶段只用了一年就完成，可以看出经历过ARJ21之后是有进步的。
按照波音747最初的计划，整个机舱都是双层甲板设计。可这样不能满足美国联邦航空管理局的逃生要求。按当时规定，美国民航客机必须要在90秒内完成舱内旅客的撤离。设计者于是就把飞机设计改成单层宽体，并在最终定稿前，听取特里普的要求，在飞机头部驾驶舱后面，加了一层甲板。747也就成了我们现在看到的样子——那标志性的像鹅头一样凸起的机身头部。
3、地面测试包含“破坏性”
当原型机总体装配完成后，一般称为总装下线。总装就是总体装配已经完成，下线就是下了生产线，也就是说已经是成品，不用再生产加工了。总装下线的原型机说明已经达到可进行地面试验的状态。地面试验包括系统测试、地面共振试验、全机静力试验、全机2.5g限制载荷静力试验、发动机点火测试、地面飞控、燃油系统等的完整测试，最后通过低速、中速、高速滑行试验等验证后，可进行首飞试验。其中——
系统测试：包括机械系统测试、发电和配电等供电系统测试、航电系统测试；
地面静力试验：就是检测飞机主体结构够不够结实，是一种破坏性试验。专门有“静力试验机”，用力压它、拉它，直到它破损为止，以检验飞机是否具备飞行所需的结构强度。
历史故事
ARJ21和C919
ARJ21于2007年12月21日，101架机在上海完成总装下线。2008年11月28日，在上海大场机场首飞成功。ARJ21从总装下线到试飞用了将近一年时间。
2015年11月2日，C919首架总装完毕，原型机尾号为B-001A，于中国商飞公司总装制造中心浦东基地厂房内正式下线。2017年5月5日，在上海浦东机场成功首飞。C919从总装下线到试飞历时18个月。
4、试飞适航验证过程冗长且昂贵
建造一个原型机，并进行严格的地面测试和飞行测试，最终获得飞机适航认证，是一个非常冗长和昂贵的过程。为确保新飞机的质量和安全性，这可能需要数年时间才能完成。
有两种不同类型的飞机适航认证：
军用飞机：例如Mil-Specs。
民用飞机：例如 CAAC（中国）或FAA（美国）或EASA（欧洲）。
历史故事
实际上，任何一个新型民用客机的试飞验证历程都不会是一帆风顺的，其中必然充满无数艰辛和汗水。
波音747
波音747开发速度之飞快可谓惊天地、泣鬼神。1965年立项，1968年底下线，1969年2月首飞，1970年就交付了。当时747的开发可用一个词形容——仓促，它最大的问题就是大推力发动机可靠性和安全度不高，容易喘振。波音同时承认试飞中飞坏了60多台发动机，而发动机的问题交付时还没整利索。然后就是1年试飞之后交付泛美航空，而美国联邦航空管理局（FAA）居然放行了。
空客A380
空客A380客机在试飞验证阶段同样投入了5架原型机，累计进行了1995架次、2900多个飞行小时和超过800个试飞科目的试飞验证，历经了19个月的时间，最终于2006年12月12日获得了EASA（欧洲航空安全局）和FAA（美国联邦航空管理局）的型号合格证。
其中，首架MSN001号原型机成功完成了256次失速试飞；在航线验证试飞阶段，A380共到访了世界21个国家和地区，并穿越了南北极；在极端环境试验中，动用了MSN002和MSN004两架原型机，并奔赴了哥伦比亚麦德林市进行了高海拔试飞、加拿大伊基克进行极端低温试飞和阿布扎比进行高温试飞等极端环境试验。
ARJ21-700
在2008年11月ARJ21-700型号就实现了首飞，之后在中国民用航空局（CAAC）的审查下和美国联邦航空局（FAA）的“影子审查”下全面开展适航验证工作，相继完成了颤振、失速、最小离地速度等高风险关键科目试飞，顺利进行了特种气象下的大侧风、高原、高温、高寒等高难度局方审定试飞。共投入101至105五架验证机同步试飞。
其中自然结冰试飞验证，从2011年起，ARJ21-700飞机在国内开展了近四年漫长的追云历程，历经艰难仅进行了4次自然结冰试验试飞；最终不得不千辛万苦环球飞行6万余里，在加拿大五大湖地区鏖战11天，先后进行9架次27小时14分钟的试验试飞，圆满完成了自然结冰试飞验证。
2014年12月16日，国产支线飞机ARJ21-700型105架试验机成功进行了“阎良-银川-西安-阎良”3个航段的功能和可靠性试飞，这是ARJ21-700飞机取得TC（型号合格证）前局方审定的“最后一飞”。
2014年12月30日，ARJ21-700成功获得中国民用航空局颁发的飞机型号合格证。适航证的获得意味着ARJ21-700飞机已符合《中国民用航空规章》的要求，可以参与民用航空运输活动。
一旦飞机获得适航国认证，就可以进入该国认可的商业空域飞行。
蒋绍新 广东空港城投资公司航空产业部总监、航空高级工程师
马宇兴 扬子江快运航空有限公司航空维修师
5月5日，我国自主研制的C919大型客机在上海浦东机场成功首飞，继欧美后我国成为又一个大型客机自主研制者。
事实上，大客机从设计研发到投入运营是一件十分艰辛的工作，其中要经过许多“坎儿”，本版特约相关人士，为读者解读国内外一些大飞机研制的故事。
1、概念设计允许“天马行空”
飞机设计是许多竞争因素和制约因素之间的妥协，并且考虑到现有设计和市场要求来生产最好的飞机。
飞机的概念性设计其实就是市场调研，当飞机制造公司有想法制造一款新客机时，都会先进行这一步。通过调研航空公司的需求、供应商的技术支持，同时也会将自己的一些构想推销给航空公司看看反映。这个阶段，大家都可以天马行空进行全面设想。但是随着项目深入，会很仔细地研究设计指标和技术要求。
军用飞机的指标和技术要求一般由军方提出。民用飞机则根据国民经济情况、交通运输结构、航线的类别和需求、国家的工业基础和技术水平等方面的情况综合考虑后提出，然后进行分析可行性，把飞机的大概形式和主要基本参数确定下来，比如总体布局、客舱布局、机身机翼主要参数等。
历史故事
波音747
波音747的立项研制充满商业色彩。1965年，泛美航空首席执行官胡安·特里普找到波音总裁威廉·艾伦，要求波音为泛美打造一款比707大两倍以上的大型喷气式客机。
“如果你造，我就买。”特里普说。
“如果你买，我就造。”艾伦回复。
两人不是开玩笑。
1966年4月，泛美航空向波音公司订购25架747飞机，支付5.25亿美元。747项目旋即启动。泛美航空成为747的启动客户。747从1965年正式开发，而且一上来就比当时最大的商用飞机波音707容积大了2.5倍，而当时巨型发动机还在纸面上，推力要从当时最大的1.6万磅提升到4万磅，还没有公司能保证按时拿出合格的发动机。厂房也没有着落，而是边研发，边建设厂房，边生产原型机，高度并行。而且预算超过了波音当时的净值，大部分通过借贷完成。
运-10
让我们回望一下中国上一次研制大客机的尝试：运-10。
上世纪60年代末70年代初，中国开始了向大飞机的第一波冲击。
1968年12月，总参谋部国防工办确定测绘仿制苏联安-12飞机。1974年，仿制安-12的首架运-8运输机下线并首飞成功，这是中国第一架自行制造的大型运输机。
1969年，在运-8仿制工作刚刚进行一年多的时候，中国对喷气式大飞机的第一次冲击开始了。这就是1969年9月空军方面提出的大型运输机研制计划，航空工业出版社出版的《中国飞机全书》中介绍，当时提出的性能指标是：运载两个加强连（按350人计，每人平均120千克，总计42吨）；航程8000千米；航速800千米/小时。这一项目当时称为“10号工程”，运-10——这就是中国首次自主研制的喷气式客机计划，也是当时对该机的概念设计。
1970年7月，航空工业领导小组申请在上海和广州制造飞机，国家原则批准申请并将任务命名为708工程。运-10于1980年首飞成功，但还未实用化的运-10只制成两架半便草草结束解散团队，除了当时的测试航班人员，未能实际载客。至今在上海商飞的院内还保留着运-10原型机作为雕塑，前方石碑上雕刻着“永不放弃”，继续激励着后来者。
ARJ21和C919
大飞机体现国家综合实力。直到2000年，国务院办公会议中指出要集中力量发展国际水平的国产支线客机。
2002年4月，国务院批准ARJ21立项，由中国一航负责研发。
C919项目于2008年11月启动。C919是中国改革开放后首个大型干线客机项目，制造大飞机是中国产业发展的重要策略，因此C919是中国国家经济战略的重要角色之一。C919的立项研制主要弥补我国在大飞机研制上的空白，欲争夺民航运输150座左右短程到中程市场，意在打破波音和空客的垄断格局。
2、从初步设计到详细设计
初步设计阶段是工程师进一步进入设计过程的一步，以创建一个基本的概念证明。
在这个阶段，工程师将计算飞机必须符合的飞行要求，这些可以包括空气动力学、飞行力学、结构应力和稳定性。之后便是初步设计审查，以确保概念能够成为现实，价格合理。这一阶段也被称作联合设计/定义阶段（英文简称JDP）。
JDP阶段完成对机身、机翼和尾翼的初步设计以及主要分系统的布置和构架。机身设计主要针对客舱布置、前中后段机身的外形设计；机翼的初步设计主要为外形设计、机翼平面形状设计、安装角和扭转角的确定、增升装置、副翼和扰流板设计；尾翼设计主要确定尾翼尺寸和外形。
设计时要确定飞机各部件的结构受力形式和相互连接关系，进行部位安排和重心定位，绘制各部件的结构打样图，进一步确定几何尺寸、重量和动力装置参数。
而详细设计就是对飞机每一部分和每个系统进行详细设计。它包括部件设计和零构件设计，各系统设计（液压系统、环控系统、起落架系统、飞控系统……）等等。
历史故事
或停滞或反复修改
到了JDP阶段完成后，主设计就会冻结，只会进行一些细微的调整。
ARJ21这个项目从JDP阶段就陷入停滞，内部争论使得JDP阶段用了近3年时间，都还没确定到底用什么布局，主要的争论焦点在发动机布局采用翼吊还是尾吊形式。
而C919的JDP阶段只用了一年就完成，可以看出经历过ARJ21之后是有进步的。
按照波音747最初的计划，整个机舱都是双层甲板设计。可这样不能满足美国联邦航空管理局的逃生要求。按当时规定，美国民航客机必须要在90秒内完成舱内旅客的撤离。设计者于是就把飞机设计改成单层宽体，并在最终定稿前，听取特里普的要求，在飞机头部驾驶舱后面，加了一层甲板。747也就成了我们现在看到的样子——那标志性的像鹅头一样凸起的机身头部。
3、地面测试包含“破坏性”
当原型机总体装配完成后，一般称为总装下线。总装就是总体装配已经完成，下线就是下了生产线，也就是说已经是成品，不用再生产加工了。总装下线的原型机说明已经达到可进行地面试验的状态。地面试验包括系统测试、地面共振试验、全机静力试验、全机2.5g限制载荷静力试验、发动机点火测试、地面飞控、燃油系统等的完整测试，最后通过低速、中速、高速滑行试验等验证后，可进行首飞试验。其中——
系统测试：包括机械系统测试、发电和配电等供电系统测试、航电系统测试；
地面静力试验：就是检测飞机主体结构够不够结实，是一种破坏性试验。专门有“静力试验机”，用力压它、拉它，直到它破损为止，以检验飞机是否具备飞行所需的结构强度。
历史故事
ARJ21和C919
ARJ21于2007年12月21日，101架机在上海完成总装下线。2008年11月28日，在上海大场机场首飞成功。ARJ21从总装下线到试飞用了将近一年时间。
2015年11月2日，C919首架总装完毕，原型机尾号为B-001A，于中国商飞公司总装制造中心浦东基地厂房内正式下线。2017年5月5日，在上海浦东机场成功首飞。C919从总装下线到试飞历时18个月。
4、试飞适航验证过程冗长且昂贵
建造一个原型机，并进行严格的地面测试和飞行测试，最终获得飞机适航认证，是一个非常冗长和昂贵的过程。为确保新飞机的质量和安全性，这可能需要数年时间才能完成。
有两种不同类型的飞机适航认证：
军用飞机：例如Mil-Specs。
民用飞机：例如 CAAC（中国）或FAA（美国）或EASA（欧洲）。
历史故事
实际上，任何一个新型民用客机的试飞验证历程都不会是一帆风顺的，其中必然充满无数艰辛和汗水。
波音747
波音747开发速度之飞快可谓惊天地、泣鬼神。1965年立项，1968年底下线，1969年2月首飞，1970年就交付了。当时747的开发可用一个词形容——仓促，它最大的问题就是大推力发动机可靠性和安全度不高，容易喘振。波音同时承认试飞中飞坏了60多台发动机，而发动机的问题交付时还没整利索。然后就是1年试飞之后交付泛美航空，而美国联邦航空管理局（FAA）居然放行了。
空客A380
空客A380客机在试飞验证阶段同样投入了5架原型机，累计进行了1995架次、2900多个飞行小时和超过800个试飞科目的试飞验证，历经了19个月的时间，最终于2006年12月12日获得了EASA（欧洲航空安全局）和FAA（美国联邦航空管理局）的型号合格证。
其中，首架MSN001号原型机成功完成了256次失速试飞；在航线验证试飞阶段，A380共到访了世界21个国家和地区，并穿越了南北极；在极端环境试验中，动用了MSN002和MSN004两架原型机，并奔赴了哥伦比亚麦德林市进行了高海拔试飞、加拿大伊基克进行极端低温试飞和阿布扎比进行高温试飞等极端环境试验。
ARJ21-700
在2008年11月ARJ21-700型号就实现了首飞，之后在中国民用航空局（CAAC）的审查下和美国联邦航空局（FAA）的“影子审查”下全面开展适航验证工作，相继完成了颤振、失速、最小离地速度等高风险关键科目试飞，顺利进行了特种气象下的大侧风、高原、高温、高寒等高难度局方审定试飞。共投入101至105五架验证机同步试飞。
其中自然结冰试飞验证，从2011年起，ARJ21-700飞机在国内开展了近四年漫长的追云历程，历经艰难仅进行了4次自然结冰试验试飞；最终不得不千辛万苦环球飞行6万余里，在加拿大五大湖地区鏖战11天，先后进行9架次27小时14分钟的试验试飞，圆满完成了自然结冰试飞验证。
2014年12月16日，国产支线飞机ARJ21-700型105架试验机成功进行了“阎良-银川-西安-阎良”3个航段的功能和可靠性试飞，这是ARJ21-700飞机取得TC（型号合格证）前局方审定的“最后一飞”。
2014年12月30日，ARJ21-700成功获得中国民用航空局颁发的飞机型号合格证。适航证的获得意味着ARJ21-700飞机已符合《中国民用航空规章》的要求，可以参与民用航空运输活动。
一旦飞机获得适航国认证，就可以进入该国认可的商业空域飞行。
蒋绍新 广东空港城投资公司航空产业部总监、航空高级工程师
马宇兴 扬子江快运航空有限公司航空维修师
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