运-10
运-10飞机是20世纪70年代至80年代初由上海飞机设计研究院设计、上海飞机制造厂制造的四发喷气式远程客机,是中国第一架自行设计、制造的,具有完全自主知识产权的大型旅客机。
发展历程
项目源起
1970年7月中旬,毛泽东主席视察上海市,在上海市革委会负责人向毛主席汇报上海在搞火箭等上天的项目时,毛主席说,上海工业基础这么好,可以搞飞机嘛。1970年7月28日,空军中国航空工业集团有限公司领导小组召开紧急会议,向三机部传达毛主席指示,上海要搞飞机,搞什么·由三机部与上海联系。三机部革委会开始时拟将当时正在320厂研制的歼-12飞机交上海生产。上海市革委会提出要搞大飞机(旅客机)作为周恩来总理专机。
1970年7月29日至31日,三机部在部机关召开研究生产大型运输机的预备会议,指出:“经中国航空工业集团有限公司领导小组研究,搞个大型运输机,要求很快搞一个方案,以便曹副司令员去上海市落实。”三机部指定172厂设计所副所长马凤山为方案组组长,亲自指导、指定了三个设计方案并在会上进行了汇报。
设计要求
会议经过讨论,归纳了8条设计原则(技术要求):1.载客100人左右;2.在轰-6基础上改,不是重新设计,也不是大改;3.采用JT3D-3B或斯贝511涡轮风扇发动机3~4台;4.最大航程5000千米左右;5.飞行高度在10000米左右;6.最大飞行速度在900千米/小时左右;7.在复杂气候条件下,不论昼间、夜间均能飞行;8.飞机外形要美观。
方案演化
在三机部组织的预备会议上172厂设计所代表做出了关于大型旅客机方案的汇报,其中提出三种设计方案:第一方案是参照“三叉戟”飞机的尾吊三发布局的设计方案,第二方案是参照伊尔-62的尾吊四发布局的设计方案,第三方案是参照波音707布局的翼吊四发布局的设计方案。三机部核心小组进行了讨论,认为首先要快,明年基本上要搞出来;第二要安全,系统要两套;第三要美观,体现中国特点。平时是客机,战时是运输机,先出方案,然后到上海去商量,确定下一步工作。
1970年8月2日,空军曹副司令员听取汇报后指示:第一,方案可多搞几个,原则上同意在轰-6基础上发展旅客机的方案,要做过细的工作,向上海市提出可靠方案。飞机要立足于迅速、安全、美观大方,将来要作为总理出国专机。选型要选好,一定要比伊留申IL-18、图104、“UGM-96A弹道导弹”好。上海搞飞机是毛主席讲了话的。第二,要研制人员到广州市去了解刚从巴基斯坦引进的“三叉戟”飞机,然后直接到上海去汇报。第三,明确由上海领导,空军和三机部要人给人,要设备给设备,大力支援,其他成品等到上海去解决。1970年8月3日,三机部派出方案组,去广州白云国际机场考察“三叉戟”1E飞机,查阅有关资料,并听取空勤人员意见。考察工作到8月12日结束。
三机部六院旅客机方案小组提出《轰-6改旅客机方案说明》报告。该报告提出,在轰-6飞机的基础上,经部分更改,多快好省地制造出具有中国独特风格的旅客机,作为首长专机和在国际航线上使用,填补中国航空工业集团有限公司在旅客机方面的空白。从继承性、安全性和性能的对比分析考虑,经三机部和六院共同讨论一致认为此方案较好。
1971年初,在深入工作中,设计组发现轰-6改进方案又不易克服的缺陷。当时参考资料十分匮乏,经多次讨论研究,设计组由马凤山果断决定放弃原方案,改为参照波音707布局的方案,即翼吊4台涡轮风扇发动机,中等后掠下单翼方案,向空军航空工业领导小组汇报后获得批准。
批准立项
经国务院总理周恩来批准,国家计委、中央军委国防工业领导小组于1970年8月27日联合批复,原则同意上海市试制生产战略运输机的报告,并纳入国家计划。试制生产所需技术资料、试制费、原材料及计划下达等,均由三机部统一归口。该任务定名为“708工程”,飞机代号运-10。同时正式组建“708工程”设计组,任命熊焰为设计组行政负责人,马凤山为设计组技术负责人(即飞机总设计师)。
研制设计
总体方案设计阶段
从1971年4月到1972年12月。该阶段进行的主要工作为根据上级确定的技术指标,制定设计工作原则,选定所采用的设计规范(或称适航性要求),制定强度计算原则,进行气动布局设计,绘制飞机三面图及各部件的理论外形图,进行总体布置和结构布置设计,初定各系统的原理方案,选择材料、成品及标准,进行初步的质量重心及强度估算,制造吹风选型试验的模型,并进行选型试验等。通过这一阶段工作,提出了完整的总体设计方案报告,并提请上级领导机关召开会议进行方案论证审查。根据审查提出的意见进行总体方案的完善工作。
在该阶段通过多次风洞试验,计算得运-10客机的主要性能如下:1、最大技术航程10111公里;2、最大使用航程8462公里;3、最大巡航速度942公里/小时;4、升限13220米;5、最大起飞重量110吨;6、乘客124人(混合布局)/149人(全经济布局)/178人(高密度布局);7、机组5+4人;8、续航时间10小时;9、远程商载5吨;10、发动机采用国产“915”型发动机(涡轮风扇发动机8),单台推力8165公斤。
草图设计阶段
从1973年1月到1973年9月。该阶段的主要工作是进行气动力计算,进一步进行吹风试验,最后确定气动外形,修改外形理论图,完善三面图,制定强度计算原则,进行强度载荷计算,进行总体布置协调、结构之间协调、结构系统之间以及系统之间纵横向协调,进行结构和系统的草图设计,提出材料、成品、标准的选用目录及技术要求向制造厂提出订货,召开成品、材料的定点订货协调会并签订技术订货协议,考虑工艺方法并为制定工艺总方案提供依据,进一步完善系统原理图,制造全尺寸木质协调样机等。该阶段的特点是进行广泛的纵、横、内、外的技术协调工作,暴露矛盾,解决问题,进一步完善总体方案,为下一个阶段大量出图作技术准备。
生产图设计阶段
从1973年6月到1974年12月。全机14万多标准页图纸基本上在这个阶段内设计并发出,陆续提供工厂制造。由于系统图纸的设计涉及到全国各成品工厂技术资料的提供和协调,在1975年初到同年6月,对系统图纸进行了收尾工作。
稳步推进
1971年12月15日,巴基斯坦的一架机身注册号为AP-AVZ的波音707-340C型货机在乌鲁木齐市迫降,该机是波音公司1971年新交付给巴基斯坦的飞机,迫降后的飞机状态保持较好。运-10设计团队部分设计人员专程前往新疆进行了全面和细致地考察工作,考察结果最后被有针对性的运用到运-10飞机设计工作中。
为了明确运-10飞机研制中的若干重大问题,1973年6月27日,国务院、中央军委批转上海市革委会《关于研制大型客机的请示报告》和国家计委《关于上海研究试制大型客机问题的报告》,明确大型客机的研制工作由上海市统一领导,并负责组织实施,技术业务由三机部统一归口,中央有关部门大力协同,积极支持;研制进度和建设规模,本着由小到大逐步发展的精神,0批试制3架样机、12台发动机;同意上海市以现有三机部、航空研究院、空军来沪的600多名设计人员为基础,组建大型客机设计院;同意将空军中国商飞上海飞机制造有限公司转由上海市领导;同意中国人民解放军海军航空兵和上海飞机制造厂共用大场机场,有关机场跑道延伸和总装厂房等建设由上海市负责等。
根据国务院总理周恩来的指示,副总理李先念于1974年2月21日对研制运-10飞机做了重要批示,强调要有雄心壮志,一定要把自己的大型运输机搞出来。
1974年5月20日,国务院批转国家计委《关于上海大型客机急需解决的若干问题的报告》,同意由民航总局调拨1架波音707飞机交上海使用,试飞的机组和相应的地勤维护人员亦由民航总局负责配备;上海大型客机基地需要1300台金属切削机床、31种关键轴承、90项有色金属大型锻件、25种黑色金属大型锻件、236项非标准有色金属型材和54项非标准板材,由中华人民共和国第一机械工业部、冶金工业部在全国安排。批复要求:各有关部门要把落实大型客机的协作项目看成是光荣的政治任务,要在确保产品质量的基础上,千方百计地满足试制进度要求,为赶超世界先进水平贡献自己的力量。
试验与试飞
1975年6月,飞机的工作图设计全部完成,共计发出图样143000张标准页(A4)。 1976年4月20日,运-10第01架静力试验样机制造完毕。 接下来的几年里,运-10试验样机通过了一系列严格的试验,以确保其性能和安全性。
1978年11月30日,运-10第01架静力试验样机在623所进行的全机静力破坏试验中,当加载到设计载荷的100.2%时,左翼预计部位断裂,试验结果与理论计算十分吻合,试验一次成功。 在1979年5月17日进行的机身破坏试验中,当破坏试验加载到105%设计载荷时,机身在预计部位破坏,试验结果符合设计要求。
1979年12月,运-10第02架飞行试验机完成安装调试、功能试验和测试工作。全机共安装15个系统,包括435项成品,2204根导线,333束电缆,296根钢索,5万多个零件。 1980年4月15日,运-10第02架飞行试验机完成历时一个多月的全机共振试验。 1980年9月26日,运-10第02架飞行试验机在上海大场机场首飞成功,起飞重量80吨,飞行高度1350米,速度310-330公里每小时,共飞行28分钟,飞行情况良好,各系统工作正常。
在接下来的几年里,运-10第02架飞行试验机穿越了中国各地,进行了一系列飞行试验。1981年12月8日至27日,飞行试验机飞往北京南苑机场进行汇报飞行和公开展示。 1983年4月25日至28日,试验机转场哈尔滨阎家岗机场进行试飞。 同年11月4日至8日,试验机转场乌鲁木齐市,进行最大起飞重量下远程验证飞行。 1983年12月23日至30日,试验机转场广州市、昆明市进行试飞。
1984年1月24日,运-10第02架飞行试验机由成都双流机场起飞进行支援西藏自治区的货运试航,成功完成首次高原试飞。随后,在该年3月8日至20日,试验机又完成了6次飞往拉萨市的货运试航,共运送各类物资46.7吨。
经过多年的测试和改进,运-10第02架飞行试验机在1985年2月11日完成测试任务从郑州市飞回上海市,这也是该机的最后一次飞行。在其运行期间,运-10第02架飞行试验机共飞行121架次,累计飞行时间164个小时。飞机的最远航程达到了3600千米,最大速度为930千米/小时,最大起飞重量为110吨,最高飞行高度为11000米,最长空中停留时间为4小时49分。
改进设想
1980年代初,在运-10进行试飞测试各种相关数据的同时,上海飞机研究所提出了一系列运-10改型的设想。从军民两用和技术进步的角度对运-10进行改型。首先通过运-10的改型完善该机的技术性能;其次,通过对运-10的进一步开发,推动航空业在材料、工艺等性能上的全面进步;通过改型在技术水平不断提高的同时,使开发技术能力不断增长。民用旅客机方面,曾考虑在机身前部设置货舱并增设左侧大开口形成客货两用机;将机身加长3.5米,最大载客量提升至234座。军用机方面包括预警机总体方案设计论证,并在1982年至1983年完成了缩比模型风洞试验;除此之外还有军用运输机,军用救护机等方案。
项目下马
1979年后,国家战略调整。当时国门刚刚打开,各领域各单位纷纷寻求国际技术合作,“自力更生”的方针难免发生摇摆。民航开始批量进口美国飞机,运10项目面临下马的趋势逐渐明朗。拨给运10的研制费用不断压缩,到1981年基本中断。运10的03架飞机已经完成了65%的工作量,被迫中断。
从1979年起,三机部和上海市开始和美国航空工业界接触,此后民机工作的基本方针转向了寻求与美国合作,国家对运10的支持,实际上只是前阶段工作的惯性延续。从1972年起,民航开始批量购买美国客机。中美建交后,民航对技术尚待完善的国产民机,以安全性、经济性差的理由,明确采取抵制态度。
1981年6月18日-24日,三机部和上海市在上海召开“运10飞机论证会”,到会的有35个单位的55位科技、教育界专家,包括以吴仲华为代表的著名航空专家。会议形成的建议是:运10的起点很好,是发展民航飞机的基础,形成这个基础不容易,建议研制工作不能停,队伍不能散,成果不能丢;要走完研制全过程,取得完整的技术成果。但这一建议没有回音。
1982年初,上海市计划委员会和市国防工办又向国家计委作了报告,请求恢复和继续完成运-10第03架机的研制生产工作,并表示上海可承担一半研制费用(约1100万元),但仍未获得批复。
1984年10月,航空部口头通知640所:运-10项目下马。各项研制生产工作陷入全面停顿。
原型机下落
运-10第01架静力试验样机在623所完成全部静力试验后,部分机身部段被送至西北工业大学,长期存放于校园内西安航空馆旁。现该机多个部段已搬至西北工业大学长安校区。
运-10第02架飞行试验机在1985年2月11日完成最后一次飞行后便停放在上海大场机场。2017年12月25日,该机被拆解为机身、机翼、尾翼等大部件,被从大场机场转运至100公里外的中国商飞祝桥总装基地并被重新组装完整。
运-10第03架机在1981年生产中断时已完成65%工作量,后部分零部件被当作麦道-82组装项目铆工训练教具。
设计特点
机翼
运-10机翼为悬臂式下单翼。全翼展尖峰翼型,机翼根部反弯度翼型。上反角7度,安装角2度, 25%弦线后掠角35度。机翼采用双梁单块式铝合金铆接结构。尾翼为全金属结构,平尾为全动式,最大可上偏2.5度,下偏12度。垂尾为对称翼型。
运-10采用了前缘缝翼和后缘双缝襟翼作为低速增升装置,襟翼操纵系统由液压随动系统实现。
该机通过手动操纵调整片实现对升降舵和副翼的人力操纵。液压助力器操纵扰流板和方向舵。对升降舵、方向舵、副翼的操纵布置了平衡板式气动配平系统,以减轻飞行员的负荷,各系统还备有应急操纵系统。
机身及客舱
运-10机身为半硬壳式,横截面由两段圆弧构成倒8字的形状,机身共有87个隔框,1~74框为气密舱。该机驾驶舱采用5人体制空勤组,即正驾驶员、副驾驶员、随机机械师、领航员和通信员。用于远程国际航线时,客舱内设有124座。客舱分前后两部分:前客舱是一级客舱,有16个一级座椅,共4排,每排4人,排距为1.05米,过道宽500毫米;后客舱是旅行级客舱,内有108个旅行级座椅,共18排,每排6人,排距0.88米,过道宽430毫米。前客舱前端有服务间、厨房、储藏室、厕所各1个;后客舱后部设有服务间、厨房、衣帽间、储藏室各1个,厕所3个。用于国内航线时,全部用经济座位,共149座。如果用于中短程航线,还可增至178座。客舱空调由2台发动机驱动2台压气机作主气源,正常供气量6400千克/小时,客舱压力0.6大气压,温度调节范围16~30℃。
起落架
运-10采用前三点式起落架,前起落架有两个900毫米300毫米机轮,向前收于机身内。每一个主起落架装有4个1150毫米×410毫米机轮,向内收于机身下部的起落架舱内。前轮转弯角度为左右各56度。
航电系统
运-10航电设备主要有627导航计算机、256气象雷达、771多普勒雷达、WL-7无线电罗盘、108全向信标/仪表着陆接收机、领航-3自动领航仪、大气数据计算机。还配有70号短波单边带电台2套,机内通话器、播音设备及录音设备、录音机各1套。该机仪表设备主要有高度表、无线电高度表、马赫数表、升降速度表、地平仪、大气温度表、航向指示器,发动机用的排气温度表、压力比指示器、三用表、燃油量表、燃油消耗量表等。
液压系统
运-10液压系统由互为备份的独立的主液压系统和辅助液压系统组成,主系统的两台液压泵由两台内侧发动机驱动,辅助系统的能源是两台电动泵。液压系统工作压力为210千克力/厘米2。
燃油系统
运-10最大载油量为51吨,燃油均装在机翼整体油箱及中央翼盒软油箱内。可采用压力加油或普通重力加油方式加油,在4~10肋油箱的后部备有应急放油系统。
电气系统
运-10电气设备采用4台30千伏安的120/208伏、400赫兹的交流发电机,并用4台75安培的变压整流器进行直流供电。还备有应急蓄电瓶。机上装有供驾驶舱和客舱用的2套氧气系统,每个系统都包括有固定式供氧设备和便携式供氧设备。
技术指标
类型:四发单通道飞机
机组:5人(正驾驶员、副驾驶员、随机机械师、领航员和通信员),4位乘务员
座位数:远程国际航线124座;国内航线全经济舱149座;高密度座舱178座
翼展:42.24米
机长:42.93米
机高:13.42米
翼面积:244.455平方米
最大起飞重量:110吨
最大着陆重量:83吨
空机重量:58吨
最大载油:51吨
最大商载:15吨
客舱容积:200.49立方米
客舱宽度:3.48米
货舱容积:36.01立方米
动力装置:4台JT3D-7涡轮风扇发动机,单台推力84770N
最大航速:974公里/小时(100吨,8000米)
巡航速度:917公里/小时(100吨,11000米)
最大爬升率:1200米/分钟
最大巡航高度:12000米
最大航程:8300公里(5吨商载,11000米高度);6400公里(15吨商载,11000米高度)
技术创新
1.首次采用美英民机设计规范,突破了过去一直沿用苏联规范的局面;
2.首次采用尖峰式高亚音速翼型;
3.首次采用‘破损安全’、‘安全寿命’概念设计飞机结构;
4.首次采用全翼展整体油箱;首次研制出机身大气密客舱,
5.首次采用机翼下吊发动机的总体气动布局;
6.首次采用由调整片带动操纵面的气动助力操纵形式,省去了液压助力装置;
7.首次进行了规模较大的全机各系统地面模拟试验,进行了自由飞模型试验,共完成全机各种试验163项;
8.全机选用材料415项,其中新材料76项,占18%;选用标准955项,其中新标准164项,占 17%;选用配套成品 435项,其中新成品 305 项,占 70%;选用轴承 185 项;
9.首次将电子计算机用于飞机型号设计,编写程序138项;
10.首次组织了大型客机的研制试飞。
参考资料
从运十到C919交付,回忆中国大型客机曲折路.腾讯网.2023-03-17
【钩沉】我所经历的“运十”客机的研制和“下马”.上观.2023-03-17
程不时:命运因“运十”而改变.新浪新闻.2023-03-17
回望:中国大飞机的“前世今生”.中国商飞.2023-03-17
[新闻直播间]追梦大飞机 运-10:开启中国大飞机梦想.央视网.2023-03-17
龙腾东方 追梦九天.央视网.2023-03-17
参考睿评|关于今天国产大飞机首飞,你不得不知道的几件事——.百家号.2023-03-18
「党史声音日历」中国第一代大型民用飞机首次转场北京.百家号.2023-03-18
无惧美国封锁,挑战波音空客,中国大飞机腾飞之路.新浪财经.2023-03-18
上海航空工业志.上海市地方志办公室.2023-03-18
中国大飞机前传:生不逢时的运-10研制史.观察者.2023-03-17
上海航空工业志.上海市地方志办公室.2023-03-18
上海航空工业志.上海市地方志办公室.2023-03-18
天高云淡,望断南飞雁——从“运10”的夭折谈起.红色文化网.2023-03-17
运十飞机研制大事记(中航工业).新浪微博.2023-03-17
拖着拖着拖到黄花菜都凉了,VC-10型客机试图进入中国的坎坷之路.网易.2023-03-18
80年代.中国商飞上海飞机制造有限公司.2023-03-17
草棚飞出金凤凰 那个年代我们的运10大飞机.中国商飞.2023-03-17
解密航空最大间谍疑案:“运十”究竟被谁暗杀?.搜狐.2023-03-17
上海航空工业志-运-10飞机-第九节 论证.上海市地方志办公室.2023-03-19
C919成功背后,中国民航工业经历了多少艰辛与苦难.观察者.2023-03-19
折翼的美梦——运10的故事.搜狐.2023-03-17
国产开山干线客机运10“搬家”,悄悄穿过上海街道.观察者.2023-03-17
“运十”原型机 “搬家”.搜狐.2023-03-17
探访国产首架大型喷气式客机——运十.中国新闻网.2023-03-17
[东方新闻]上海:国产首款干线客机“运10”搬家.央视网.2023-03-17