本书以中国自主研发的多型高科技产品为线索,回顾总结近年来中国航空事业的突出成就,展现大国重器背后的创新科技;集结35位科学家、工程师等航空专业人士的科研故事,满怀一代航空科研人为祖国不竭探索的使命与情怀;从百年航迹、航空基础技术、航空新材料、飞行控制、飞行动力和适航安全密码等六大篇章深情讲述,展望未来前沿领域融合创新发展的新边界与新高度。
刘济美,新华社记者,多年跟踪采访多款新型航空产品的研制历程,中国航空领域资深记者。自2007年持续跟踪采访多种型号飞机,亲历多项高风险试飞科目,出版图书《为了中国——中国首架新型支线客机深度报道》《一个国家的起飞——中国商用飞机的生死突围》,其中后者荣获2016年大众喜爱的50种图书,入选中宣部“砥砺奋进的五年”成就展,入围中宣部、中国图书评论学会和中央电视台2016年中国好书提名。
第一章 “航迹”高度:俯瞰时代的馈赠
探路人与攀登者:ARJ21的探索创新
乘风破浪:水陆两栖飞机发展与应用挑战
飞进孤岛:我国航空应急救援系统的展望
穿越“热潮”:无人机的百年旅程
仰望“天空之境”:UAM飞行器与未来城市空中交通
第二章 技术高度:破解百年飞行谜题
急流勇进:湍流与超级计算的百年难题之路
高效飞行:超临界机翼优化设计
履霜知冰:做攻克结冰安全技术的领路人
强而有度:飞机的强度验证
智联共生:面向机载座舱的多通道人机交互
精益求精:民用飞机大气数据系统的研发
第三章 材料高度:重新定义创新边界
神奇之翼:碳纤维复合材料的创新应用
超高强度钢:托举起飞的力量
随机智变:电子皮肤与飞行器气动性能感知
未来可期:中国的飞机与中国的材料
材料之王:石墨烯陶瓷及其在航空航天领域的应用
第四章 “控制”高度:重塑未来飞行
泛在星河:航行指路参北斗
第三个飞行员:商用飞机控制律的发展与挑战
虚拟试飞总师:人工智能模拟器
智胜未来:飞行器智能决策与自主控制
超级大脑:民用飞机航电系统的“三驾马车”
“简单”飞行:飞控系统的安全性
第五章 动力高度:远方已在身旁
纳米能源:自供能技术的“从0到1”
朝出夕回:高超声速飞行动力的梦想与实践
从“核”而来:超导技术与“人造太阳”
绿色能源:让地球气候更安全
绿色未来:国际民航组织的碳减排措施
“大气层卫星”:驭光飞行的太阳能无人机
第六章 安全高度:为生命护航
十的负九次方:航空安全与人为因素
安全之桥:航空器适航评审
安全与效率:适航管理展望
向险而生:试飞工程师与适航高标准
百炼成钢:航空发动机适航验证
飞行员+工程师:试飞员与试飞技能
局方试飞员:筑造飞行安全基石
后记:我心澎湃
致谢
奋进的航空强国建设正
当时
孙聪
飞行是人类与生俱来的
梦想,勤劳勇敢的中华民族
很早就开始了对飞行的探索
,发明了竹蜻蜓、火箭等飞
行器具,为人类实现航空梦
做出了重要的贡献。
1903年,美国的莱特兄
弟“飞行者1号”成功飞行,
把人类带进了航空时代。
1909年,年仅25岁的冯如
驾驶着自己设计的“冯如1号
”试飞成功,这是中国人首
次驾驶自行研制的飞机飞上
蓝天。1911年2月,冯如拒
绝了国外公司的邀请,带着
自制的两架飞机和飞行器材
回国建立了广东飞行器公司
,开始飞机的研制工作。
1912年,冯如因飞行事故
而牺牲,年仅28岁,他的遗
体被安放在广州黄花岗七十
二烈士陵园,人们为其纪念
立碑,并尊他为“中国始创
飞行大家”。
中华人民共和国成立初
期,百废待兴,以毛泽东、
周恩来为代表的老一辈无产
阶级革命家高瞻远瞩,拿出
60亿斤小米开展航空建设,
体现了党和国家对发展航空
工业的高度重视和坚定决心
。
1995年,中国共产党第
十四届中央委员会第五次全
体会议通过了《中共中央关
于制定国民经济和社会发展
“九五”计划和2010年远景目
标的建议》,将航空列入高
技术领域。航空高技术是国
家战略定位的重新确立,对
航空工业科技创新和行业发
展意义十分重大。
党的十八大以来,中国
特色社会主义进入新时代,
以习近平同志为核心的党中
央高度重视航空工业发展,
习近平总书记站在实现“两
个一百年”奋斗目标的战略
全局,发出了建设航空强国
的伟大号召,亲自擘画航空
工业跨越发展的宏伟蓝图,
开启了航空强国建设的伟大
征程。
目前,中国航空装备形
成体系化、网络化、数字化
发展格局,民机形成“两干”
(C919和CR929)、“两支”
(ARJ21和新舟700)以及
AG系列通用飞机、AC系列
民用直升机整体腾飞之势;
全行业研发能力水平大幅提
升,迈上自主创新之路;在
全面深化改革中聚焦主业、
完善治理、提升管理,迈上
了高质量发展之路。
航空技术创新是国家创
新的重要组成部分,是提升
航空装备功能、性能和市场
竞争力的关键;航空工业是
综合性、战略性、高技术产
业;航空科技创新具有综合
性强、研发周期长、高风险
、高投入、高社会效益等主
要特点。美国曾统计,每向
航空工业投资1万美元,10
年后航空工业会产出80万美
元的产值。这说明航空工业
具有综合性、高技术的特点
。航空技术创新必须不断引
入新的技术元素,以新能源
、新材料、新工艺、人工智
能、网电、量子技术、大数
据、VR/AR(虚拟现实/增
强现实)等为代表的新技术
迅猛发展,这些技术的突破
和其在航空界的应用,会对
我国航空装备的发展产生颠
覆性的影响。近些年来,世
界能源和航空界开发新能源
的步伐明显加快,如正在发
展的氢燃料电池,太阳能电
池等新能源;效能核动力装
置等革命性设想也被不断提
出。
电动飞机、太阳能飞机
等新能源飞机蓬勃发展,以
超材料、石墨烯、智能材料
为代表的航空材料技术,为
航空装备效能提升开辟了广
阔的应用前景。以自主控制
、脑机接口、智能无人系统
等为主题的人工智能技术迎
来了“第三个春天”,会对航
空装备发展产生重大的影响
;增材制造颠覆了现有的设
计理念和制造模式,大幅降
低研制成本和周期,实现了
现场按需制造的后勤保障变
革。
智能制造是一个数据感
知与分析、信息处理与推送
、知识共享与重用、智慧创
造与升华的过程,数字化、
网络化、信息化、自动化和
知识化进一步升维模型化。
互联、互感、互通、互知,
自主和智慧,以涉流控制主
动变形等离子体为代表的主
流控制技术,以技艺融合为
代表的气动布局,以层流为
代表的减阻放热技术,已成
为航空空气动力学重要的创
新方向。这些技术的应用使
得我们的飞行器产生了质的
飞跃,纳米材料、智能材料
、功能梯度材料、仿生材料
等新材料不断涌现,区别于
传统结构的多功能结构形式
不断涌现,并用于飞行器的
结构设计。多功能一体化、
大尺寸整体结构、变体结构
将成为航空结构新技术的发
展方向。在控制方面,自主
式和非自主式的导航系统、
先进的探测技术、能量优化
技术、基于航迹飞行等成为
机载新技术的发展方向。随
着生态问题的日趋严重,温
室效应、气候变暖已影响到
人们的生存和环境,抑制环
境进一步恶化,将成为全人
类共同的责任。近年来,航
空运输产业迅猛发展,其对
环境的影响程度也日益加深
,绿色航空已成为世界航空
界关注的焦点,正对航空产
业竞争和新技术的发展产生
革命性的影响。