距離國產(chan) 大飛機投入使用，隻有一步之遙了。

上海兩(liang) 會(hui) 期間，上海市政協委員、中國商飛公司總會(hui) 計師吳永良表示，C919目前處於(yu) 適航取證階段，預計將在2022年完成交付。

C919是中國首款完全按照國際先進適航標準所研製的單通道大型客機，擁有完全自主知識產(chan) 權。其機頭、機身、機翼到翼吊發動機等設計均由中國自己的團隊完成。在大型客機整體(ti) 機型設計的關(guan) 鍵技術上，C919實現了100多項攻關(guan) 突破，其背後，是無數中國科學家數十年的心血。

自國務院成立大型飛機重大專(zhuan) 項領導小組起，C919等國產(chan) 大飛機研製已走過15年，距離上世紀的大飛機項目“運10”，更是過去了50年。

近日，兩(liang) 位參與(yu) 過國產(chan) 大飛機研發的院士罕見地參加了同一檔科普節目。在抖音與(yu) 中國科協“科創中國”聯合出品的《院士開講》中，中國科學院院士曹春曉和中國工程院院士王華明科普了應用在C919製造中的鈦合金應用和金屬3D打印技術，讓我們(men) 看到了國產(chan) 大飛機背後技術攻堅的艱辛過程。

給國產(chan) 大飛機換上鈦合金

2006年，國務院批準成立大型飛機方案論證委員會(hui) ，曹春曉是唯一從(cong) 事航空材料研究的委員。國產(chan) 大飛機項目啟動後，曹春曉擔任專(zhuan) 家谘詢委員會(hui) 委員，奔波於(yu) 全國各地。大飛機項目涵蓋民用和軍(jun) 用機型，民用客機代號就是C919。

飛機的自重越少越好，飛機自身的重量占它整個(ge) 起飛重量的百分數，稱為(wei) “飛機的結構重量係數”。過去七十年，沒有一架飛機的結構重量係數低於(yu) 27%，就是受製於(yu) 大型構件的性能和大型構件的製造能力。鈦合金材料成為(wei) 其中的關(guan) 鍵。通過鈦合金材料和鍛造技術的提升，可以減輕飛機的結構重量，提升其競爭(zheng) 力。

如今，對經濟性要求更高的C919，鈦合金用量達到8%，與(yu) 美國波音777的7.5%用量相當。大飛機的製造離不開對技術要求極高的大鍛件。在《院士開講》欄目中，曹春曉展示了一個(ge) 用於(yu) C919的鈦合金鍛件接頭，這個(ge) 名為(wei) TC4的接頭，重量為(wei) 600公斤。為(wei) 了製造類似的鍛件，中國建設了世界上壓力最大的8萬(wan) 噸液壓機。

來源：抖音《院士開講》第五期

2015年11月，擁有我國自主知識產(chan) 權的C919在上海總裝下線，正式向全球公開亮相。曹春曉在現場激動不已，四十多年的夢想終於(yu) 成真。

2017年5月5日，C919大型客機在上海成功首飛。2021年3月，C919拿下首單訂單。截至2022年初，C919已經拿下815架訂單。

曹春曉院士（左四）在C919下線現場

彎道超車的3D打印技術

作為(wei) 改革開放後走上科研崗位的中堅力量，王華明院士致力於(yu) 用3D打印技術解決(jue) 材料鍛造難題，對於(yu) 國產(chan) 大飛機的研製也發揮了關(guan) 鍵作用。他今年50歲，已經在金屬3D打印領域鑽研22年。

“3D打印”在業(ye) 界有更學術的名稱：增材製造。這項在1980年左右誕生的製造技術，得益於(yu) 計算機的發明，使製造過程變得數字化。而其原理，就是把零件切分成無窮多的平麵，把三維的複雜零件當成二維的平麵問題來做。

所謂的“增材”，就是一層一層地往上增加原料來做成新的材料，就像高等數學裏的定積分。增材製造，就是把粉和絲(si) 這樣的原料，通過熔化的過程，完成合金化，完成凝固，完成材料的製備，與(yu) 此同時，塑膜直接變成零件，材料製備的過程本身就是製造複雜零件的過程，中間不再需要有傳(chuan) 統的冶金工業(ye) ，傳(chuan) 統的鍛造工業(ye) 過程。

來源：抖音《院士開講》第九期

王華明院士團隊研發出的激光增材製造技術，為(wei) 國產(chan) 大飛機和新型戰鬥機提供了關(guan) 鍵受力大型部件。“我們(men) 團隊真正瞄準的核心，是如何控製微區冶金這個(ge) 過程，能做出高品質的材料，能讓材料的性質發生質的變革。”王華明說。

在《院士開講》中，王華明還分享了一次攻堅經曆。美國等國外技術團隊率先嚐試用增材製造的方法製造鈦合金構件，結果疲勞性能不夠，嚐試了很多辦法還是未能改善，在2005年左右放棄了這條路。而王華明的團隊繼續堅持，雖然起步晚於(yu) 國外，最終卻做出了可以用於(yu) 大飛機的關(guan) 鍵構件。

來源：抖音《院士開講》第九期

從(cong) 2007年起，王華明團隊就已製造出許多非常複雜的構件。“以前我們(men) 總師們(men) 很頭疼，他可以設計出非常好的結構，但我們(men) 搞製造的幹不出來，現在你就可以把這個(ge) 約束取消掉，自由地設計，我們(men) 想辦法去做，當然我們(men) 可能永遠跟不上設計師的步伐，但是你可以放開，你們(men) 至少有很多餘(yu) 地會(hui) 改善。”王華明院士說。

拿C919來說，機頭主風擋窗框就是王華明院士團隊研發的。這種部件尺寸大、形狀複雜，國內(nei) 飛機製造廠的傳(chuan) 統方法無法製作。歐洲一家公司可以製作，但周期漫長，需要兩(liang) 年時間才能交貨，而且價(jia) 格高昂，僅(jin) 每件模具費就要50萬(wan) 美元。

2009年，王華明團隊利用3D打印技術，耗時55天做出了C919機頭鈦合金主風擋整體(ti) 窗框，成本不足歐洲鍛造模具費的十分之一。

王華明團隊通過和沈陽飛機設計研究所等機構的密切合作，在大型關(guan) 鍵構件的製造上，已經取得了質的突破。除了省去模具、傳(chuan) 統鑄造鍛造外，由於(yu) 把三維問題當成二維來做，零件的大小、形狀、尺寸，不再受製約，理論上不再受到製約。

“它將會(hui) 改變未來裝備的結構，也許會(hui) 改變未來裝備性能，也許一個(ge) 飛機需要3萬(wan) 個(ge) 零件，自重好幾十噸，現在有了3D打印之後，幾萬(wan) 個(ge) 零件，也許變成2000個(ge) 零件，數量已經大幅度減少。通過打印高品質的材料，強度在提高，自重也在減輕。”王華明說。

來源：抖音《院士開講》第九期

科普和科研同樣重要

除了機身，發動機也是鈦合金應用的重要場景。航空發動機被看作是大型運輸機和戰鬥機的“心髒”。在《院士開講》中，曹春曉透露，“等長江渦扇發動機研製正式成功以後，也會(hui) 用到我們(men) 這個(ge) C919上麵。” 長江1000渦扇發動機的鈦用量已經達到23%。

在《院士開講》的最後，作為(wei) 新中國成立後的第一代科學家，曹春曉院士表達了他的願望：“第一個(ge) 願望是希望（使用鈦合金材料）的新型國產(chan) 飛機能夠早日投入使用，第二個(ge) 則是未來還能做出質量更高的國產(chan) （航空）發動機。”

來源：抖音《院士開講》第五期

曹春曉院士表示，國產(chan) 大飛機之路還很長，需要更多人參與(yu) 進來。對此，王華明也深有同感。“要做大事情，你一個(ge) 人是做不成的，要沉下心來，不要想著幹每一份事情都要有一個(ge) 眼前的這種利益，可能你需要合作，需要有個(ge) 團隊，不同的人在一起，幹驚天動地事，做隱姓埋名臣，也許就是這麽(me) 一種結果。”王華明說。

在他們(men) 看來，科普和科研同樣重要。王華明院士曾參加央視《開講啦》等科普節目，這次參加由抖音和中國科協“科創中國”聯合出品的《院士開講》，也是希望與(yu) 更多年輕網友進行交流。

目前，曹春曉和王華明院士的兩(liang) 期內(nei) 容已經在抖音、今日頭條、西瓜視頻上線，並吸引了上千萬(wan) 人次觀看。

王華明院士的講述很生動，將3D打印的過程比作“揉麵”。而曹春曉院士很擅長與(yu) 年輕人進行互動，雖然已是87歲高齡，卻依然關(guan) 注很多年輕人關(guan) 心的話題，比如科研院係的男女比例，或是熬夜和加班問題。通過這些科普內(nei) 容，越來越多的年輕網友開始對航天航空行業(ye) 有了興(xing) 趣。

《院士開講》抖音主頁及部分內(nei) 容