距离国产大飞机投入使用，只有一步之遥了。
中国商飞公司总会计师吴永良表示，C919目前处于适航取证阶段，预计将在2022年完成交付。
C919是中国首款完全按照国际先进适航标准所研制的单通道大型客机，拥有完全自主知识产权。其机头、机身、机翼到翼吊发动机等设计均由中国自己的团队完成。在大型客机整体机型设计的关键技术上，C919实现了100多项攻关突破，其背后，是无数中国科学家数十年的心血。
自国务院成立大型飞机重大专项领导小组起，C919等国产大飞机研制已走过15年，距离上世纪的大飞机项目“运10”，更是过去了50年。
近日，两位参与过国产大飞机研发的院士罕见地参加了同一档科普节目。在抖音与中国科协“科创中国”联合出品的《院士开讲》中，中国科学院院士曹春晓和中国工程院院士王华明科普了应用在C919制造中的钛合金应用和金属3D打印技术，让我们看到了国产大飞机背后技术攻坚的艰辛过程。
给国产大飞机换上钛合金
曹春晓跟国产大飞机的渊源可以追溯到50年多前。
上世纪七十年代初期，大型喷气式客机“运-10”研制计划启动。当时曹春晓还不到40岁，在北京航空材料研究院工作，研究航空用钛材料。中国在航空用钛领域比国外落后了12年，但发展很快。1973年，他接到任务，参与研制涡扇8发动机的研制，涉及59种钛合金零件。
经过几年的协同作战，曹春晓等人研制出10台涡扇8发动机，并经受了试车实验。1980年，运-10首航成功，最大起飞重量为110吨，让中国成为世界上第五个研制大型喷气式客机的国家。然而，6年之后，运-10因为种种原因下马，没能投入商用。
这一度让曹春晓遗憾不已。“对于我们这些航空材料人来说，谁不希望能坐上自己设计和制造的大型客运飞机呢?”
大飞机的梦在26年后重新得以延续。
2006年，国务院批准成立大型飞机方案论证委员会，曹春晓是唯 一从事航空材料研究的委员。国产大飞机项目启动后，曹春晓担任专家咨询委员会委员，奔波于全国各地。大飞机项目涵盖民用和军用机型，民用客机代号就是C919。
飞机的自重越少越好，飞机自身的重量占它整个起飞重量的百分数，称为“飞机的结构重量系数”。过去七十年，没有一架飞机的结构重量系数低于27%，就是受制于大型构件的性能和大型构件的制造能力。钛合金材料成为其中的关键。通过钛合金材料和锻造技术的提升，可以减轻飞机的结构重量，提升其竞争力。
如今，对经济性要求更高的C919，钛合金用量达到8%，与美国波音777的7.5%用量相当。大飞机的制造离不开对技术要求极高的大锻件。在《院士开讲》栏目中，曹春晓展示了一个用于C919的钛合金锻件接头，这个名为TC4的接头，重量为600公斤。为了制造类似的锻件，中国建设了世界上压力最大的8万吨液压机。
来源：抖音《院士开讲》第五期
2015年11月，拥有我国自主知识产权的C919在上海总装下线，正式向全球公开亮相。曹春晓在现场激动不已，四十多年的梦想终于成真。
2017年5月5日，C919大型客机在上海成功首飞。2021年3月，C919拿下首单订单。截至2022年初，C919已经拿下815架订单。
曹春晓院士(左四)在C919下线现场
弯道超车的3D打印技术
作为改革开放后走上科研岗位的中坚力量，王华明院士致力于用3D打印技术解决材料锻造难题，对于国产大飞机的研制也发挥了关键作用。他今年50岁，已经在金属3D打印领域钻研22年。
“3D打印”在业界有更学术的名称：增材制造。这项在1980年左右诞生的制造技术，得益于计算机的发明，使制造过程变得数字化。而其原理，就是把零件切分成无穷多的平面，把三维的复杂零件当成二维的平面问题来做。
所谓的“增材”，就是一层一层地往上增加原料来做成新的材料，就像高等数学里的定积分。增材制造，就是把粉和丝这样的原料，通过熔化的过程，完成合金化，完成凝固，完成材料的制备，与此同时，塑膜直接变成零件，材料制备的过程本身就是制造复杂零件的过程，中间不再需要有传统的冶金工业，传统的锻造工业过程。
来源：抖音《院士开讲》第九期
王华明院士团队研发出的激光增材制造技术，为国产大飞机和新型战斗机提供了关键受力大型部件。“我们团队真正瞄准的核心，是如何控制微区冶金这个过程，能做出高品质的材料，能让材料的性质发生质的变革。”王华明说。
在《院士开讲》中，王华明还分享了一次攻坚经历。美国等国外技术团队率先尝试用增材制造的方法制造钛合金构件，结果疲劳性能不够，尝试了很多办法还是未能改善，在2005年左右放弃了这条路。而王华明的团队继续坚持，虽然起步晚于国外，最终却做出了可以用于大飞机的关键构件。
来源：抖音《院士开讲》第九期
从2007年起，王华明团队就已制造出许多非常复杂的构件。“以前我们总师们很头疼，他可以设计出非常好的结构，但我们搞制造的干不出来，现在你就可以把这个约束取消掉，自由地设计，我们想办法去做，当然我们可能永远跟不上设计师的步伐，但是你可以放开，你们至少有很多余地会改善。”王华明院士说。
拿C919来说，机头主风挡窗框就是王华明院士团队研发的。这种部件尺寸大、形状复杂，国内飞机制造厂的传统方法无法制作。欧洲一家公司可以制作，但周期漫长，需要两年时间才能交货，而且价格高昂，仅每件模具费就要50万美元。
2009年，王华明团队利用3D打印技术，耗时55天做出了C919机头钛合金主风挡整体窗框，成本不足欧洲锻造模具费的十分之一。
王华明团队通过和沈阳飞机设计研究所等机构的密切合作，在大型关键构件的制造上，已经取得了质的突破。除了省去模具、传统铸造锻造外，由于把三维问题当成二维来做，零件的大小、形状、尺寸，不再受制约，理论上不再受到制约。
“它将会改变未来装备的结构，也许会改变未来装备性能，也许一个飞机需要3万个零件，自重好几十吨，现在有了3D打印之后，几万个零件，也许变成2000个零件，数量已经大幅度减少。通过打印高品质的材料，强度在提高，自重也在减轻。”王华明说。
来源：抖音《院士开讲》第九期
科普和科研同样重要
除了机身，发动机也是钛合金应用的重要场景。航空发动机被看作是大型运输机和战斗机的“心脏”。在《院士开讲》中，曹春晓透露，“等长江涡扇发动机研制正式成功以后，也会用到我们这个C919上面。”长江1000涡扇发动机的钛用量已经达到23%。
在《院士开讲》的最后，作为新中国成立后的第一代科学家，曹春晓院士表达了他的愿望：“第一个愿望是希望(使用钛合金材料)的新型国产飞机能够早日投入使用，第二个则是未来还能做出质量更高的国产(航空)发动机。”
来源：抖音《院士开讲》第五期
曹春晓院士表示，国产大飞机之路还很长，需要更多人参与进来。对此，王华明也深有同感。“要做大事情，你一个人是做不成的，要沉下心来，不要想着干每一份事情都要有一个眼前的这种利益，可能你需要合作，需要有个团队，不同的人在一起，干惊天动地事，做隐姓埋名臣，也许就是这么一种结果。”王华明说。
两位院士给出的一个答案是科学知识普及。在他们看来，科普和科研同样重要。王华明院士曾参加央视《开讲啦》等科普节目，这次参加由抖音和中国科协“科创中国”联合出品的《院士开讲》，也是希望与更多年轻网友进行交流。
目前，曹春晓和王华明院士的两期内容已经在抖音、今日头条、西瓜视频上线，并吸引了上千万人次观看。
王华明院士的讲述很生动，将3D打印的过程比作“揉面”。而曹春晓院士很擅长与年轻人进行互动，虽然已是87岁高龄，却依然关注很多年轻人关心的话题，比如科研院系的男女比例，或是熬夜和加班问题。通过这些科普内容，越来越多的年轻网友开始对航天航空行业有了兴趣。
《院士开讲》抖音主页及部分内容
（免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。
任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。 ）
