走进C919：国产大型客机解密

王思磊

    ①2015年11月2日，国产C919大型客机首架机正式总装下线。C919的命名颇具深意，“C”是 “中国商飞”英文缩写“COMAC”的第一个字母，也代表“China”，也恰好与“空中客车（Airbus）”和“波音（Boeing）”的字头构成顺序排列。第一个“9”代表“长久”，后面的“19”则代表最大载客可达190座。C919承载着中国人的“大飞机”梦想。它将在首飞和通过适航测试之后，进入航线运营，填补航线上没有中国干线喷气客机的空白。

    ②科研人员除了考虑大飞机的先进性和科学性，还在努力提升飞机的经济性和安全性。飞机的耗油量与飞机的升阻比（升力和阻力的比值）有直接的关系，升阻比越高，飞机的气动效率越高，耗油量就越少。而飞机的升力主要来源于机翼，为了保证飞机的座级，避免“油老虎”的出现，在飞机机翼上动脑筋，便成了提高飞机气动效率的关键。

    ③C919的机翼设计运用了这一超临界翼型^（1）。相对于古典翼型，超临界翼型可使巡航气动效率提高20%以上，巡航速度提高100多千米/小时；如果用同一厚度的标准来设计古典翼型和超临界翼型，超临界翼型的整体阻力比古典翼型要小8%左右 ， 而这可以减轻飞机的结构重量，增大结构空间及燃油容积。

    ④在C919飞机的设计上，超临界机翼与发动机、机身和吊挂之间还采用了性能更为优化的局部融合设计，这些设计进一步提高了C919飞机的经济性和安全性。

    ⑤在中国武术界，有“内练一身气，外练筋骨皮”的说法。C919大型客机的研发，也诠释了这一思想。在机体主结构上，设计人员大量使用了世界先进的第三代铝锂合金材料，这在国内尚属首次，使用铝锂合金可以实现结构减重并大大提高飞机寿命。

    ⑥如武学人才内外兼修一样，C919也在“内功”上狠下功夫。在民用飞机产业有个形象的说法：航电系统是“大脑”，飞控系统是“四肢”，EWIS系统是“经络”。就像人一样，一架先进的飞机应该拥有聪敏的大脑、灵活的四肢、通畅的经络。

⑦C919“最强大脑”航电系统的核心——IMA，使用的是目前国际先进的高度集成数据处理和网络传输技术。这种网络化数据处理方式，较之前一对一的数据传输处理方式，是巨大的变革，提高了数据传输的处理效率。比如说，飞行速度、高度等数据，以前要由大气数据计算机分别建立通路，传输给显示系统、发动机、环境控制等系统；现在，只需“把工作都交给网络”。 这要归功于C919使用的目前国际先进的ARINC664网络集成技术。C919在数字化和扩展潜力方面，达到了目前民航先进机型的水平。

    ⑧C919已顺利下线，并将于2016年迎来首飞，这标志着中国成为世界上少数几个有能力研制大型客机的国家。

（选自《知识就是力量》2016年第1期，有删改。）

【注】（1）是一种高性能的跨音速翼型。

把我的鞋子传真过来

姜钦峰

    ①前不久，日本神奈川县警方破获了一起非法制造枪支案。警察从犯罪嫌疑人居村佳知的家中搜出了5把手枪、一台3D打印机，以及存有手枪设计文件的电脑。没错，这些手枪是用3D打印机打印出来的，可以实弹射击，一枪毙命。居村佳知只是一个普通的大学职员，并非枪械专家，警方怀疑他的手枪设计文件是从国外的网站上下载的。

    ②像这样的高科技犯罪手段，现在几乎没有技术门槛。国外的网站上早就有人上传过枪支的设计文件，网友只需下载文件，启动3D打印机，就能打印一把来复枪，原料为普通的树脂，成本约30美元。

    ③2014年，能与失足明星争夺媒体版面的，大概只有3D打印机了。当年4月，首批3D打印的房子在上海亮相；9月，全球首辆3D打印的电动汽车在芝加哥面世，最高时速可达64公里。与这些大制作相比，3D打印枪支只能算小儿科。

    ④传统的机器制造通过切割或模具来塑造物体的形状，3D打印机则是通过层层堆积的方式制造物体。在设计文件指令的引导下，3D打印机喷出固体粉末或熔融的液态材料，使其固化成特殊的平面薄层，然后打印头返回，在其外部形成第二个薄层。如此往复，最终堆积打印成三维物体。

    ⑤这种打印方式与传统的喷墨打印机有相似之处，二者最大的区别是维度：喷墨打印机是二维打印，3D打印机是三维打印。以打印剪刀为例，喷墨打印机在平面纸张上喷出彩色墨粉，打印出精美的剪刀图片；而3D打印机喷出的“墨水”是金属、塑料等材料，直接打印出一把拿在手里就能剪断绳子的锋利剪刀。

    ⑥电影《十二生肖》里有一个情节：成龙戴上特制的白色手套去摸鼠首，360度无死角地反复抚摸，将鼠首的形状扫描下来。与此同时，他的伙伴们坐在另一间房子的电脑前，接收扫描数据。随后，一台长方形的机器启动，发出咯吱咯吱的响声，很快就复制出一个一模一样的鼠首，就像变魔术。这不是科幻情节，那台神奇的机器就是3D打印机。

    ⑦扫描技术与3D打印相结合，让精确复制变得非常简单，未来，3D打印机很可能会变成实物复印机。假如你看中了同事的一款高跟鞋，不必打听店铺地址，拿过来扫描一下，自己打印一双就行了。当然，你也可以把扫描文件传给朋友，重复复制，就像数字音乐文件那样可以无限复制下载，但音质并不会下降。也许有一天，你会在电话里说：“把我的鞋子传真过来。”不过，实物复印技术一旦成熟，现行的知识产权保护体系势必受到严峻挑战，这是法学家将要面临和思考的问题。

    ⑧未来的网购模式可能是这样的：你看中了一件衣服，下单付款，店主不是寄给你一件衣服，而是在线传给你一个数字文件。你不必苦苦等候快递员的电话，甚至不用走出房间，只要连上家用3D打印机，就能把衣服打印出来。如果这件衣服材质特殊，或者对打印机有特殊要求，可能就需要你多走几步路，去街上找专业的打印店了。

    ⑨传统制造业依靠大规模批量生产来降低成本，我们能买到各种廉价的商品，是以牺牲他们的多样性为前提的。你想得到实惠，就必须放弃个性，每天与数十万人使用一模一样的东西。3D打印兼具大规模生产和手工制作的特征，正好能调和个性与成本的矛盾，私人定制不再是少数富人的专利。

    ⑩或许未来的生活将会是这样：早晨起床，厨房里的3D食品打印机已经为你打印好了可口的松饼，不必担心吃了会发胖，因为打印机会根据你的身体状况精确控制营养成分，然后，你穿上崭新的鞋子去建筑工地上班，这双鞋是为你定制的，由3D打印机打印而成，左右脚的尺寸有细微的差别，因此完全合脚；建筑工地上工人不多，一台巨大的3D打印机正在喷出混凝土，用不了几天，一幢高楼将拔地而起。

    （材料一）

    智慧博物馆是在数字博物馆的基础上，结合当前的人工智能、物联网、云计算等技术，实现智能化管理、控制、推荐等服务的博物馆。观众走进博物馆，       ①        。在这里，有制作精美的三维展厅，为观众提供高质量的信息内容、沉浸式的声光效果和多种参观服务举措；有3D打印复制艺术品供参观者近距离观看。参观者可以亲手按动电钮，看机器运转；妙趣横生的视频动画、互动游戏等会大大增加普通民众与文化的融合度。

    除了线下的实体博物馆，智慧博物馆还有线上网站可以随时随地登录。有复制线下展览的数字展厅，点击关键词，就跳转至每件展品，通过图片、释文，引导观众思考与理解。有利用VR技术的虚拟现实展览，给观众提供移动看景、自主选择、视角切换等沉浸式体验。有趣味游戏，满足观众娱乐并益智的需求。还有短视频、音频讲解等多种形式。

    （材料二）

    新冠疫情期间，各地博物馆纷纷闭馆，线上展览成了博物馆展示的唯一途径。

    进入故宫博物院官网首页“数字文物库”，可以让你宅家也能看展览。这里汇集了故宫博物院线下展览的超过5万件文物珍品的图片。只需按照界面提示的分类逐次点开，不仅可以随意放大或缩小，还能让藏品实现360度旋转。通过“V故宫”，观众可在展厅中实现虚拟漫游，深度探访养心殿、灵沼轩等“神秘”宫殿，在  ②  的沉浸式体验中多层次解析皇家生活以及建筑背后蕴含的历史文化。

    故宫博物院青少网站有与故宫文博知识相配套的游戏区，你可以自己做主为“皇太子”设计课表，可以请清朝的“大臣”做讲解员，也可以动动鼠标把太和殿上排列混乱的神兽重新归位……除此以外，“视听馆”使观众可以聆听故宫博物院研究人员对古代名画的解析，聆听中国传统音乐以及现代年轻人用音乐诠释古代名画中的故事及意蕴。“文创”栏目下的“故宫壁纸”，将古代精品文物设计成可供下载的电脑和手机壁纸；“故宫回声”则以连载漫画的形式，呈现抗战时期故宫国宝南迁及西迁的故事……

    （材料三）

    秦始皇帝陵博物院闭馆以来，充分利用数字资源优势开展系列线上活动。“全景兵马俑”板块利用虚拟现实（VR）等技术手段，将兵马俑一号坑2000张图片拼接形成室内全景图，点击画面上的蓝色箭头，观众可以下到坑内游览参观，可以“触摸”兵马俑的每个细节。站在他们中间，似乎自己也成了兵马俑。伴着雄浑的音乐，有穿越般的震撼效果。观众还可以欣赏其他复制线下展览的展厅，比如“神秘王国——古中山国历史文化展”“平天下”等线下展览的各种图片。点击文物，可以像用放大镜一样挨个儿细致观览。同时，该院还推出“秦俑百问微讲堂”线上学习内容，整理出公众感兴趣的180个问题，分秦始皇帝陵、秦陵兵马俑、秦陵铜车马三大部分，由专业讲解员以音频、图片等形式讲解，通过网络平台传播秦文化知识。

无人机，有前途

刘诗瑶

①在旅游景区、影视拍摄基地或是重大新闻现场，我们经常能看到无人机在空中忙碌地穿梭。那么到底什么是无人机呢？

②“无人机”英文缩写为“UAV”，是“无人驾驶飞机”的简称，是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵，或由车载计算机完全和间歇地自主操作的不载人飞机。我们熟悉的无人机，通常指的是携带载荷飞行的无人机机身，完全意义上的无人机指的是由无人机平台、任务载荷、起降系统、测控与信息传输系统、操作手等组成的“无人机系统”。

③常见的无人机有三种类型：第一种是固定翼，顾名思义就是翅膀形状固定，靠压强差提供升力；第二种是直升机，特点是靠一个或两个主旋翼提供升力；第三种是多旋翼，就是具有四个或者更多多旋翼的直升机。不同类型的无人机具有不同的优势。固定翼机飞行速度快，覆盖面积大，抗风能力强，比较适合全管段巡航、通信巡航、航拍等工作。直升机飞行速度慢，比较适合短距离巡航、高清摄影和对地目标监控与跟踪，还可以定点悬停，在各种情况下均可起降。

④无人机具有成本低、零伤亡、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点，可以代替传统的有人驾驶飞机执行“3D”的任务——即“Dull”（枯燥）、“Dirty”（脏）、“Dangerous”（危险）的任务。无人机用途广泛，因此被业界宠爱有加。军事上，可用于侦察监视、对地攻击、通信中继、靶标模拟等，是“得力好伙伴”；民用上，可用于科学研究、气象观测、货物配送等，是“百变小能手”。

⑤无人机市场前景广阔。目前，我国约有150家无人机生产企业，产品达1000多种，基于对我国市场的乐观预判，到2025年，我国无人机市场规模将达到750亿元。其中军用无人机市场约占7%，民用无人机市场约占93%。

⑥无人机毕竟是机器，其可靠性还取决于系统复杂程度和外部使用环境，无人机系统中任意设备的故障都将影响任务执行，无人机使用的任意环节出现差错都将影响飞行安全，这需要制造商和消费者共同努力。

（选自《人民日报》，有删改）