研製背景
(中國飛機史上)
大飛機重大專項是黨中央、
國務院建設創新型國家,提高我國自主創新能力和增強國家核心競爭力的重大戰略決策,是《國家中長期科學與技術發展規劃綱要(2006-2020)》確定的16個重大專項之一。讓中國的
大飛機飛上藍天,是國家的意志,人民的意志。
中國商用飛機有限責任公司成立於2008年,總部設在上海,是實施國家大飛機重大專項中大型客機項目的主體,員工8300多人,確定了“一個總部,六大中心”的布局。設計研發中心承擔了我國首次自主研製的C919中型客機、
ARJ21新支線飛機的工程設計任務和技術抓總責任。
基本原則
1. 堅持中國特色。一切從我國的基本國情出發,充分發揮社會主義制度能夠集中力量辦大事的政治優勢。
2. 體現技術進步。要確保我們研製出來的大
客機在未來的同類產品中具有競爭性。
3. 深化戰略合作。要按照“主製造商-供應商”模式。
4.
創新體制機制。要樹立系統工程的理念和運用系統工程的方法,大力推進體制機制創新和管理創新。
5. 自主智慧財產權。根據國內外市場需求,全面按照國際民航規章和適航標準,綜合考慮安全、經濟、舒適、環保的要求自主研發,擁有完全自主智慧財產權。
具體原則
1. 具有完全自主智慧財產權。
2. 項目初期採購部分國外系統設備,鼓勵國外供應商在中國發展。逐步形成我國民機產業。
3. 滿足2020年國際要求(如污染排放,噪聲等)。
4. 確保全全性、突出經濟性、提高可靠性、改善舒適性、強調環保性。
5. 掌握和了解市場與客戶的需求,減阻、減重、減排,全面優於競爭機,直接使用成本(DOC)降低10%。
6. 採用國際標準,以國內銷售為主,打入國際市場。
7. 強化戰略合作。要按照“主供應商-供應商”模式,深化國際國內合作,風險共擔、利益共享,形成大型客機的國際國內供應商體系。
歷史沿革
2006年2月9日,國務院發布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》。大型飛機重大專項被確定為16個重大科技專項之一。
2006年8月17日,國務院成立大型飛機重大專項領導小組。
2007年2月26日,國務院召開第170次常務會議,原則通過了《大型飛機方案論證報告》,原則批准大型飛機研製重大科技專項正式立項。
2007年8月30日,
中央政治局召開第192次常委會,聽取並同意國務院大型飛機重大專項領導小組《關於大型飛機重大專項有關情況的匯報》,決定成立大型客機項目籌備組。
2008年7月3日,中國商飛公司在上海召開大型客機項目論證動員大會。
2009年1月6日,中國商飛公司正式發布首個單通道常規布局150座級大型客機機型代號“COMAC919”,簡稱“C919”。
2009年12月21日,中國商飛公司與
CFM公司在北京正式簽署C919大型客機動力裝置戰略合作意向書,選定CFM公司研發的
LEAP-X1C發動機作為C919大型客機的啟動動力裝置。
2009年12月25日,C919大型客機機頭工程樣機主體結構在上海正式交付。
2010年12月24日,
中國民用航空局正式受理C919大型客機型號合格證申請。
2011年4月18日,C919大型客機首次型號合格審定委員會會議在上海召開,C919飛機研製全面進入正式適航審查階段。
2011年12月9日,C919大型客機項目通過國家級初步設計評審,轉入詳細設計階段。
2012年7月31日,《C919飛機專項合格審定計畫(PSCP)》在上海簽署。
2012年12月4日,歷時19個月的C919飛機七大部件之一的複合材料後機身部段強度研究靜力疲勞試驗項目全部完成。
2013年12月30日,C919飛機鐵鳥試驗台在中國商飛上飛院正式投用,C919項目系統驗證工作正式啟動。
2013年12月31日,C919大型客機項目首架機頭在中航工業成飛民機下線。
2014年5月15日,C919飛機首架機前機身部段在中航工業洪都下線。
2014年7月23日,C919飛機首架機平尾部件裝配在中國商飛公司總裝製造中心浦東基地正式開工。
2014年8月1日,C919大型客機首架機中機身部段在中航工業西飛下線。
2014年8月21日,C919大型客機首架機中後機身部段在中航工業洪都下線。
2014年8月29日,C919大型客機中機身/中央翼、副翼部段在中航工業西飛公司通過適航檢查,完成交付。
2014年9月19日,C919大型客機首架機在中國商飛總裝製造中心浦東基地開始結構總裝。
2014年10月30日,C919大型客機首架機後機身前段在中航工業沈飛民機交付。
2015年2月11日,C919大型客機首架機後機身後段完成製造並通過適航審查,正式交付中國商飛公司。
2015年7月22日,CFM國際公司首台CFMLEAP-1C發動機交付中國商飛公司總裝製造中心浦東基地。
2015年11月2日,C919大型客機首架機在浦東基地正式總裝下線。這標誌著C919首架機的機體大部段對接和機載系統安裝工作正式完成,同時,標誌著C919大型客機項目工程發展階段研製取得了階段性成果,為下一步首飛奠定了堅實基礎。
2016年4月11日,C919大型客機全機靜力試驗正式啟動。
2016年6月,C919水平尾翼智慧型裝配線建設名列工信部智慧型製造擬入選項目。
2016年11月,
東方航空成為C919飛機全球首家用戶。
2016年12月25日,C919飛機首架機交付試飛中心。
2017年4月18日,C919大型客機通過首飛放飛評審。
2017年4月23日,C919大型客機完成高速滑行抬前輪試驗。
2017年5月5日15時19分,C919大型客機在上海浦東機場圓滿首飛。首飛時,C919最大飛行高度3000米,飛行速度最高170節。
2017年7月,國產大型客機C919第二架飛行試驗機開展機上功能檢查試驗,第四季度首次飛行C919的研製凝聚著中國數十萬科研人員的心血。據統計,國內有22個省份、200多家企業、36所高校、數十萬產業人員參與了C919大型客機研製。
2017年9月9日,C919大型客機10101架機首次在浦東機場第五跑道開展滑行試驗。同日,在2017中國500強企業高峰論壇之“輕量化材料產業發展論壇”上,中國科學院院士、中國航發航材院研究員曹春曉表示,將來C919可能要用的長江-1000發動機正在研製之中,相信將來總有一天要取代國外買來的發動機。
2017年9月28日7時22分,C919飛機101架機在浦東機場第四跑道起飛經過2小時46分鐘飛行,於10時08分降落。此次試飛經崇明至南通,試飛空域據稱比首飛時要大一倍。
2017年11月2日晚,C919大型客機102架機在浦東發動機點火試驗成功,並與101架機同框出現。
2017年11月3日上午,上海浦東機場,國產大飛機C919大型客機101架機計畫進行第三次試飛,試飛時間為7:30—11:00,持續約三個半小時,試飛共需要完成48個試驗點。
2017年11月8日7時46分,C919大飛機101駕機從
浦東國際機場第四跑道起飛,開始進行第五次試飛。試飛過程中,飛機一度爬升到8000米高空,創下C919試飛以來的高度紀錄。
2017年11月10日11時38分,國產大型客機C919飛機10101架機從上海浦東機場第4跑道起飛,經過2小時24分的飛行,於14時02分成功抵達
西安閻良機場,順利完成首次城際飛行。從項目角度,意味著大型客機項目取得階段性成果,實現了從初始檢查試飛轉入包線擴展試飛,預示著C919大型客機10101架機在上海地區的檢查試飛工作告一段落,轉入西安
閻良開展下一步的研發試飛和適航取證工作。
2017年11月23日,C919大型客機10101架機由中國飛行試驗研究院機組成功完成C919轉場閻良機場後的首飛。飛行歷時2小時17分鐘,機組在空中進行了4572米(15000英尺)巡航構型和3048米(10000英尺)起飛著陸構型的操穩檢查、通信導航檢查等科目,飛機狀態良好。
2017年11月30日下午,編號為102的國產大型噴氣式客機C919在
上海浦東國際機場第五跑道進行了首次低速滑行試驗,標誌著第二架C919客機正式進入試飛準備階段。
2017年12月17日,第二架C919大型客機在上海浦東國際機場完成首次飛行,這意味著C919大型客機逐步拉開全面試驗試飛的新征程。
2018年1月14日,C919大型客機第二架機迎來了進入2018年後的第一次飛行,成功執行一架次初始檢查試飛。
2018年3月24日,C919大型客機102架機在上海浦東國際機場順利完成一架次的初始檢查試飛。這是102架機首飛後的第5次試飛,也是2018年春節後的第一次試飛。飛機於上午7時34分起飛,歷時2小時1分後,於上午9時35分順利降落。
2018年6月22日,C919大型客機同時在上海和西安兩地開展試飛。102架機於上午7:13在上海浦東起飛,空中飛行1小時34分鐘;101架機上午11:05在西安閻良起飛,空中飛行3小時10分鐘。兩架飛機完成了部分操穩試驗和系統檢查。C919大型客機項目研製按計畫平穩推進,研發試飛、靜力試驗、後續架次的地面機上試驗和相關最佳化工作同步有序開展。
2018年7月12日15時,C919大型客機102架機從上海浦東機場起飛,歷經1小時46分的飛行,平穩降落在山東東營勝利機場,順利完成首次空中遠距離轉場飛行。此次轉場東營試飛基地的102架機主要承擔動力裝置、燃油及惰化系統、電源系統、環控系統等地面試驗驗證和試飛科目。隨著第二架試飛飛機轉場東營試飛基地,中國商飛公司正式開啟C919大型客機“1+M+N”多機場、多區域協同試飛模式。這意味著C919大型客機項目正式開啟多地同步試飛模式,未來將接受各種複雜氣象條件考驗和系列高風險試飛科目挑戰。
2018年10月6日,中國第三架C919客機B-001D號機完成噴漆正式對外亮相。
2018年12月28日11時07分,試飛員徐遠征、張健偉駕駛著C919飛機103架機,搭載著觀察員蔡俊,試飛工程師賴培軍、王濤在浦東國際機場的第四跑道上,滑跑、抬頭、衝上雲霄。在1小時38分鐘的飛行中,C919飛機103架機完成了21個試驗點。12時45分,C919大型客機103架機平安降落上海浦東國際機場,圓滿完成第一次飛行,標誌著目前共三架C919飛機進入試飛狀態。此次飛行後,C919飛機103架機將適時轉場西安閻良,開展顫振、空速校準、載荷、操穩和性能等科目的試飛。目前,C919飛機兩架試飛機在西安閻良、山東東營和南昌瑤湖開展多地同步試驗試飛。另外三架試飛機正按計畫進行部裝、總裝,六架試飛飛機計畫明年全部投入試飛取證工作。
2019年7月30日,C919大型客機104架機在上海浦東機場第五跑道完成中、高速滑行試驗,滑行總時長1小時39分鐘,為首次飛行做好準備。
性能數據
設計技術
1. 採用先進氣動布局和新一代
超臨界機翼等先進氣動力設計技術,達到比現役同類飛機更好的巡航氣動效率,並與十年後市場中的競爭機具有相當的巡航氣動效率;
2. 採用先進的發動機以降低油耗、噪聲和排放;
3. 採用先進的結構設計技術和較大比例的先進金屬材料和複合材料,減輕飛機的結構重量;
4. 採用先進的電傳操縱和
主動控制技術,提高飛機綜合性能,改善人為因素和舒適性;
5. 採用先進的綜合航電技術,減輕飛行員負擔、提高導航性能、改善人機界面;
7. 採用先進的維修理論、技術和方法,降低維修成本。
設計特點
C919客機屬中短途商用機,實際總長38米,翼展35.8米,高度12米,其基本型布局為168座。標準航程為4075公里,最大航程為5555公里,經濟壽命達9萬飛行小時。
在使用材料上,C919將採用大量的
先進複合材料、先進的鋁鋰合金等,其中複合材料使用量將達到20%,再通過飛機內部結構的細節設計,把飛機重量往下壓縮,另外,C919將會使用占全機結構重量20-30%的國產鋁合金、鈦合金及鋼等材料,充分體現了C919大型客機帶動國內基礎工業的能力與未來趨勢。同時,由於大量採用複合材料,較國外同類型飛機80分貝的機艙噪音,C919機艙內噪音可望降到60分貝以下。
在減排方面,C919將是一款綠色排放、適應環保要求的先進飛機,通過環保的設計理念,有望將飛機碳排放量較同類飛機降低50%。
舒適性是C919機艙設計的首要目標。機艙座位布局將採用單通道,兩邊各三座,其中中間的座位空間將加寬,有效地緩解以往坐中間座位乘客的擁擠感。據官方資料表示,C919採用先進的環控、照明設計,提供給旅客更大觀察窗,更好的客艙空間,提供給旅客更好的舒適性;同時降低剖面周長0.326%,降低剖面面積0.711%,機身結構重量降低26.7kg。
C919採用四面式風擋。該項技術是國際上先進的
工藝技術,幹線客機中只有最新的
波音787採用,它的風擋面積大,視野開闊,由於開口相對少,簡化了機身加工工業,減少了飛機頭部氣動阻力。但是工藝難度相對較大,機頭需要重新吹風,最佳化風擋位置和安裝角,同時也有風擋玻璃面積相對較大,製造工藝複雜,成本較高。同時該設計對機頭受力和風擋間承力支柱強度提出了更高要求,屬於國際上比較先進的設計。
C919採用了5000
PSI(磅/平方英寸)壓力的液壓系統,與一般民用飛機採用3000 PSI(磅/平方英寸)壓力的液壓系統相比,前者可提供更大的動力。壓力的增加意味著可使用較小的管道和液壓部件傳輸動力,減輕了重量。
C919機翼有36米長,除了裝有起落架之外,還能儲存燃油,加起來共能容納186386升燃油。C919採用了雙側桿正桿
飛行控制系統,其特色在於採用兩種不同構型的4個獨立主飛行控制系統。其中包括兩個常規液壓動作系統和兩個電-液動作系統。919採用電-液動作系統使其在動力資源上具備更大的靈活性,增加了冗餘性,提高了安全性能。
客艙布局
全經濟級、混合級、高密度級三種客艙布置構型客艙段全長1146in
全經濟級為168座,排距32in
混合級156座,公務艙3排12座,排距36in,經濟艙144座,排距32in
高密度級180座,排距30in,公務艙每排4座,經濟艙每排6座
乘務員座椅共4座,前服務區2座,後服務區2座
綜合參數
客座數(兩級/單級) 156/168
最大起飛重量72500kg(STD)77300kg(ER)
最大設計航程 2200nmi(4075km)(STD)3000nmi(5555km)(ER)
巡航速度 0.7-0.84M
最大使用速度 0.82-0.84M
最大使用高度 12100m
客艙壓力高度 2400m
客艙壓力值 80kpa
起飛場長 2200m
著陸場長 1600m
最高空載進場速度 276.55km/h
客機類型
中型客機
C919(COMAC C919),類型屬於 “中短程雙發窄體民用運輸機”,在中國飛機史上自然是大飛機,但在當代世界客機史上屬於中型客機(而大型客機是遠程寬體、及載客300人左右)。C919還只是單通道飛機,在如今飛機越造越大,尤其是
空中客車A380(載客550人)那樣的巨無霸問世後,嚴格意義上,一般雙通道、載客300人左右的飛機才被稱為“大客機”。
CR929(遠程寬體客機)將是(當前國際航空界)真正意義上的“大客機”。CR929中俄遠程寬體客機採用雙通道客艙布局,基本型航程為12000公里,座級280座(當代國際大型客機的下限)。
屬大飛機
概念區別:官方一般說法是“
大飛機”,而網民愛說成是“大客機”,其實,飛機界裡,
客機和
運輸機較大,中型客機就是大飛機,
戰鬥機和
直升機等較小(有的載一個駕駛員或幾個人)。不同的比較範圍:在客機界或運輸機界的內部比較里,又分大中小,類似:飛機界相當於學校,客機(和運輸機)相當於高等學校,高校又劃分幾個級別,地區級、省級、國家級、國家重點級等。
值得了解:中國研製的C919客機,並非單純用來滿足中國市場,而是面向全球市場(國內外都在向它訂貨),因此它的競爭環境和比較環境是國際客機界。
合作企業
霍尼韋爾國際公司(Honeywell International Inc.)
UTC宇航系統公司(UTC Aerospace Systems)
派克·漢尼汾公司(Parker Hannifin Corp.)協助開發國產C919大型客機的主飛控系統,參與線控系統包括水平尾翼配平作動器與電機控制;副翼、方向舵、擾流器與升降舵助力器;遠程電子組等。
CFM國際公司
Rockwell collins公司 負責開發C919飛機通信導航監視系統。
用戶訂單
2010年11月15日,C919大型客機1:1展示樣機在珠海航展上首次展出,獲得100架啟動訂單。
截至2017年6月13日,承擔中國大型客機項目研製任務的
中國商用飛機有限責任公司(中國商飛公司),與光大金融租賃股份有限公司簽署30架C919大型客機購買框架協定,中國國產大飛機C919的國內外用戶數量達到24家,訂單總數達到600架。
2017年9月19日,C919生產單位中國商飛公司在第十七屆北京國際航空展簽下130架C919訂單,此前,C919國內外用戶已達24家,訂單總數達到600架。
2018年2月6日,中國商用飛機有限責任公司宣布2021年交付首架C919單通道客機。
2018年2月26日,中國華融資產管理股份有限公司旗下控股子公司華融金融租賃股份有限公司與中國商用飛機有限責任公司在北京簽署30架C919大型客機協定。截至2018年2月底,C919大型客機國內外用戶達到28家,訂單總數達到815架。
2018年3月6日下午,十三屆全國人大一次會議上海代表團舉行全團會議並對媒體開放,國產大飛機C919總設計師吳光輝代表在回答新華社記者提問時說,C919已取得國際國內28個用戶的815架訂單,未來將會出現命名為“929”等更多國產大飛機。
客戶序號 | 首筆訂單 | 訂單客戶 | 意向訂單 | 確認訂單 | 合計訂單 | 備註 |
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1 | 2010-11-16 | 中國國際航空 | 20 | 0 | 20 | |
2 | 2010-11-16 | 中國東方航空 | 20 | 0 | 20 | 2016年11月1日簽署合作框架協定,成為C919大型客機的全球首家用戶。 |
3 | 2010-11-16 | 中國南方航空 | 20 | 0 | 20 | |
4 | 2010-11-16 | 海南航空 | 15 | 0 | 15 | |
5 | 2010-11-16 | 國銀金融租賃有限公司 | 15 | 0 | 15 | |
6 | 2010-11-16 | 美國通用租賃公司GECAS | 20 | 0 | 20 | 最新簽約時間2011年10月19日 |
7 | 2011-10-19 | 工銀金融租賃有限公司 | 45 | 55 | 100 | 最新簽約時間2017年12月6日 |
8 | 2011-10-21 | 四川航空 | 20 | 0 | 20 | |
9 | 2011-11-23 | 交銀金融租賃有限公司 | 30 | 0 | 30 | |
10 | 2011-12-8 | 中國飛機租賃有限公司 | 20 | 0 | 20 | |
11 | 2012-2-14 | 中銀航空租賃私人有限公司 | 20 | 0 | 20 | |
12 | 2012-6-29 | 農銀金融租賃有限公司 | 55 | 20 | 75 | 最新簽約時間2017年09月19日 |
13 | 2012-9-19 | 建信金融租賃股份有限公司 | 26 | 24 | 50 | |
14 | 2012-11-13 | 河北航空有限公司 | 20 | 0 | 20 | |
15 | 2012-11-13 | 幸福航空 | 20 | 0 | 20 | |
16 | 2013-10-28 | 興業金融租賃公司 | 20 | 0 | 20 | |
17 | 2014-11-11 | 招銀金融租賃公司 | 30 | 0 | 30 | |
18 | 2015-1-29 | 華夏金融租賃公司 | 20 | 0 | 20 | |
19 | 2015-6-15 | 平安國際融資租賃公司 | 50 | 0 | 50 | |
20 | 2015-6-15 | 德國普仁航空公司 PuRen Airlines | 7 | 0 | 7 | |
| | | | | | |
21 | 2016-11-1 | 中信金融租賃有限公司 | 36 | 0 | 36 | |
22 | 2016-11-1 | 浦銀金融租賃股份有限公司 | 15 | 5 | 20 | |
23 | 2017-6-13 | 光大金融租賃股份有限公司 | 30 | 0 | 30 | |
24 | 2017-9-19 | 中核建融資租賃股份有限公司 | 20 | 20 | 40 | |
25 | 2017-9-19 | 華寶都鼎(上海)融資租賃有限公司 | 15 | 15 | 30 | |
26 | 2017-9-19 | 中航國際租賃有限公司 | 15 | 15 | 30 | |
27 | 2018-2-26 | 華融金融租賃股份有限公司 | 15 | 15 | 30 | |
合計 | 815 | |
重要貢獻高校
| 清華大學參與飛機設計的主要方向———氣動總體、結構強度、航電、飛控和液壓系統等。航天航空學院的 肖志祥參與了總體方案設計論證, 陳海昕、 張宇飛參加了氣動外形設計論證工作, 葛東雲參加了結構強度論證,自動化系 程農、 李清參加了航電和飛控系統論證工作,精儀系關立文參加了液壓系統論證工作、朱春霞參加了起落架的論證工作。 |
| 南京航空航天大學聯合工程隊參與了大飛機項目的總體、氣動、強度、材料、航電、飛控、動力、環控、防冰、四性、適航等內容的論證工作。同時,飛機設計、空氣動力、結構強度、材料製造、適航管理等領域,共承擔140餘個項目,經費過億元。 |
| 哈爾濱工業大學為C919大飛機“起飛”做出了重要貢獻。其中包括C919飛機中央翼複合材料後梁大開口補強設計技術研究、C919大飛機鋁合金機身雷射焊接技術及裝備研究。 |
| 在C919大型客機研發設計的過程中,上海交通大學在總體、結構、製造、材料、航電、人因等專業或領域發揮了重要作用,研究團隊分布在交大機械與動力工程學院、材料科學與工程學院、船舶海洋與建築工程學院、電子信息與電氣工程學院、航空航天學院、化學化工學院等多個學院。 |
| 復旦大學航空航天系 艾劍良教授、楊愛明副教授、孫剛教授課題組,光源與照明工程系 林燕丹教授、孫耀傑教授,計算機科學技術學院楊衛東教授等有幸承擔了其中的相關研究課題,助力國產大飛機上天。 |
| 合肥工業大學電氣與自動化工程學院教授 段澤民及其科研團隊全程參與了該機型雷電防護方面的研製工作。 |
| 座艙環境控制系統,即飛機的“呼吸系統”具體空氣分配設計方案的數值仿真和最佳化設計,由天津大學團隊完成。 |
| 西北工業大學重點參與了大客總體方案設計論證等工作,多個學院共有82位師生參與了C919飛機的動力系統、控制系統、結構設計、航電等在內的課題攻關。包括航空學院 高正紅教授團隊、 李玉龍教授團隊、 宋筆鋒教授團隊、 張彬乾教授團隊、西工大機電學院參與研究了微機電系統製造平台,對飛機減阻、降噪的影響等進行研究,並獲得重要數據。 |
| 大連理工大學工程力學系工業裝備結構分析國家重點實驗室白瑞祥團隊先後承擔並圓滿完成了C919加筋壁板結構、垂尾盒段結構以及尾翼前緣抗鳥撞等結構的承載能力檢測和力學性能計算評估等5項課題。 |
| 北京航空航天大學在總體、結構、材料、氣動、適航等領域發揮了重要作用,包括參與C919的氣動彈性科研攻關,形成了氣動彈性專業的技術方案;在國內首次自主全過程地完成了大型飛機熱氣防冰系統的設計,開發研製了一套具有自主智慧財產權的飛機防冰系統設計與評估軟體;劉沛清團隊完成了多項技術攻關課題,其中包括高亞聲速機翼設計等; 焦宗夏團隊為C919研製了國內第一台C919大型客機多輪剎車系統的攜帶型自動測試系統; 熊峻江團隊開展了“民機金屬結構疲勞評定體系方案”研究;張廣軍院士團隊研製的航空裝備飛行性能動態測試站等等。 |
| 武漢理工大學參與了C919大飛機 複合材料選材,以及結構強度設計與分析工作。團隊由武漢理工大學傅正義教授、王繼輝教授、劉立勝教授等10餘名教師領銜,師生共60餘人。 |
| 大飛機的機輪剎車系統由中南大學獨家提供,並由中南大學校控股公司製造完成。 |
| 燕山大學參與了軸承項目、液壓管路應力分析規範和中機身運輸的研發。 |
| 中國民航大學為大型客機C919技術方案聯合論證、安全性技術評估管理與檔案體系、適航工程體系、供應商管理體系和客戶服務技術體系等方面提供重要支持。 |