国产大飞机上的那些“龙江制造”

本刊综合

5月5日，中国自主研制的大型客机C919试飞成功，这标志着中国朝着航空强国梦又迈出了一大步。继欧美之后，中国成为又一个大型客机自主研制者。参与C919研制的龙江航空制造企业都备感振奋。与“大飞机”的共同成长之路，也是各参与研制企业的技术提升、管理提升和质量提升之路，这一过程为黑龙江省航空产业快步发展打下了良好基础。

哈工大两关键技术助飞C919

哈尔滨工业大学与中国商飞的合作由来已久，并在C919飞机的研制过程中发挥了重要作用，其中包括C919飞机中央翼复合材料后梁大开口补强设计技术研究、C919大飞机铝合金机身激光焊接技术及装备研究。

大型民用客机的制造被称作“工业皇冠上的明珠”，是一国工业、科技水平和综合实力的集中体现。“一代材料，一代飞机”。碳纤维结构复合材料已成为航空航天的首选材料，在减轻结构重量、提高结构效率、改善结构可靠性、延长结构寿命方面，具有其他材料无法比拟的优势。哈工大复合材料与结构研究所赫晓东教授团队早在2010年就开展了C919中央翼复合材料后梁大开口补强设计技术研究工作，助推C919研制。

在赫晓东、王荣国两位教授的带领下，课题组针对大开口结构部件可靠性和轻量化的重大需求，采用碳纤维复合材料取代金属结构，设计时充分考虑飞机可靠性、维修性和综合保障等方面要求，达到了减重和提高产品质量目的。课题组同时兼顾零件制造工艺性和部件的装配工艺性，通过采用补强结构设计来提高结构件的刚度、强度，以满足结构使用环境要求。

课题组首次制备出了复合材料大开口及其补强结构的对比实验件，通过试验验证了设计方案的可靠性。同时，课题组所提出的中央翼复合材料后梁大开口补强设计方案及获得的一手试验数据，为C919大飞机中央翼后梁大开口的选型设计提供了强有力的技术支撑。

随着全球对环境保护的重视程度不断提高，国际飞机制造业把通过减轻质量，实現降低油耗、提高有效载荷作为提高企业产品竞争力的关键。2011年，哈工大先进焊接与连接国家重点实验室主任陈彦宾教授率领科研团队与上飞公司合作承担了“双束光纤激光焊接铝合金机身壁板工艺及装备技术”研制任务。团队经过近4年的努力，突破了铝锂合金双侧光纤激光同步高速焊接工艺、双机器人协调控制、空间焊接轨迹离线编程、大型龙门高速运动精度控制等关键技术。团队在国际上率先完成铝锂合金激光焊接整体壁板的疲劳损伤容限和结构稳定性评定，研制出首台集成多轴数控与机器人组联动的双光纤激光焊接装备，并于2015年底交付中国商飞上飞公司。

四大部件哈飞制造

作为C919大型客机机体结构主要制造商之一，航空工业哈飞主要承担机身复合材料部件的制造，包括主起落架舱门工作包、前起落架舱门工作包、翼身整流罩工作包和垂直尾翼工作包4个大部件。由于C919大客机项目采用了多项先进制造技术，并完全按照美国FAA适航要求及全机MBD制造技术进行设计和制造，这使得参与大飞机制造的哈飞也收获颇丰。

“就前起落架舱门部分而言，由于飞机在起飞、降落过程中该舱门处于开启状态，要承受很大的风阻和震动，结构设计上强度、载荷要求更高，这是直升机和小型运输机舱门没有的要求。”回想起当初项目研制的过程，航空工业哈飞C919项目团队主管副总工程师李薇表示，在首架机研制过程中，哈飞研制团队通过多次工艺试验和技术攻关，在制造工艺上依次突破了超厚度（54mm）纸蜂窝预成型技术、数控加工技术、泡沫和蜂窝拼接技术，并且满足了制造规范和适航验证。

同时，哈飞通过参与国产大飞机的制造，按照C919项目商业化运作模式，结合哈飞现有体系和实际情况，开展了所承担工作包的团队建设、体系完善及产品制造，全面提升了哈飞的工业信息化、集成化、数字化制造水平。“我们以型号研制为契机，建立厂所间异地协同研制平台，实现设计数据当天发放，当天接收，当天应用，还实现了设计数据、工艺数据等向生产制造现场的快速传递，有效地指导生产制造。”李薇说，“型号研制为哈飞信息化水平的快速提升创造了机遇，哈飞多年建立起来的信息化环境又为型号研制提供了有力保障。”在现有复合材料制造技术、飞机装配技术等方面，哈飞通过与国外先进制造企业联合研发，提升了航空复合材料制造工艺及工艺装备的技术水平，尤其是在大尺寸复合材料结构件和垂直尾翼部件的生产中，采用了多项国际先进技术。

银质奖章印证执著与付出

2017年3月底，一个令航空工业哈飞C919项目团队振奋的消息传来，航空工业哈飞党委副书记侯月明在2017年中国商飞供应商大会上捧回了2016年度优秀供应商银奖。这沉甸甸的银质奖章承载着C919项目团队的智慧与汗水，也印证着项目成员的执著与付出。

第一家完成10101架机撤保留工作的供应商、第一家完成10102架机撤保留工作的供应商、第一家同时完成垂尾部段长桁和壁板PPM验证工作的供应商……哈飞凭借着多个“第一”赢得了荣誉。

由于C919项目垂尾工作包采用了双定点供应商制，按工作包分工，航空工业哈飞作为B角承担10103至10105架机的垂尾研制任务。为规避项目风险，中国商飞引入第三家供应商参与垂尾PPM验证试验工作，明确提出至2016年11月底，谁能制造出合格的垂尾PPM壁板，谁就能优先拿到请求单，谁就是取证构型的供应商。

这对航空工业哈飞项目团队来说是一个巨大的挑战。2016年3月，外购成型工装一到厂，项目团队立即开展工作。为了解决零件成型工艺难度大、工艺稳定性差、合格率低的难题，公司C919项目团队连续奋战5个月，终于使垂尾部段长桁PPM验证工作得到了认可，拿到请求单。3个月后，在长桁零件的基础上，垂尾部段壁板PPM验证通过审核。以此为标志，航空工业哈飞成为第一家同时完成垂尾部段长桁和壁板PPM验证工作的供应商，并成为垂尾部段取证构型架次及后续架次唯一供应商。

民营企业攻克工装难题

“明天，承载着我们汗水和心血的C919大飞机就要首飞了，我们感到非常骄傲和自豪。”4日，广联航空工业股份有限公司副董事长于刚在接受记者采访时说，作为我省唯一一家参与大飞机制造的民营企业，广联航空为C919提供了上百个零部件的工装和装配夹具，是C919复合材料成型工装的主要供应商。

在C919整个机身结构件中，复合材料结构件占40%左右。复合材料结构件的成型一般采用薄壳式工装经铺叠、封装、升温加压而成。而作为复合材料成型工装的主要供应商，广联航空工业股份有限公司在C919的研制过程中承担的复合材料成型工装设计、生产任务占比很大。

作为一家民营企业，缘何能在大飞机制造中占据一席之地？“我们航空设备先进，复合材料产品生产在国内同行业处于领先水平。從2000年开始成为中航工业各个主机厂的工装供应商，十多年来，参与了所有新机型项目。因与商飞有多年合作经验，商飞深知我们有攻克难题的技术能力。”于刚说。在C919物理样机研制阶段，广联航空承制了C919平尾部段所有成型工装，并顺利完成工装生产任务，保证了C919平尾部段样件如期下线。在这一阶段，商飞研究院大飞机设计者提出用共固化工艺来做复合材料件，并将这个大难题抛给了广联航空。

“我们同哈工大广联航空结构与材料设计研发中心合作，对共固化工艺技术进行了深入的研究，攻克了用共固化工艺来做复合材料件这一技术难题。”于刚回忆说。

“C919项目，最大的难度是时间紧、任务重，第一批工装从设计到制作耗时一年半，项目组工作人员24小时不停工！为了保障商飞的生产计划，仅用两个月时间完成了所有成型工装的交付。”于刚说。从C919项目立项就参与其中，广联航空的管理体系和质量体系受到了极大肯定，也提高了企业在航空界的竞争力，加大了企业产值，为企业长远发展奠定了良好基础。“C919大客机的任务已经圆满完成，目前，我们正在和商飞共同研制C919的‘继任者即国产大型宽体客机C929的试验件，未来在国产大飞机的研发制造中，会继续贡献出广联人的力量。”于刚对此信心满满。

C919大型客机所采用的新技术、新材料、新工艺对我国经济和科技发展、基础学科进步及航空工业发展有重要的带动辐射作用。作为统筹我国干线飞机和支线飞机发展的中国商飞公司坚持“主制造商-供应商”发展模式，举全国之力，聚全球之智，打造民机产业“生命共同体”，基本建成了“以中国商飞公司为核心，联合中航工业，辐射全国，面向全球”的中国民机产业体系。