GAMECO助力ARJ21-700客改货飞机展翅翱翔

马瑞亮/广州飞机维修工程有限公司

国产支线飞机ARJ21 在投入商业运营8 年，订单已经达到775 架，其中已交付112 架，累计安全载客达860 万人次，初步迎来了规模化运营。今年10 月30 日，中国商飞向杭州圆通航空和中原龙浩航空分别交付了一架ARJ21 客改货飞机，这也预示着这款已经在商业运营上取得巨大进步的国产民机即将进入航空货运市场。在客机改装货机的过程中，作为项目改装实施单位，广州飞机维修工程有限公司（GAMECO）与中国商飞深度合作，完成了超过百余项物理和文件资料方面的优化和整改意见，充分展示了这家国内领先维修企业多年来积累的丰富的工程和维修经验。

随着中国二三线城市和中小城镇的快速发展，国内快递物流行业对运力能覆盖这一区域且更加经济适用的支线货机的需求越来越迫切。目前国际上，支线货机主要以商载9t 以下的涡桨飞机为主，如ATR72-600F、MA600F 等，而10t 级的支线货机尚处于空白。基于ARJ21-700 货机在商载10t 的情况下，航程可达到2778km（约为1500n mile），非常适合于完善航空货运网络结构、提升航空货运灵活性和满足航空货运市场，特别是中小航空货运市场的需求，因此该型机致力于成为中国国内及周边国际中小航空运货市场的主力机型，为支线航空市场的繁荣补齐货运功能短板。

ARJ21-700 货机是在ARJ21-700 基本型飞机的基础上开展研制的，其保持与基本型飞机最大的共通性。ARJ21-700 货机主货舱具备普通货物、邮件、快递、危险品、活体动物和冷链的运输能力，可装载多种标准集装箱、板。

1 项目背景

2020 年6 月20 日 至9 月20 日，中国商飞先后派出项目管理部、客户服务部、客改货项目组、供应商管理部、绿色创新谷等部门领导和工程师多次到访南方航和GAMECO，全面了解GAMECO 的维修与改装能力，双方进行了深入的交流和探讨，最终达成了ARJ21-700 客改货项目合作协议。根据协议，GAMECO 主要承担以下工作内容。

1）ARJ21-700 客改货方案中地板结构、EWIS 的设计；

2）编制客改货改装工作卡单；

3）制造用于客改货项目的机身顶托类专用工装；

4）加工客改货项目中地板梁和滑轨相关改装件；

5）实施客改货原型机的改装工作。

10 月30 日，中国商飞向两家货运航空交付两架ARJ21 客改货飞机。在此项目过程中，ARJ21“客改货”改装工作由广州飞机维修工程有限公司（GAMECO）负责实施，其先后完成多项机上地面试验、试飞等验证任务。

2 项目准备

2.1 联合设计

2020 年12 月 初，GAMECO 先 后派出10 位经验丰富的工程师，正式加入中国商飞ARJ21-700 客改货联合设计团队，深度参与到机身地板结构的加强设计和EWIS 的改装设计工作中。期间，双方设计团队深入交流，取长补短，建立了密切的合作关系，充分展现了专业、敬业、顽强拼搏的作风，先后于2021年5 月、6 月完成了地板结构加强设计以及EWIS 改装设计的阶段性目标任务。

2.2 组建联合办公区

GAMECO 在创新中心设立了与中国商飞工程支援团队的联合办公区域，改造设置了ARJ21-700 客改货项目专用的电气改装工作间，铺设了商飞内网光纤专线，实现了广州与上海的实时联动。

双方团队在联合办公区域完成了工卡编制和审核、工艺流程制定和优化、现场技术支援等工作，解决了上千个改装相关问题，检验和完善了双方在不同系统上的信息融合渠道，为后续展开更深层次的合作奠定了硬件和软件的基础。

2.3 梯架设施/工具/工装

GAMECO 厂房设施部门完成专用改装接近平台的搭建,包括机身结构改装两侧主平台、顶部接近平台、主货舱门安装、调节平台。平台对于改装质量和效率有着十分重要的影响，如平台与机身外形的匹配性（对施工空间和接近便利性影响很大）、通道的开敞性（对人员工作的安全以及改装中各类工装、工具、大件航材的进出影响很大）。

此外，工装、工具对改装效率和质量的提升至关重要。GAMECO 主导和参与研制了全机零应力顶升工装、滑轨定位工装、下门槛接头分级扩孔工具、蒙皮圆角修切工具、PULL IN 轮安装座及对中导向轮安装座定位工具、地板定位工具、滑轨接头定位钻孔工具、蒙皮紧固件孔定位工具等等。

2.4 程序/培训

GAMECO 程序部门依据ARJ21-700 原型机改装的相关要求，组织编写相关管理程序，完成相关培训，如工卡编写、PTP 防护、FOD 防范、客改货数模平台、改装实施方案、客改货工作流程共6 类培训，并依据相关程序完成上线人员授权。

2.5 航材配套

根据改装协议，GAMECO 零部件制造中心承担了部分ARJ21-700 客改货地板结构加强零件的加工，约1300 个。同时，为了加速解决实际改装过程中由于偏差问题导致的特制零件的需求，GAMECO 还承担了一部分此类零件的临时加工需求。

3 项目实施

经过前期的精心准备，2021 年9 月首架原型机在GAMECO 一期机库的中心位置正式开始改装。2022 年的6 月，第二架原型机的改装也拉开序幕。

改装工作主要包括机身开口区域结构加强、地板结构改装与加强、9G 阻拦墙改装、主货舱门装配与调节、门窗封堵、通风窗外开机构改装、EWIS 及系统改装、灭火和灯光系统安装测试、装载机构装配等。

零应力顶升，这是改装开始的第一步。全机共设置18 个压力和飞机姿态监测点，通过传感器实时传输载荷数据，由监测软件统一分析处理。这套工装设备由GAMECO 主导设计制造，既借鉴了现有的成熟经验，又进行了技术上的创新，整个顶升过程得益于使用数字化监控，准确把握各个顶升点的压力变化，及时调整加载方案，因此非常顺利，高于预期的结果。不足的是改装期间由于现场空间问题，无法继续保留数字信号传输线缆，只能采取人工逐个读取的方法，效率较低，后续计划改为无线传输方案，有助于提高改装期间的监测便捷性。

机身下部区域结构加强，主要包括机身骨架和地板结构加强。改装过程从技术角度来讲，总体顺利，但也不可避免地暴露出了一些问题。第一架飞机改装结束后，项目组针对改装过程中出现的问题总结归纳，优化设计方案，改装流程，如修订零件图纸内的技术要求、外形尺寸等。相比波音、空客飞机来说，国产飞机在零件制造、装配的精度方面还有一定的差距。这种差距正随着国产飞机生产经验的积累逐步缩小。

在下门槛的改装中，需要将7 个肘形零件拼接到原机的结构上，拼接后的表面在上下、内外以及前后方向上要做到整齐划一。虽然改装初期并不顺利，主要是由于工装设计不合理，过于理想化，对实际使用中出现的偏差情况考虑不足，如实际框间距的公差导致无法与工装的间距匹配等，但是后来结合实际情况，临时紧急设计了一套组装方案和工装。实践表明，工装的研发不仅在研发阶段要充分论证，正式使用之前的可用性验证，也是不可忽略的一环。

另外，在门框上部结构的改装中，主货舱门铰链安装环节又给现场出了一道不小的难题——首次投入使用的工装无法与机身结构匹配。由于这一问题直接影响后面的改装工作的推进。所以,项目组在充分论证机体结构满足设计要求之后，当机立断，很快提出了一套新的方案。听起来风轻云淡，但这个方案的难度和风险很高，需要格外周密的安排。形象地说，这个方案就像是将一根细线穿过针孔，且要求线绝对不能碰到孔壁。为了达到这一要求，项目组改造吊具，设计制作了一系列的定位工具，通过十几次的调整，最终将门成功定位在理论位置，实现了铰链同轴度0.1mm、位置度0.15mm 的定位精度要求。

在项目进行过程中，先后完成了几个重要的里程碑。2022 年7 月25 日，首架原型机下架，标志着飞机主体结构改装完成；2022 年8 月22 日，原型机结构大增压试验圆满完成，标志着结构改装取得重大胜利；2022 年12 月21日，ARJ21-700 客改货飞机全部符合性试验任务圆满完成；2023 年1 月1 日，ARJ21-700 客改货飞机正式获得中国民航局（CAAC）适航批准；2023 年10月30 日，两架ARJ21-700 货机正式交付圆通和龙浩两家航空公司。

4 总结

ARJ21-700 客改货项目，是GAMECO与中国商飞深度合作的一个战略性项目，双方自项目成立以来高度重视，精诚合作，其意义深远。该项目开创了国产民机客改货的研制先河，丰富和完善了国产民机的产业链和价值链，提升了国产飞机的残值以及在国际市场上的竞争力。

与此同时，该形目探索形成了国内OEM 和MRO 之间的全新合作机制，充分融合各自在设计、运行和维修方面的优势，各取所长，有力地促进了中国民航事业的全面发展，拓宽了国内航空维修企业的能力范围，打造集研发、制造、维修于一体的新型能力布局，为助力国产大飞机关键零部件配套国产化提供新的渠道选择。

未来，GAMECO 还将依托此次项目深度合作打下的良好基础，致力于与商飞展开多方面的合作，如建立商飞卓越维修中心，为南中国片区及东南亚提供ARJ21、C919 系列飞机全面维修服务，为ARJ21-700 客改货的用户提供优质高效的持续适航服务，包括但不限于AOG 排故、优化改装、PMA 件等保障项目。同时依托GAMECO 全面的维修能力，建立起国产民机的维修保障体系，为客户提供一站式服务的解决方案。