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“冰城制造”助国产大飞机飞天 突破多项先进制造技术

作者: +关注作者 来源:哈尔滨新闻网-哈尔滨日报 2017-05-10 15:08 标签:
C919未来将与空客320系列和波音737系列等国际著名商业飞机争夺国际订单。按计划,今后该机型批量投产,上述冰城企业将成为部件供货商,龙江航空制造产业由此将迎来新的发展契机。

  国产首款大飞机C919在上海浦东国际机场首飞成功。这架大飞机有着深深的冰城制造烙印——航空工业哈飞公司作为C919大飞机9家机体结构制造商之一,承担了翼身整流罩工作包、前起落架舱门工作包、主起落架舱门工作包和垂直尾翼工作包4大机身部件的制造;位于哈南的民企广联航空则是C919复合材料成型工装的主要供应商,提供了上百个零部件的工装和装配夹具。
  据悉,C919未来将与空客320系列和波音737系列等国际著名商业飞机争夺国际订单。按计划,今后该机型批量投产,上述冰城企业将成为部件供货商,龙江航空制造产业由此将迎来新的发展契机。
  突破多项先进制造技术
  哈飞公司参与C919大飞机制造,早在5年前就已开始。
  从2012年至2014年底,在C919机身初步设计与详细设计阶段,哈飞已同步开展样机材料设计许用值试验、关键技术攻关、全机数字化制造技术平台搭建、特种工艺鉴定和适航审定准备等多项工作。
  在庞杂的前期工作中,为保证按时间节点发布产品设计数据,哈飞工作组2012年12月进驻中国商飞实施工艺性审查,这包括产品的可制造性问题、材料和标准件的选用等。“我们要审查的零件很多,仅一个整流罩就有600多个零件,工作量非常大。”哈飞工程技术部零件工艺科工艺员林硕回忆,那时候基本上一天要工作16小时甚至24小时。
  2015年3月起,哈飞全面展开大飞机工作包的零部件制造与装配。
  C919大飞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。这对国产飞机制造商来说,是全新探索,更是挑战。
  “以大飞机的前起落架舱门为例。由于飞机在起飞、降落过程中舱门处于开启状态,要承受很大的风阻和震动,结构设计对强度、载荷要求更高,这是以往哈飞在直升机和小型运输机舱门制造中没有的要求。”哈飞公司C919项目团队主管副总工程师李薇介绍,大型客机起落架舱门主要为复合材料结构件,门体为预浸布、蜂窝夹层结构,内部装有增强的树脂块镶嵌件。在大飞机首架机研制过程中,哈飞团队在制造工艺上依次突破了超厚(54mm)纸蜂窝预成型技术、数控加工技术、泡沫和蜂窝拼接技术,很好满足了制造规范和适航验证。
  “C919是新机型,有许多地方都存在设计更改,我们一边完善设计一边进行生产。”李薇介绍,在大尺寸复合材料结构件和垂直尾翼部件的生产中,哈飞先后突破性运用了自动铺带、热隔膜成型、数字化装配生产线等多项国际先进技术。
  比拼实力,拿下垂尾工作包
  在哈飞承接的四大机身部件工作包任务中,垂直尾翼工作包曾经历激烈竞争。
  最初,C919项目对垂直尾翼工作包采用了双定点供应商制,航空工业哈飞作为B角(两家供应商之一)承担103至105三架构型机的垂尾制造任务。但鉴于其他供货商已交付复合材料大部件产品的质量稳定性不足,
  中国民用航空华东地区管理局增加要求——参与方需针对不成熟复合材料构件开展工艺能力验证试验(PPM),以确保生产出合格稳定的复合材料主承力构件。
  而且,发包方中国商飞明确提出:“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。”
  2016年3月,外购成型工装一到厂,哈飞公司项目团队立即开展工作。李薇介绍,以往其他航空产品的长桁零件均采用“C”形“T”形等形状,而C919却采用了少见的“工”字形设计,零件制造难度由此骤然增大。
  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,哈飞C919项目团队经历过数十次方案改进。奋战5个月,哈飞团队垂尾部段长桁PPM验证工作得到了认可。3个月后,在长桁零件的基础上,哈飞垂尾部段壁板PPM验证通过审核。航空工业哈飞由此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。
  冰城民企脱颖而出“搭”上大飞机
  从设计研发到总装下线,C919大飞机串起了国内外一条完整的飞机制造产业链——200多家企业、36所高校参与研发,70家企业成为C919的供应商或潜在供应商。位于哈南三路的民营企业广联航空工业股份有限公司就是其中之一。
  在C919整个机身结构件中,复合材料结构件占40%左右。广联航空工业股份有限公司作为复合材料成型工装的主要供应商,在C919的研制过程中承担复合材料成型工装设计与生产,并提供了上百个零部件的工装和装配夹具,以及型架和辅材实验件。公司董事长于刚统计:“C919研制过程从前期到后期,广联依据制造需要,供货量占比达50%至30%不等。”
  资料显示,广联航空工业股份有限公司前身成立于2011年。“其实在此之前,我们已在复合材料生产领域从业多年,技术水准和生产能力在全国处于领先水平。参与中航工业各个主机厂的工装供货有十几年时间,参与了所有新机型项目。”于刚告诉记者,在C919之前,中国商飞项目方对全国专业制造商展开考核,最终广联航空入选。
  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,保证了C919平尾部段样件如期下线。在这一过程中,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,这是前所未有的大难题。通过与哈工大广联航空结构与材料设计研发中心合作,广联航空最终攻克了这一难关。
  从C919项目立项前期的参与到最终圆满完成供货,广联航空产品得到中国商飞极大认可。于刚告诉记者,“现在我们正在和商飞共同研制国产双通道大型宽体客机C929的试验件,未来在国产大飞机的研发制造中,广联还会是重要供货商。”
  新契机,提升龙江航空产业制造力
  在哈飞铆接车间C919工段,几台立式电脑终端机伫立在型架旁边。C919工段工段长孙宏琪介绍:“这是一个数字化制造技术平台,原来制造数据、装配关系都得看图纸,现在都是三维立体的,干起活来很方便。”
  据悉,包括C919机型在内,哈飞目前一共有3个机型使用了这种数字化制造技术平台。这个改变,在孙宏琪29年的工作生涯中是一个历史性的突破。“原来用图纸的时候有可能一张纸画不下,找一个数据经常要翻好几页才能找到。现在不用了,工装、产品、零件的数模全能看到,如果有改变随时会更新,特别节省时间。”
  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,进一步提升了集成化、数字化制造水平。李薇介绍,在C919大型客机研制期间,龙江企业充分利用龙江航空制造资源,一些优秀企业、高校参与预先技术研究、技术攻关、工装制造及产品研制。将来,哈飞还将利用C919国产大型客机投入市场和批量生产的契机,扩大工艺装备和零部件的外协规模,由此带动龙江企业在航空领域制造能力和创新能力的提升。

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