莊期能

2017年5月5日，C919大型客機(jī)首飛成功，國人無不感到振奮。作為C919大型客機(jī)的機(jī)頭部件供應(yīng)商，中航成飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司（以下簡稱“成飛民機(jī)”）組織全體參研人員觀看了整個首飛過程，一起感受大飛機(jī)帶來的榮耀和自豪。

成飛民機(jī)是國內(nèi)外知名的飛機(jī)部件供應(yīng)商，擁有豐富的國內(nèi)外轉(zhuǎn)包經(jīng)驗(yàn)，建立了一套符合波音、空客等國際一流企業(yè)認(rèn)可的航空質(zhì)量體系。自2000年以來，共獲得成果204項(xiàng)，科研課題520項(xiàng)，專利授權(quán)98項(xiàng)。

不凡的“成都造”

目前，成飛民機(jī)的產(chǎn)品主要有空客A320登機(jī)門、駕駛艙地板、機(jī)輪艙、1#框，A350擾流片和下垂板；達(dá)索公務(wù)機(jī)3號油箱，達(dá)索F7X、F8X壁板；波音737登機(jī)門、方向舵，747-8平尾、副翼擾流片、方向舵以及G280灣流公務(wù)機(jī)的尾段和機(jī)頭、767客改貨門和門框、737客改貨門和門框等。

成飛民機(jī)與空客的合作始于1996年的空客A320系列飛機(jī)后登機(jī)門，成飛民機(jī)A320后登機(jī)門項(xiàng)目被空客公司譽(yù)為“海外明星生產(chǎn)線”?！俺啥荚臁闭紦?jù)空客A320機(jī)型該產(chǎn)品全球一半以上的市場份額。

同時(shí)，成飛民機(jī)還是波音787夢想客機(jī)方向舵的全球唯一供應(yīng)商。如今，不管是海航的成都直飛洛杉磯航線，還是美聯(lián)航的成都直飛舊金山航線，都是該機(jī)型執(zhí)飛。

尤其值得一提的是，成飛民機(jī)是國內(nèi)民用飛機(jī)機(jī)頭制造基地，ARJ21、AG600、MA700、C919等飛機(jī)的機(jī)頭都是“成都造”。C919機(jī)頭項(xiàng)目落戶成都后，成飛民機(jī)上下一心，攻克了一道道難關(guān)，從正式發(fā)圖到完成下線，僅用了一年零三個月。

造機(jī)頭的難度

眾所周知，機(jī)頭是飛機(jī)的重要部件，相對于其他部件而言，制造難度較大。其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個方面：

第一，機(jī)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件制造難度大。例如，機(jī)頭大尺寸雙曲面蒙皮曲率變化較大，成形回彈大，外形控制困難，特別是駕駛艙左右側(cè)雙曲率蒙皮，1m的區(qū)間內(nèi)Z軸方向的曲率半徑大約為1-1.2m。

為滿足寬式窗設(shè)計(jì)需求，窗框采用對角線尺寸超過2m的大型鍛件（尺寸約為2160×1420mm），零件精加工過程中內(nèi)應(yīng)力釋放大，外形精度要求±0.15mm，精加工程序需反復(fù)調(diào)試與改進(jìn)。

第二，制造工藝協(xié)調(diào)性要求高。機(jī)頭不僅與前機(jī)身（外形要求±1.2mm）、雷達(dá)罩、前起落架（孔位要求Φ0.5mm）之間有很高的協(xié)調(diào)要求，而且機(jī)頭上安裝的艙門較多，互換性和替換性要求較高。此外，飛機(jī)控制系統(tǒng)主要在機(jī)頭進(jìn)行安裝集成，要求結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)成品件完全協(xié)調(diào)。

第三，機(jī)頭的精度要求高。機(jī)頭作為飛機(jī)的一級氣動區(qū)，對飛機(jī)的外形尺寸控制以及波紋度控制要求非常高。同時(shí)，機(jī)頭上安裝的總溫探頭、總壓探頭、攻角傳感器等傳感器設(shè)備（數(shù)量約占整架飛機(jī)的60%）要求結(jié)構(gòu)零件上的協(xié)調(diào)孔孔位精度相對角度達(dá)到±1.0度。

為保證C919機(jī)頭的研制能按既定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成，成飛民機(jī)采取了聯(lián)合設(shè)計(jì)和并行工程的方法。并行工程作為國際上研制新產(chǎn)品廣泛采用的一種全生命周期系統(tǒng)方法，可以使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段就具備良好的可制造性、可裝配性、可維護(hù)性，最大限度地減少反復(fù)，縮短設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和制造時(shí)間。

在兩年多的研制過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在工藝上也取得了重大突破。比如，C919機(jī)頭的下部側(cè)蒙皮原計(jì)劃采用2524-T3 ML材料（材料硬度高，成型難度大），成飛民機(jī)通過生產(chǎn)驗(yàn)證，得出了零件貼模度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)成飛民機(jī)的建議，將材料改為2024-O料，保證了制造工藝的要求。

成飛民機(jī)還參與了C919多個試驗(yàn)件的制造和試驗(yàn)工作。其中，最典型的要數(shù)鳥撞試驗(yàn)。該試驗(yàn)有多個項(xiàng)目，包括撞擊風(fēng)擋玻璃、撞擊駕駛艙座艙蓋、撞擊駕駛艙左右兩側(cè)壁板等。試驗(yàn)結(jié)果表明，C919的機(jī)頭強(qiáng)度符合要求，為確保安全飛行打下了基礎(chǔ)。

C919帶來的成長

通過與中國商飛的合作，成飛民機(jī)近年來在技術(shù)上取得了明顯進(jìn)步。

首先是全數(shù)字化協(xié)調(diào)技術(shù)、數(shù)字化檢測技術(shù)的應(yīng)用。截至目前，C919裝配生產(chǎn)線上的數(shù)字化檢測技術(shù)覆蓋率已達(dá)80%，小組件裝配完成后，對外形、主要交點(diǎn)孔等進(jìn)行架上、架下數(shù)字化檢測，避免了后續(xù)相關(guān)質(zhì)量問題的發(fā)生。機(jī)頭部段與前機(jī)身、雷達(dá)罩、前起落架等采用數(shù)字化協(xié)調(diào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各部段之間的完美對接。

其次是自動鉆鉚技術(shù)的運(yùn)用。C919的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)壽命為9萬飛行小時(shí)/30個日歷年，這對飛機(jī)的疲勞強(qiáng)度、材料性能、氣動外形等提出了很高的要求。目前，機(jī)頭上部的5張蒙皮和下部3張超大尺寸壁板均采用了自動鉆鉚技術(shù)，不僅提高了生產(chǎn)效率，也提升了裝配質(zhì)量。

在自動鉆鉚技術(shù)之外，成飛民機(jī)還在研發(fā)雙機(jī)器人自動制孔、鉚接技術(shù)。目前，機(jī)器人制孔系統(tǒng)正在研制后期，其孔位精度達(dá)到±0.3mm，重復(fù)定位精度達(dá)到±0.2mm，能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對鉚，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

此外，成飛民機(jī)還應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)頭制造過程的無紙化。成飛民機(jī)開發(fā)了PLM、ERP、MES系統(tǒng)，通過集成推廣應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了制造過程的數(shù)字化管理，使生產(chǎn)線管理更加透明，數(shù)據(jù)反饋更具即時(shí)性，大大提高了生產(chǎn)效率。

2018年11月19日，中國商飛上飛院與成飛民機(jī)在成都簽署機(jī)頭設(shè)計(jì)中心合作協(xié)議，雙方共建中國商飛上飛院（成都）機(jī)頭設(shè)計(jì)中心。四川省、中國商飛公司和中國航空工業(yè)集團(tuán)的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)見證了簽約儀式。中國商飛上飛院（成都）機(jī)頭設(shè)計(jì)中心的成立，將使成飛民機(jī)由機(jī)頭結(jié)構(gòu)制造商升級為機(jī)頭產(chǎn)品提供商，有力促進(jìn)四川高端裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為加速推進(jìn)國產(chǎn)大飛機(jī)事業(yè)發(fā)展、早日實(shí)現(xiàn)中國人的大飛機(jī)夢貢獻(xiàn)力量。