他們通過(guò)大量的基礎(chǔ)理論研究和系統(tǒng)性試驗(yàn),先后攻克了復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)整體壁板預(yù)應(yīng)力噴丸成形等一系列大型超臨界機(jī)翼壁板數(shù)控噴丸成形工藝的關(guān)鍵核心技術(shù),打破了國(guó)外技術(shù)封鎖和壟斷,開創(chuàng)了多個(gè)國(guó)內(nèi)第一。
10年前,在被譽(yù)為西北航空城的陜西閻良,一架體形碩大的“鐵鳥”在一陣低沉的轟鳴聲中劃破天際,在無(wú)數(shù)人屏氣凝神的注視中直沖云霄。這一瞬間,化為無(wú)限的榮光,成為令全體航空人永生難忘的驕傲——中國(guó)大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20成功實(shí)現(xiàn)首飛,中國(guó)從此告別了不能自主研制生產(chǎn)大型飛機(jī)的歷史。
代號(hào)“鯤鵬”的運(yùn)-20是中國(guó)研究制造的新一代軍用大型運(yùn)輸機(jī),該機(jī)作為大型多用途運(yùn)輸機(jī)為中國(guó)構(gòu)建起完善的空天一體化攻防體系,成為中國(guó)綜合國(guó)力的象征,其不僅代表了中國(guó)現(xiàn)有的工業(yè)體系與技術(shù)水平,還是中國(guó)空軍邁向戰(zhàn)略空軍的一大關(guān)鍵。
大飛機(jī)是現(xiàn)代制造業(yè)的一顆明珠,是現(xiàn)代高科技的高度集成,不僅需要航空技術(shù)的獨(dú)立自主,更是新材料、現(xiàn)代制造、先進(jìn)動(dòng)力、電子信息、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的群體突破。運(yùn)-20的出現(xiàn),使國(guó)產(chǎn)飛機(jī)的起飛重量從60噸級(jí)一步跨越至200噸級(jí),這背后涉及的技術(shù)難度呈幾何級(jí)增長(zhǎng)。
運(yùn)-20之所以有如此強(qiáng)大的航行能力,離不開超臨界機(jī)翼。機(jī)翼是為飛機(jī)提供升力的主要零部件,發(fā)動(dòng)機(jī)、增升裝置等的設(shè)計(jì),也與機(jī)翼有重要關(guān)系。因此,在大型飛機(jī)的研制過(guò)程中,機(jī)翼氣動(dòng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化是一項(xiàng)重點(diǎn)工作。
飛機(jī)機(jī)翼制造的關(guān)鍵技術(shù)之一——整體壁板數(shù)控噴丸成形技術(shù),長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷并對(duì)我國(guó)封鎖,是制約我國(guó)大飛機(jī)研制的關(guān)鍵核心技術(shù)。中航西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中航西飛”)以大飛機(jī)研制為契機(jī),采取產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合方式開展技術(shù)研究。公司通過(guò)大量的基礎(chǔ)理論研究和系統(tǒng)性試驗(yàn),先后攻克了復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)整體壁板預(yù)應(yīng)力噴丸成形等一系列大型超臨界機(jī)翼壁板數(shù)控噴丸成形工藝的關(guān)鍵核心技術(shù),具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),打破了國(guó)外技術(shù)封鎖和壟斷,開創(chuàng)了多個(gè)國(guó)內(nèi)第一,使中航西飛成為世界上掌握機(jī)翼壁板數(shù)控噴丸成形技術(shù)的少數(shù)幾個(gè)公司之一。
2016年7月6日,起飛重量為200噸級(jí)的運(yùn)-20“鯤鵬”以灰色涂裝亮相,在空軍航空兵正式列裝,標(biāo)志中國(guó)空軍正式開始具備強(qiáng)大戰(zhàn)略投送能力并著眼于向戰(zhàn)略空軍轉(zhuǎn)型,中國(guó)憑自主創(chuàng)新正式進(jìn)入“全球大飛機(jī)俱樂(lè)部”。
大飛機(jī)的成功經(jīng)驗(yàn),陸續(xù)在其他型號(hào)中產(chǎn)生巨大的集群效應(yīng),創(chuàng)新求變的內(nèi)生動(dòng)力在中航西飛春潮涌動(dòng)。一個(gè)技術(shù)領(lǐng)航、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖徐徐展開。
C919大型客機(jī)是中國(guó)首次按照國(guó)際通行適航標(biāo)準(zhǔn)自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的噴氣式干線客機(jī)。在C919大型客機(jī)的研制過(guò)程中,中航西飛承擔(dān)了機(jī)體結(jié)構(gòu)約50%的研制裝配工作,成為C919大型客機(jī)成功“落地”的主力軍。
C919大型客機(jī)
中航西飛這次同樣承擔(dān)了C919大型客機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)最為復(fù)雜、制造難度最大的部件——機(jī)翼、中機(jī)身(中央翼)等6個(gè)工作包的研制任務(wù),并且是其核心部件翼盒的唯一供應(yīng)商。
中航西飛技術(shù)團(tuán)隊(duì)利用零件自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),簡(jiǎn)化工裝夾具,在國(guó)內(nèi)外數(shù)控加工領(lǐng)域首次提出并實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力可調(diào)多面燕尾槽裝夾方法,成功申請(qǐng)了機(jī)翼長(zhǎng)桁夾具數(shù)控加工嵌入式零件壓緊方法和壓緊裝置的專利。這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)桁零件的專業(yè)化數(shù)控加工,可加工多種截面的直長(zhǎng)桁、折彎長(zhǎng)桁、非展開的長(zhǎng)桁及緣條類零件。大型復(fù)雜薄壁零件的數(shù)控加工需要控制零件的變形。對(duì)大飛機(jī)十幾米整體壁板進(jìn)行加工,極易產(chǎn)生不可控變形。用傳統(tǒng)工藝加工方法工序煩瑣,成本大幅增加,自主創(chuàng)新是唯一出路。技術(shù)團(tuán)隊(duì)以應(yīng)力測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù),綜合數(shù)值模擬、理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證,全面研究毛坯內(nèi)應(yīng)力和切削殘余應(yīng)力釋放以及再分布對(duì)加工變形的影響。技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)性地提出開設(shè)環(huán)形應(yīng)力槽,通過(guò)優(yōu)化工藝路徑和裝夾方案,實(shí)現(xiàn)了大型復(fù)雜薄壁零件的精確穩(wěn)定性生產(chǎn),保證了零件的高精度、長(zhǎng)壽命等性能要求。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)舉一反三,將此方法推廣到其他類型零件加工制造中。他們投身于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),調(diào)研其他類型零件裝夾痛點(diǎn),發(fā)明了多項(xiàng)專利,逐一實(shí)現(xiàn)了機(jī)身框、機(jī)翼加筋壁板、機(jī)翼肋等典型航空結(jié)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力可調(diào)多點(diǎn)裝夾及隨形裝夾,極大地提升了我國(guó)飛機(jī)數(shù)字化制造水平,使中航西飛在大飛機(jī)加工技術(shù)方面走在了國(guó)際前列。
圍繞重點(diǎn),攻堅(jiān)克難,多項(xiàng)技術(shù)取得突破性進(jìn)展。中航西飛技術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的技術(shù)成果《大型復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)的多柔性匹配切削制造技術(shù)及應(yīng)用》榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),這一技術(shù)成為實(shí)至名歸的新一代航空高精尖制造的“左膀右臂”。應(yīng)用此技術(shù),制造精度成倍提高,零件合格率高達(dá)100%,極大地提高了我國(guó)大飛機(jī)生產(chǎn)的年產(chǎn)量。中航西飛的技術(shù)成果不僅應(yīng)用于C919、AG600飛機(jī),還應(yīng)用于“新舟”700、波音737-700、737MAX等飛機(jī)零件的數(shù)控加工。
無(wú)愧使命,勇毅前行,中航西飛連續(xù)為“航空?qǐng)?bào)國(guó)、航空強(qiáng)國(guó)”再立新功。2022年,中航西飛申請(qǐng)科技成果鑒定11項(xiàng),獲得各類科技獎(jiǎng)勵(lì)20項(xiàng),申請(qǐng)專利222項(xiàng),開展科研課題研究150余項(xiàng),連續(xù)四年多個(gè)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目獲批航空工業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化獎(jiǎng)勵(lì)。