十年磨砺 航空骄傲——航空工业所属单位参与C919项目综合报道
2017-05-08
在C919飞机历时9年的研制过程中,航空工业30多家单位全面参与了C919飞机在机头、机身、机翼、机载系统、发动机等方面的研制工作,航空工业成飞、西飞、沈飞、洪都等单位分别承担了C919飞机的机头、机身、机翼等绝大部分机体结构件的研制工作,为C919飞机的成功首飞做出了突出贡献。
5月5日,C919国产大型客机首架机成功完成首飞,这是我国历时多年的国产大型客机研制工程中一个重大的里程碑。研制C919大型客机是一项国家任务,中国航空工业作为我国航空制造领域的国家队,在该机的研发和制造中担当着主力军的角色。在C919飞机历时9年的研制过程中,航空工业30多家单位全面参与了C919飞机在机头、机身、机翼、机载系统、发动机等方面的研制工作,航空工业成飞、西飞、沈飞、洪都等单位分别承担了C919飞机的机头、机身、机翼等绝大部分机体结构件的研制工作,为C919飞机的成功首飞做出了突出贡献。C919飞机的成功首飞,是其型号研制过程中的重大节点,而从首飞到交付,再到以后飞往全世界,还有很长的路要走。航空工业将一如既往支持C919项目,为国产大型客机放飞蓝天做出更大的贡献。
航空工业西飞
C919大型客机对标国际最新适航标准,实行主制造商—供应商模式。在主制造商中国商飞的统一部署和协调下,航空工业西飞作为主供应商,承担了飞机机体结构中设计最为复杂、制造难度最大的部件——机翼、中机身(中央翼)等6个工作包的研制任务,任务量约占整个机体结构的50%。漫漫7年多的研制求索攻坚路,航空工业西飞攻克32道技术拦路虎,创造了许多个第一和新高。一是促我国大飞机机翼设计制造技术达到发达国家新一代飞机先进技术水平。二是公司对先进新航材的综合运用、加工技术能力得到提升和锻炼。三是公司引进建立柔性装配系统,装配生产线从自动化向智能化制造跃进了一步。四是公司在大部件异地协同制造、协同创新、集成创新方面进行有益尝试。
航空工业沈飞
航空工业沈飞承担着C919大型客机后机身、垂直尾翼、发动机吊挂、APU舱门等机体结构研制工作。
C919大型客机广泛应用新材料、新工艺、新技术,后机身的主要零件(如后压力框腹板、后机身蒙皮等)制造工艺十分复杂;垂尾主要采用复合材料自动铺带工艺,在国内民机项目中是首次应用;吊挂基本为钛合金机加,零件设计也十分复杂,加工难度极大。
沈飞先后突破了“大曲率复合材料加筋壁板无褶皱铺贴”、“大曲率复合材料壁板Ω形长桁共固化技术”、“复合材料自动铺带技术”、“复合材料热隔膜成型技术”等多项关键技术,完成了“复合材料及铝合金夹层结构精密制孔技术”攻关,掌握了从手工精密制孔到自动化精密制孔的一系列刀具选择指标、切削参数等关键核心技术。
为了确保C919大型客机的高可靠性、长寿命的要求,提高飞机装配的协调准确性,提高铆接装配的质量,公司建设了自动装配生产线,功能包括自动定位、自动制孔、自动安装紧固件、精加工、自动检测、制造数据接口等,技术水平达到国际先进水平。截至2017年4月,沈飞已完成101架、102架、01架后机身、垂直尾翼、发动机吊挂、APU舱门等各工作包的科研生产工作,为C919飞机的科研工作的顺利开展贡献自己的力量,为后续的远程宽体客机的研发奠定基础。
航空工业成飞
航空工业成飞承担了C919大型客机机头的研制生产制造任务。机头工作包生产任务从距坐标原点3623mm的雷达罩到与前机身对接的FR24框11001mm,全长共7378mm,包括驾驶舱、雷达舱、前起落架舱、RAT舱、电子/电气舱、前服务舱、登机门、服务门及机头系统等。2013年11月,成飞与成飞民机公司签订了《关于国内民机项目分工界面的协议》,明确成飞主要职责:负责所分工的零件/工装的设计、制造、原材料采购和所有材料的入厂复试工作等。研制批投产8架份机头,分别是01、02、101~106架。机头零件于2013年3月开始投产,2014年7月,首架101架机头部段顺利完成总装下线,同年9月正式交付中国商飞。2015年8月,102架机头部段交付,同年9月01架机头部段完成交付。
C919机头采用承载式风挡设计,风挡参与受力,减轻了飞机整机重量,提升了飞机结构承载效率,飞机机头驾驶舱采用了宽视窗设计,相对空客A320、波音737飞机的6块风挡玻璃,感觉就是一个全景天窗,为机组提供了非常宽广的视野,流线型的设计使得飞行阻力更小更加省油。
目前,航空工业成飞/成飞民机编号101架、102架飞机机头已交付中国商飞,根据研制任务的安排,今年还将交付2架份机头,研制批完成后,年生产能力将达到20架飞机机头。
航空工业洪都
作为C919大型客机项目前机身/中后机身供应商,航空工业洪都与沈飞、成飞、西飞等一起承担大飞机主供应商的责任。由航空工业洪都研制的前机身部段包括前段客舱、前货仓和再循环风扇舱,是由蒙皮、客舱舷窗、客舱地板和承力部件等构成的筒状结构部段,包含1600多项零件,涉及近2000项工装。中后机身部段全长9.5米、高4米,共由9块壁板组成,是由蒙皮、客舱地板和承力部件组成的筒状结构部段,涉及4000余项零件。这两个部段都采用了以铝为基、加入适量锂的第三代铝锂合金材料制造,在国内民机应用上属首次。
结合C919飞机型号研制涉及的新材料、新工艺、新设备,洪都组织开展了铝锂合金喷丸强化、铝锂合金型材滚弯成形、铝锂合金型材热压下陷制造、蒙皮镜像铣切加工、铝锂合金蒙皮喷丸校形、超大蒙皮拉型制造、轴承粘接等关键技术研究,为C919飞机研制提供技术储备及保障。
航空工业昌飞
航空工业昌飞2009年参与C919大型客机的研制,凭借公司多年来在钛合金机械加工、复合材料成型以及数字化装配等领域取得的技术优势和丰富经验,取得了C919机体结构“前缘缝翼”和“后缘襟翼”两大工作包的研制工作,这也是C919机体结构件中加工装配难度最大的工作包之一。
昌飞公司承担的C919大型客机的前缘缝翼、后缘襟翼工作包主要有4架份,其中铁鸟试验件1架份、本机件3架份。同时还承担了千余件襟翼许用值摸底试验件、襟许用值试验件的制造以及4项关键技术攻关课题等任务。
昌飞公司依托数字化生产平台,对项目的研制进行了全面管控。结合详细的WBS研制计划,配合中国商飞开展并行作业,先后完成了工艺审查、工艺准备、生产准备、材料采购及特种工艺审核等工作。针对项目研制过程中大型钛合金零件加工、高精度复合材料成型等工艺难题,昌飞公司成立了专项课题进行攻关,均得到圆满解决,为相关产品的制造扫清了障碍。
2011年,昌飞公司相继通过了中国商飞组织的质量体系认证、特种工艺审核等工作,正式转入零件试制生产阶段。2013年底,前缘缝翼、后缘襟翼的铁鸟试验件顺利完成了制造及交付。千余件襟翼许用值摸底试验件也于同年保质保量圆满完成。2015年,昌飞公司开展了千余件襟许用值试验件的制造以及前缘缝翼、后缘襟翼本机件的研制工作。按照计划节点,前者已于2015年底完成,后者已于2016年3季度交付。
航空工业哈飞
作为C919大型客机机体结构的主要制造商之一,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大部件的研制任务。
从2012年至2014年底,在C919机身初步设计与详细设计阶段,哈飞同步开展了样机平尾盒段件制造、并行工艺设计、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。
C919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。在首架机研制过程中,哈飞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,很好地满足了制造规范和适航验证。历时近两年,哈飞先后交付了101架机翼身整流罩、前起落架舱门、主起落架舱门。为C919客机总装下线奠定坚实基础。
2016年,哈飞按照中国民用航空华东地区管理局要求,对复合材料构件进行了工艺能力验证试验(PPM)。经过8个月的努力,哈飞先后完成了垂尾部段长桁和垂尾部段壁板PPM验证,并通过局方审核,标志着航空工业哈飞成为垂尾部段取证构型架次及后续架次唯一供应商。
航空工业计算所
航空工业计算所在C919大型客机项目中承担了两项完全自主研制的产品——信息系统通用信息处理计算机和光电转换器,成为航电系统工作包中唯一一家国内供应商。
计算所在项目的研制过程中,严格按照国际民用飞机航电系统系统工程过程,从项目JCDP开始,陆续开展了JDP、计划、需求定义、概要设计、详细设计、产品实现等各阶段的研制活动。每个阶段都经过了用户评审,确保了产品的研制质量,有力地保障了C919大型客机的地面联试、装机联试和试飞试验。
特别是信息系统通用信息处理计算机(GIPC)项目,中国商飞要求GIPC产品提前装机试飞,计算所立即组织协调所内相关部门部署筹划,合理安排各项资源,克服重重困难,坚持“人停产品不停”的理念,在短短的5个月内,完成了产品从元器件订货到产品试生产、装机件正式生产、整机集成、产品试验、验收交付整个过程,最终在12月底完成了产品的交付,赢得了用户的信任。
航空工业直升机所
C919大型客机项目自2008年11月启动,航空工业直升机所即与中国商飞开展合作,先后派出30余名专业技术骨干到上海研制现场从事相关研发设计,在构型管理专项技术研究、标准文件编制、飞机后机身结构、强度、外翼金属壁板参数选型、后机身加筋壁板选型试验、X-1低速测力风洞试验模型、复合材料许用值摸底试验等多个关键技术领域担当主力,为C919项目的研发工作作出了极大贡献。
中航国际
中航国际参考转包项目建立的先进合格供应商体系及管理办法,借助通畅高效多元化的国际货运物流平台,利用多年来与海关的紧密合作及良好信誉,为成飞、成飞民机、洪都、沈飞等多家主机厂采购C919航材,涉及原材料、标准件、电子元器件等各种材料,包括难于进口的化工产品,保障了各主机厂的生产、制造和配套任务。
同时,中航国际充分利用中国海关总署针对C919进口航材的优惠退税政策,仔细整理各项进口材料的各项文件,与各关区海关及税务机关保持良好的沟通,帮助各主机厂完成退税工作,为国产大飞机C919的研制、生产和制造节省了大量成本。
未来,中航国际将会将各主机厂C919项目的采购需求集中起来,以大数量换取供应商的优惠价格,并利用保税区库房进行材料的仓储和配送,以更加高效有力的方式继续支持国产大飞机C919项目。
航空工业起落架
作为C919大型客机起落架系统供应商,航空工业起落架与利勃海尔公司携手为中国商飞提供高质量、高标准起落架系统,为国产大型客机振翼腾飞提供了有力支撑。
自2011年航空工业起落架和德国利勃海尔宇航公司签署合资合同,双方合作进入实施阶段之初,航空工业起落架发挥专业优势,提前介入项目研制,组织专业技术骨干,赴德国与利勃海尔公司开展起落架系统联合设计。并在此后的几年时间里,双方充分利用各自的技术、经验、市场和成本优势,共同承担C919大型客机起落架系统的研制、生产、取证、售后服务。航空工业起落架凭借“打造高质量飞机起落架,为国产大飞机装上一副健壮而有力的腿”的信念,集中优势力量,经过一系列卓有成效的专项技术攻关、技术革新、工艺验证与制造,按照要求顺利完成任务,准时优质交付起落架系统,助力国产大型客机放飞蓝天。
航空工业航宇
航空工业航宇是我国专业从事战斗机防护救生装备的高科技企业,此次为C919大型客机首飞配套救生类产品,是公司总部首次与民用、商用飞机公司合作,也是公司第一次将救生类产品推广到民航飞机上使用,第一次涉足民用航空救生产品这片蓝海。航空工业航宇为C919配套的救生类产品有救生伞、救生船、救生衣、保护头盔等。为做好安全防范措施,航空工业航宇还配合C919首飞机组和试飞工程师开展了理论培训和应急逃生演习,在01驾机上协助机组成员进行了救生伞、保护头盔的穿戴调节。
此次C919民用飞机的紧急任务与传统军用产品、项目有较大差异,除部分货架产品外,其余均需要针对C919飞机重新研制开发或在现有产品基础上进行更改。
中航国际ARITEX公司
中航国际ARITEX公司作为国际航空制造领域自动化生产线的集成供应商,在C919飞机的研制过程中,总共为中国商飞提供了4条大部件自动化生产线,分别是中央翼盒生产线(2条)、水平尾翼生产线和垂直尾翼生产线。
ARITEX公司提供的中央翼盒及平尾生产线,采用了国际先进的自动化装配技术,其中平尾生产线至今已完成3架份的部件生产。在C919研制过程中,中央翼盒和平尾生产线集成了自动运输系统与自动钻铆技术,使机身壁板及平尾翼盒的自动钻铆率达到90%以上。此外,在对接站位中通过最佳拟合技术、数字化测量系统,实现了左右平尾对接时的自动调姿和对合。这个技术的成功应用在国内尚属首次。
在垂直尾翼生产线上,除了ARITEX公司自动钻铆/钻铣设备、AGV自动引导小车等产品外,还集成了ARITEX公司优化后的型架地轨运输系统。该系统是基于ARITEX公司在汽车生产线上的经验及技术积累,在国际上亦属首次应用。该条生产线目前正在航空工业沈飞民机现场进行安装调试,预计于2017年底正式投产使用。
在5月5日执行首飞任务的101架飞机上,平尾部件就是通过ARITEX公司提供的自动化装配线制造完成的,该平尾部件也是在C919整个研制过程中首个由自动化生产线下架的产品。
航空工业计量所
针对C919航电综合试验中建立的重大试验设施“航电系统集成验证平台”的首检验收和使用要求,航空工业计量所突破了航空高速数据总线和数据网络时钟同步参数等试验系统现场校准的关键技术,用准确可靠的计量数据助力C919首架机下线后航电试验工作的顺利开展。
面向C919整机及大部件数字装配过程中的精准测量需求,计量所积极开展了大型数字化测量网现场快速布设及基准点测量精度评价、大部件异地生产关键工艺参考点测量与补偿等技术研究。进行了C919飞机总装机身成龙装配生产线测量基准点网精度的现场校准评价工作,并对C919前机身、后机身、机翼的首件试验段提供了现场测量验收。用准确可靠的计量数据,为C919首架机总体装配的一次性成功对接保驾护航。
航空工业电源
作为C919电源系统的牵头单位,航空工业电源与系统供应商UTAS进行紧密协同,与航空工业津电、贵阳电机等单位共同开展研制工作,进行了多轮次产品的设计改进,并根据验证需要投入多个状态的研发试验件,开展了大量的研发验证与试验工作,确保了系统集成试验件、系统首飞安全电磁兼容试验件和产品首飞安全试验件的交付。
航空工业新航
为保证C919大型客机顺利实现首飞,航空工业新航协调各方资源,攻克道道难关,完成鉴定试验程序(QTP)的编制及适航审签,并完成包括空气管理、燃油、液压3个系统在内的25项产品219项首飞安全试验及适航检查,设计及性能符合性声明(DDP)通过系统供应商、商飞、适航部门三级审批,圆满完成C919的首飞保障工作。
新航从2008年C919大型客机项目启动后就开始项目征询书(RFI)工作,这是新航首次与国外系统供应商合作、产品自主研发的民机型号科研工作,承担了空气管理、燃油、液压3个系统25项产品的研制,单机配套为86套。在项目研制中,新航严格按照国际民机AS9100、ARP4754A等体系进行研发,积极谋求技术突破,其中过滤装置可通过传感器实时监控滤芯的污染程度,起到健康诊断的功能;燃油单向阀突破了传统的单向阀设计理念,产品压降远远小于产品的打开压力,被派克及中国商飞称为“亚洲第一阀”。
航空工业金城进出口公司
航空工业金城进出口公司自C919大型客机项目启动伊始就全程参与,为航空工业南京机电提供国际商务、国际物流、航材进口等方面的支持。2015年,公司取得独立的AS9120航空质量体系认证,已与帕克汉尼芬、利勃海尔等商飞二级供应商签署三方协议,负责液压、燃油、环控等子系统相关部件的进出口物流服务,为南京机电、新航、汉胜等国内外厂家的提供进口航空原材料的供应链管理服务。
航空工业雷华电子技术研究所
在C919大型客机项目中,航空工业雷达所与美国罗克韦尔·柯林斯公司合作,共同为C919大型客机提供综合监视系统产品。双方于2013年06月03日在无锡成立合资公司——中航雷华柯林斯(无锡)航空电子设备有限公司,推动C919大型客机综合监视系统项目研发工作。
航空工业气动院
作为C919飞机风洞试验的主力,航空工业气动院从2010年9月至2015年2月期间,分别在FL-8低速风洞和FL-9低速高雷诺数风洞两座风洞完成了10余期C919飞机试验,累计试验天数200余天。
在风洞试验中,通过增压改变试验雷诺数,获得不同雷诺数对C919飞机低速构型气动特性的影响,为增升装置的优化设计及低速气动力数据修正工作提供参考;通过低速状态下平尾、升降舵、方向舵、副翼和扰流板的部件测力试验,获得复核作动器设计载荷校准数据,为操稳、飞控系统等专业的初步设计提供必需的原始依据;通过低速高雷诺数下机翼的失速分离特性试验,获得雷诺数效应、机翼典型剖面的压力和流态分布,优选出改善C919飞机失速特性的最有效的手段,获得了代价小收益大,失速特性明显改善技术方案。这一系列举措成功解决了C919飞机的诸多关键问题,为C919飞机选型和首次飞行试验成功提供了强有力的技术支持。
航空工业上电所
航空工业上电所作为C919项目的二级供应商,独立承担了DS工作包,即C919项目驾驶舱显示系统、网络交换机研发任务。驾驶舱显示系统在航空电子系统有着重要的地位,在CAAC、FAA适航规章中被列为A级系统,设计水平决定了驾驶舱人机交互效率,决定了飞机安全性水平。网络交换机负责各种飞机传感器数据的采集传输功能,是名副其实的飞机“神经系统”。
上电所研制的驾驶舱显示系统充分体现了驾驶舱现代化、自动化和智能化的发展趋势。从项目本地化视角来看,整个驾驶舱由上电所完成显示系统研发,实现了驾驶舱显示、控制技术自主可控和研发生产本地化,这是航空工业民机航电研制的一个全新高度。
航空工业安大
航空工业安大承接了C919大型客机项目的多项材料和锻件的研制任务。安大除了保证C919项目现有材料产品的工艺稳定以及抓牢成熟材料的研制任务外,在争取更多与C919项目相关的新材料的工程化应用技术研究项目的同时,密切关注其它支线飞机项目的进程,不断加大装机产品的研制领域。为提升为中国商飞配套工作的技术高度,安大还围绕商务飞机先期进行异型接截面环件辗轧、近等温锻、闪光焊、数值模拟以及大型复杂结构件成形等方面的技术预研,经过全体参研人员的攻坚克难、团结协作,取得显著成效,进而为商飞公司C919国产大飞机供应优质的锻件产品提供了强有力的技术支撑。
中航光电
中航光电为C919飞机提供了电子设备集成安装架共9项产品,并为中国商飞提供了机上客舱EWIS的敷设、安装和端接以及地面“三鸟”试验平台的EWIS系统的搭建等技术服务工作。融合多项创新的综合设备架更是以高精度的冷却风流量控制保障了机载电子设备的安稳运行。
中航光电为此次成功首飞的C919首架机供应的9项综合设备架产品,分布在前电子舱、中电子舱和后货仓等部位。这些电子设备对压力、温度、机械环境等的稳定性要求很高,如果出现散热不均匀等状况,有可能因过热造成故障,给飞机运行带来安全隐患。该产品融合了中航光电在流体力学、材料学、结构力学、电磁兼容、电气传输等学科为一体,研制过程中需要大量的计算、模拟和试验才最终定型。最终,该设备架以更小更轻量、流量精度高、环境影响小等多项优势,成功为C919提供配套。
航空工业测控所
航空工业测控所承接C919大型客机信息系统工作包中的电子飞行包,项目组成员在奋战半年的时间里奔波往返单位、中国商飞和祝桥生产基地,进行外场测试、跟飞,面对突发情况抢修、通宵联调,最终实现了电子航图功能(主要包括航路规划、首飞空域规划、定位导航)、电子文档浏览功能、主驾驶和副驾驶信息共享功能,全力保障C919首飞成功。
航空工业特种所
作为中国商飞主要机体供应商,航空工业特种所包揽雷达罩从设计、研发、制造、交付到客户服务的全产业链工作包。作为国内首架具有完全自主知识产权的干线客机雷达罩,C919大型客机雷达罩采用了多项新材料、新技术和新结构,在国际上处于领先地位。研制过程实现了四项国内第一:第一次在民机雷达罩上采用泡沫夹层结构,相对传统蜂窝夹层结构,电性能更优、使用维护更便捷、使用寿命更长,该技术处于国际领先水平;第一次实现全三维设计制造一体化,真正做到设计、制造同步规划,同步实现,提高了设计和制造的符合性和协调性,降低了研制成本,缩短了研制周期;第一个全状态复材结构取证构型的静强度适航验证试验项目,为中国民航局对C919飞机后续复材类适航验证试验的适航审查积累了信心;第一个建立了设计保证体系,成为国内唯一一家集设计、制造一体的机体结构供应商,有效保证雷达罩设计研发全过程与适航体系的全面符合。雷达罩静力试验是C919飞机首飞前第一个全状态复材结构取证试验。
航空工业津电
航空工业津电在C919大型客机上承担了防火系统、环控系统、电源系统3个系统中的8项机载产品的研制。特别是温度传感器产品研制过程对于时间常数的要求从负阶跃测试变更到正阶跃测试。测试方法的变更带来了制造过程更加严格的要求,通过不断优化工艺方法,最终突破了时间常数的严格要求,完成了产品的交付。
电源系统的蓄电池充电器产品的研制,开创了津电对航空电池充电器的专业分支,奠定了民用航空在国内该领域的领先地位。在研制过程中先后解决了充电器的电磁兼容和雷电防护设计问题,主蓄电池充电器输入电流单次谐波超标设计优化问题,飞控蓄电池充电器电池保温、故障检测和超温保护的设计问题,提高了产品性能;同时还完善了研发流程,形成了基于Mod dots的构型管理方法,有效地链接产品实物构型与设计构型文件之间的关系。
与之前津电承担的军机型号研制任务相比,这三项系统的管理、认证体系有着极大的不同,津电C919项目团队在没有任何参考的情况下,逐步探索、建立相关体系并将管理体系应用到产品研制中,取得了可喜的成绩。
航空工业凯天
作为C919飞机国内一级供应商,航空工业凯天为C919飞机提供了单机3台保障飞行安全的A级配套产品——大气数据加温控制器。该产品能在飞机穿越高空结冰区遭遇结冰风险时,根据飞机大气数据系统要求发出的加温指令,完成加温控制并输出加温状态信息,安全、可靠、高效地为大气数据探头除冰,确保其正常工作,保障飞机飞行安全。目前,除C919飞机外,该系列加温控制器还配套了“新舟”700、AG600等众多机型。
为满足C919飞机高标准需求,凯天在沉淀50多年深厚的航空机载设备设计制造经验基础上,充分发挥独有的大气数据系统专业技术优势和在适航管理上的丰富经验,以及大气数据测量建模等核心技术能力,完成了大气数据加温控制器的自主研制工作,并一次性顺利通过了中国民航局的制造符合性检查,取得了局方签发的适航批准标签。 |
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