当前位置: 金沙澳门官网网址cow > 科学研究 > 正文

C919飞机起落架终于可国产,一下砸出C919钛合金脊

时间:2019-11-29 16:06来源:科学研究
英国《防务新闻》2004年2月26日报道,加拿大Heroux-Devtek公司--主营飞机部件制造近日被洛克希德·马丁公司选中,为F-35联合攻击机设计和制造飞机部件和装配件。Heroux-Devtek公司的航空结

英国《防务新闻》2004年2月26日报道,加拿大Heroux-Devtek公司--主营飞机部件制造近日被洛克希德·马丁公司选中,为F-35 联合攻击机设计和制造飞机部件和装配件。Heroux-Devtek公司的航空结构分部负责生产43种不同的部件,而起落架分部负责研制和制造8种不同式样的起落架舱门锁配件。目前已签订的合同额估计1050万美元,其中包括JSF系统研制与演示验证阶段的480万美元和SDD阶段后10年的570万美元;潜在合同额8830万美元,其中小批量生产阶段的1330万美元和大批量生产阶段的7500万美元,合同可持续至2026年。

  “二重所供的C919产品除起落架外,还有130余项产品,都是关键的重要部件。”二重万航模锻有限责任公司模锻厂副厂长齐占福介绍,C919国产大型客机于2008年开始研制,光是起落架,从最初的预研到最终形成产品,二重走过了艰苦的攻坚克难过程。通过持续科技攻关,起落架终于在二重诞生。

图片 1

英国《防务新闻》2004年2月23日报导:古德里奇公司的起落架、作动系统和除冰工作组最近都通过了F-35技术开发的里程碑。起落架工作组完成了关键设计评审过程。为罗·罗公司的升力风扇开发除冰系统的工作组已经完成初始硬件设计。此外,为F-35飞机的武器舱门驱动系统开发的第一个发展型旋转式齿轮作动器也已经完成。在初始系统开发及验证阶段,古德里奇公司负责F-35起落架硬件和起落架系统集成。最近古德里奇公司成功地实施了常规起降型及短矩起飞垂直着陆型的关键设计评审。参与评审的代表有:古德里奇公司的起落架工作组、洛克希德·马丁公司、美国空军项目办公室、美国海军项目办公室、赖特帕特森航空实验室、希尔空军基地和古德里奇公司其它起落架系统合作伙伴。这次评审促进了设计阶段向制造阶段的转换。首架F-35常规起落型前起落架系统计划于2004年8月交付给洛克希德·马丁公司。古德里奇公司已经收到用于生产前起落架的所有锻件,并已经在田纳西州的塔拉霍马起落架工厂开始制造最复杂零件的试验件。第一架CTOL的主起落架系统计划于2005年2月交付给洛克希德·马丁公司。古德里奇公司将于几个月后进入第三个F-35型别,即CV型的详细设计阶段。古德里奇公司还与罗·罗公司一起为F-35的STOVL型提供升力风扇除冰系统。古德里奇公司是于2002年5月获得这份合同的。这套除冰系统是为满足F-35 STOVL的独特需求而开发的。随着初始硬件设计工作的完成,系统鉴定试验正在进行,还将在古德里奇公司冰风洞进行现场评估。古德里奇公司位于英国伍尔弗汉普顿的作动系统工作组是诺斯罗普· 格鲁门公司集成系统分部(洛克希德·马丁公司F-35小组的主要成员)的子承包商,于2002年2月被授予了一份为期6年的合同,负责开发适合所有型别的武器舱门驱动系统。合同包含项目的初始系统开发和验证阶段。最近,公司的工程师们完成了第一个发展型作动器的装配工作,该作动器打算用于概念验证试验,并且正在计划从概念设计阶段转向制造阶段。第一个客户硬件计划于2005年2月交付。在开发F-35武器舱门驱动系统时,古德里奇公司小组必须考虑独特的技术需求。F-35是一种隐身飞机,并且为使雷达信号达到最小,已经设计为内部装载武器。因此,武器舱门的开关速度要极快以避免敌方雷达发现。另外,系统必须能够在超声速环境下操作。除了起落架系统、武器舱门和防冰系统外,古德里奇公司还提供作为F-35燃油测定系统一部分的燃油量测定部件和相关的配线。

  罗恒军介绍,光一个起落架,就提升了C919大飞机材料2%左右的国产化率,外人并不知道7年的艰辛。“光在实验阶段,就制造了30件起落架。”但这种航空工业生产能力的实现也带来了可以预见的效益。“仅按目前C919拥有的570架订单计算,我们为C919提供的一系列锻件就能实现60亿元左右的总收益。”

关于中国的起落架,有着一个军迷们听着辛酸的故事,这个故事就是歼10飞机欲外购起落架而被外方奚落,最终自力更生实现量产的故事。这一段歼10战机研发过程中的一个小插曲,没想到对中国航空产业来说却具有着非同一般的意义。

  85后班组长: 听到机器撞击声心潮澎湃

就目前起落架钢材使用现状来看,美国的300M钢使用范围较广,美国的300M钢是在4340钢的基础上发展而来的,4340采用的焊接方法制造,而随着大型压气机的发明,起落架不再经焊接方法制造,而采用整体锻件制造工艺,300M钢就是1952年由美国国际镍公司研发,并采用整体锻件制造工艺制造而成,其性能十分优异,强度在1900MPa~2100MPa,相当于20000个大气压。300M在制造成功后,从1964年开始,C-5A银河大型军用运输机起落架就开始采用300M钢制造,迄今为止,美国90%以上的军民用飞机起落架材料都是300M钢。

  都是“四川造”

就我国而言,对于起落架特种钢的研究开始很早,先后发展了三种主要的低合金超高强度钢,最具有代表性的就是我国早起研发成功的30铬钢,其被使用在强五和歼八的起落架上,后由于质量不足而被淘汰,80年代在其基础上发展了40铬钢。2009年,我国宝钢特钢集团开始了300M超高强度钢的研制攻关,并于2017年成功通过了供应商认证。300M钢的国产成功,无疑使得我国又摆脱了一大对外依赖。

  7年磨一剑

图片 2

  对C919的每一个部件,罗恒军都有着深厚的感情。“每一个部件都像我的孩子一样,这些都凝聚了我们团队的汗水和心血,我是看着它们生产出来的。”

起落架是飞机的关键部件,又称为飞机的腿脚,其是唯一能够支撑整架飞机重量的部件,无论飞机起飞还是降落,其都是支撑飞机的唯一部件,尤其是在飞机降落阶段,其承载的载荷不仅仅来自机身重量,还有飞机垂直方向的巨大冲力。因此,起落架的材料强度必须十分优异,一般材料无法满足这一要求,只能依靠特种钢材才能满足需要。 为保证起落架能够承受巨大的载荷,起落架的材料必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗腐蚀等等条件。如此苛刻的要求,使得能够制造起落架的国家寥寥无几,这也是歼10起落架谋求外购过程中,对方漫天要价的原因。

  罗恒军,2008年西北工业大学材料加工专业硕士研究生毕业,原本有机会到国外读博士,但他却放弃了这一机会,选择到二重万航上班,从此和C919结下不解之缘。

除了美国以外,还有用于生产幻影、协和号等军用、民用飞机起落架的法国35NCD16钢,前苏联苏联五十年代初也研制了成功了30XгCH2A钢,其后续被用在前苏联各种军用、民用飞机起落架的生产中。

  起落架提升材料国产化率2%左右

可见,只有切肤之痛才能逼着自己搞研发,起落架是一例,国产芯片也将是一例。按道理说,世界贸易的发展,使得经济全球化大势所趋,每个国家无需生产所需的一切,互通有无本来就是商业兴起的原因。但是,个别国家贸易保护主义的兴起,以及维护一己私利,靠讹诈发家的某些西方国家逼迫着我们必须走自立更生的道路。从起落架事件可以看出,芯片事件不过是我国芯片产业发展的插曲,未来我国一定能够生产出一流的芯片,再一次让世人目瞪口呆!

  此外,机翼是飞机的重要部件之一,主要作用是产生升力,机翼的翼梁是承受弯矩的唯一构件。翼梁由上、下缘条和腹板组成,上、下缘条以受拉、受压的方式承受弯矩载荷,要求标准非常高。

近日,澎湃新闻从上海航展上了解到一条振奋人心的消息,由我国宝钢特钢有限公司研制生产的300M超高强度钢已经获得了中国商用飞机有限责任公司以及德国利勃海尔集团的认证,今后宝钢将为中国的C919大飞机以及后续的C929宽体客机提供起落架产品,这无疑又将C919的国产化往前推进了一步。

  “当时C919大飞机正处于起步阶段,我刚好赶上了。”据介绍,两年后他的女朋友也来到了二重万航,和他一道开始参与C919等型号飞机部件的研发和制造。后来两人组建了家庭,并有了儿子。

  这台大型模锻压机,是航空、航天、石油、化工、船舶等领域所需模锻件产品的关键设备。8万吨大型模锻压机作为“国之重器”,2003年申请立项之后,中国二重开始了10年的追梦历程,在吸收、消化、再创新的基础上,研制出8万吨大型模锻压机,使中国成为拥有全球最高等级模锻装备的国家。

  C919首飞当天,他也受邀参加首飞仪式,飞机起飞后,从他头上飞过。“抬头看着飞机冲上蓝天,心情特别激动,有一种想哭的感觉,很有成就感。”

  “这台8万吨大型模锻压机,相当于13层楼高。”二重万航C919型号总师罗恒军介绍,该模锻压机地上27米高,地下还有15米,总高42米,重约2.2万吨,单件重量在75吨以上的零件68件。迄今为止,国外仅有美国、俄罗斯、法国3个国家有类似设备,这些国家的最大锻造等级为俄罗斯的7.5万吨,而我国的达8万吨。“压机尺寸、整体质量和最大单件重量,均为世界之首。”

  据介绍,下一步,中国二重还将同德国利勃海尔公司合作,推进ARJ21支线飞机、A350空客飞机、庞巴迪C系列飞机起落架系统用锻件等其他项目,在航空零部件锻件加工、智能化制造等方面开展合作。

  二重万航为成都商报记者独家模拟演示了模锻压机锻造C919飞机起落架关键锻件——主起外筒的过程。只见在操作师娴熟的操作下,机械手从高温箱里缓慢夹起一个类似Y字形状的锻件,它浑身散发着橙色的光,一股热气袭来,随即,机械手将其送至10多层楼高的模锻压机的锻压台。“轰”的一阵响声之后,锻压台面合拢,伴随着不断飞溅的火花,一簇火团从缝隙中“哗”地蹦了出来。

  大国工匠

  在生活中,朋友知道罗恒军参与了C919部件的制造,很多人会问“你敢乘坐C919 吗?”“答案是肯定的。”罗恒军介绍,不仅他自己会乘坐C919,还会让自己的儿子乘坐。“我告诉儿子,坐C919一定坐机翼位置,这些部件是老爸做的。”

  每一个部件都像孩子一样

  同时,压力高达8万吨的模锻压机也远非一个人就能进行生产操作,除了廖利自己作为主操作手操作锻压机,外面还需要4~5个班组同事进行密切配合,负责装料、出料、辅助摆料、型腔观察等流程。“不过操作这么大的机器,特别是听到强烈的撞击声,内心非常澎湃。”

  130多个部件

  廖利表示,作为一个模锻工,自己之前对自己一手生产的锻件,并没有太强的感觉。但自从正式给C919锻造锻件后,想到自己生产的锻件能装到国产大飞机上,便觉得意义非凡,很骄傲。“这是我们中国自主研制的大飞机,并且锻件是从我们手上交出去的,能给这样一个伟大的工程贡献一份自己的力量,我们在内心深处还是很自豪的。”

  廖利介绍,虽然技术团队前期的论证和准备都做得非常充分,达到一定要求,才会让一线车间开始试制,但现场实操和技术团队的理论还是有差异的,一线车间会根据实际操作的结果,给技术团队反馈一些意见,据实做一些修正,进行相互探讨,实现工艺改进。整个锻造过程远没有外界想象的那么简单。

  成都商报记者在二重万航大型压机车间里看到,一台巨型“重器”赫然摆在车间中间位置。这正是为大飞机生产制造大型锻件、有“锤八万”之称的大国重器——8万吨模锻压机。

图片 3  资料图:大型设备正在加工C919钛合金零部件

  操作人员目不转睛地盯着锻压台,锻压台台面缓缓张开,一个用于C919飞机起落架的,宽1.2米、高2.8米、重达1.6吨的大型重要锻件——主起外筒就诞生了,整个过程3分半钟,但锻压成型只需要几秒。主起外筒再和另外锻造的1.5米长、1.4米宽、重达700多公斤的主起活塞杆连接,就基本构成了一个完整的C919起落架。

  2010年,中国二重与德国利勃海尔合作。作为国产C919大型客机的起落架系统总集成商,利勃海尔对产品的稳定性、一致性和批量交付能力都提出了高标准和高要求。

  整个演示和锻造过程说起来很简单,但在飞机起落架主起外筒等关键部件一锤定型的背后,二重万航却整整走过了7年的攻坚克难历程。“从2010年项目上马、开始研制到持续攻关,再到今年C919首飞成功,7年来虽然一路不易,但我们也形成了自己高水平的民航工业生产能力。”

图片 4  资料图:大型设备正在加工C919钛合金零部件

  后来,德国专家也服了中国人的干劲,主动帮助二重万航改进工艺,提高制造水平。到目前,中国二重已经提供了5套合格的起落架。

  1.6吨大型锻件 “锤八万”一锤定型

 

  “如果说以前生产锻件需要千锤百炼,那么有了8万吨大型模锻压机,则可以一锤定型。”中国二重副总工程师陈晓慈形象地比喻,该锻压机通过强大的压力作用,使性能普通的金属材料在模具内流动,细化内部晶粒,实现大型模锻件的整体精密成形,这些金属材料可以成为飞机的“骨骼”——框梁,可以成为发动机的“脊柱”——涡轮盘,可以成为油田的“血管”——输油管三通等。陈晓慈将运行原理比喻为“压月饼”,通过液压传递能量形成压制力,并解决一次性成型问题。

  “以大型关键锻件起落架的主起外筒为例,它的摆料非常困难,因为件比较大,又属于异形件,需要班组成员间相互配合,才能非常精准地把料放进模具型腔里,稍微有偏差,都很难保证锻造件的完美成型。大件和不规则件对操作的精度和难度都有相当高的要求。”廖利说。

  这些功绩,也离不开一群在幕后默默奉献的大国工匠,是他们的付出,才顺利给飞机安上 “翅膀”。

  为争一口气,在二重万航,由10多名学材料出身的研究生组成的团队攻坚克难,推进研制工作。此外,还聘请了一名俄罗斯专家和一名奥地利专家参与技术攻坚。

  包括C919大飞机的起落架、上下缘条、发动机吊挂、垂尾等130余项锻造件,都来自二重万航,这些功绩离不开服务大飞机生产、有“大国重器”之称的8万吨模锻压机。

  廖利表示,自己2009年从四川工程职业技术学院锻造专业毕业,毕业后不久,就开始接触和从事C919部件的锻造。“所以既是自己见证了二重C919部件锻造工程的历程,也是整个工程陪伴了自己的成长。”

  “我们生产起落架,相当于给飞机安上腿;生产上、下缘条锻件,相当于给飞机安上翅膀。”罗恒军介绍,起落架在飞机安全起降过程中,担负着极其重要的使命。起落架是飞机起飞、着陆、滑跑、地面移动和停放所必需的支持系统,是飞机的主要部件之一,“它的性能直接关系到飞机的使用和安全。”

  除了起落架,用于连接机翼和机身的钛合金上下缘条锻件等130多个部件,都出自二重万航。

  廖利,二重万航模锻车间8万吨模锻压机班组长,这个1987年生的年轻班组长,操作着世界上最大的模锻压机,为C919锻造出了30~40个关键部件,包括C919起落架、连接机身和机翼的上下缘条锻件等关键部件等。

  5月5日,C919一飞冲天,我们耳熟能详的“四川造”元素,有成飞民机的机头,有位于成都的中电科航空电子有限公司担纲的通信导航系统等等。这些是C919“四川造”元素的标准代表,但绝非是“四川造”的全部,四川还有很多幕后团队一直在为C919默默无闻地奉献着。位于德阳的中国二重万航模锻有限责任公司(简称二重万航)就是其中之一。

  “刚开始,德国人认为中国人制造能力不行,所以任何一个环节都非常严苛,非常挑剔。项目上马3年,审核都没通过,一些年轻人都打退堂鼓了。”罗恒军回忆,合作初期让他印象最深的,是德国专家的看法。“德国现在提的是工业4.0,这些德国专家对中国制造的印象还停留在上世纪八十年代。”

  “C919飞机结构是否坚固,中国二重的生产配件很重要。”罗恒军介绍,为了保证飞行安全,每一个部件都是精益求精,中国二重的工匠精神也在这些工程中一一得到体现。

  罗恒军坦言,近期他们团队的目标,是实现大飞机窗框锻件的国产化。“希望在不久的将来,在大飞机上,可以通过中国人自己制造的窗框看外面的风景。”

  大国重器

  发动机吊挂也是飞机的重要部件,在飞行时要承受较大的发动机载荷,并传递发动机推力到机翼,吊挂的强度和刚度性能,直接关系到飞机的整机安全。

  经过长达3年的民航体系改进和2年的产品工程验证,满足国际适航要求的国产材料锻件制造体系终于建立起来了。2015年年底,中国二重生产的起落架在德国通过了中国商飞公司和德国利勃海尔公司组织的评审,可以装机使用。“那一刻才找到那么一点点成就感,觉得自己干了一件有意义的事情。”

  但当时的标准和精度也的确非常高,“在材料控制上,一个起落架主起活塞杆重700多公斤,在下料的时候,正负不能超过5公斤,超过这个参数,就是废品。”

  “时间紧,任务重,经常为这个事情着急上火,我还因此生病。”那段日子,对罗恒军和他们团队来说都是煎熬。

 

  罗恒军介绍, C919起落架系统,是由国际知名供应商——德国利勃海尔做总系统集成。利勃海尔作为全球知名起落架供应商,产品在加拿大庞巴迪C系列客机、巴西航空工业公司E系列客机以及A350等客机上,已有成熟的应用和技术验证。

  近日,成都商报记者获得特许后,走进二重万航神秘的C919锻件车间,了解大国重器如何操作,寻访C919关键锻件锻造和那些大国工匠背后不为人知的故事。

  廖利告诉记者,“给C919锻造部件的时候会有一种很特别的感觉,所有的东西在锻造的时候都活了起来,因为我能感知到它的意义。比如我知道这个东西是插在飞机‘翅膀’上的,这个是安在飞机‘腿’上的,所以形象刹那间就生动了起来。”

图片 5  资料图:大型设备正在加工C919钛合金零部件

 

  “5月5日,我们也看了试飞直播,当时飞机的起落架一直没收起来。看到飞机高速滑行后腾空的一瞬间,我们顿时热泪盈眶。在大家欢呼这是我们生产的锻件的同时,作为一线工人,我们也瞬间想到和技术团队一起攻关的日日夜夜,感觉非常不容易。”

  二重万航C919型号总师:

编辑:科学研究 本文来源:C919飞机起落架终于可国产,一下砸出C919钛合金脊

关键词: