據紅星新聞5月25日報道,5月5日 C919一飛沖天,我們耳熟能詳的“四川造”元素有成飛民機的機頭,有位於成都的中電科航空電子有限公司擔綱的通信導航系統,還有畢業於中國民航飛行學院的首飛英雄機組團隊。這些是C919“四川造”元素的標準代表,但絕非是“四川造”的全部,四川還有很多幕後團隊一直在為C919默默無聞地奉獻,位於德陽的中國二重萬航模鍛有限責任公司(簡稱二重萬航)就是其中之一。
一錘子下去一個飛機起落架已經成型 圖片來源:紅星新聞
紅星新聞記者了解到,包括C919大飛機起落架、上下緣條、發動機吊掛、垂尾等130餘項鍛造件都來自二重萬航。這些功績離不開一群在幕後默默奉獻的大國工匠,也離不開服務大飛機生產、有“大國重器”之稱的八萬噸模鍛壓機。是他們的付出,才讓飛機能順利安上 “翅膀”,在5月5日飛機穩穩高滑後,瀟灑地衝上雲霄。
重700多公斤C919起落架鍛件正在鍛造(二重萬航供圖)
近日,紅星新聞記者獲得特許後,獨家進入走進二重萬航神秘的C919鍛件車間,了解大國重器如何操作,尋訪C919關鍵鍛件鍛造和那些大國工匠背後不為人知的故事。
主起活塞杆在8萬噸鍛壓機上鍛造 圖片來源:紅星新聞
(一) 一錘定型
鍛造 C919飛機起落架主起外筒就像 “壓月餅”
c919的很多部件出自於這台被譽為大國重器的8萬噸模鍛壓機 圖片來源:紅星新聞
紅星新聞記者在二重萬航大型壓機車間裡看到,一台巨型“重器”赫然擺在車間中間位置。這正是為大飛機生產製造大型鍛件、有“錘八萬”之稱的大國重器——8萬噸模鍛壓機。
“相當於13層樓高,這是8萬噸大型模鍛壓機。”二重萬航C919型號總師羅恆軍介紹到,該模鍛壓機地上27米高,地下還有15米,總高42米,重約2.2萬噸,單件重量在75噸以上的零件68件,迄今為止,僅有美國、俄羅斯、法國3個國家有類似設備,最大鍛造等級為俄羅斯的7.5萬噸,而我國的達8萬噸。“壓機尺寸、整體質量和最大單件重量均為世界之首。”
這台大型模鍛壓機是航空、航天、石油、化工、船舶等領域所需模鍛件產品的關鍵設備。8萬噸大型模鍛壓機作為“國之重器”2003年申請立項,中國二重開始了10年的追夢歷程,在吸收、消化、再創新的基礎上,研製出8萬噸大型模鍛壓機,使中國成為擁有全球最高等級模鍛裝備的國家。
二重萬航為紅星新聞記者獨家模擬演示了模鍛壓機鍛造C919飛機起落架關鍵鍛件主起外筒的過程。
在操作師嫻熟的操作下,機械啟動,機械手從高溫箱裡緩慢夾起一個類似“Y”字形狀的鍛件,它渾身散發着橙色的光,一股熱氣襲來,隨即,機械手將其送至10多層樓高的模鍛壓機的鍛壓台。“轟”的一陣響聲之後,鍛壓台面合攏,一簇火團從縫隙中“嘩”地蹦了出來,伴隨着不斷飛濺的火花。
操作人員目不轉睛地盯着鍛壓台,鍛壓台台面緩緩張開,一個用於C919飛機起落架的,寬1.2米、高2.8米、重達1.6噸的大型重要鍛件—主起外筒就誕生了,整個過程3分半鐘,但鍛壓成型過程只需要幾秒。
主起外筒再和另外鍛造的1.5米長、1.4米寬、重達700多公斤的主起活塞杆連接,就基本構成了一個完整的C919起落架。
“如果說以前生產鍛件需要千錘百鍊,那麼有了8萬噸大型模鍛壓機則是一錘定型。”中國二重副總工程師陳曉慈形象地比喻,該鍛壓機是通過強大的壓力作用,使性能普通的金屬材料在模具內流動,細化內部晶粒,實現大型模鍛件的整體精密成形,這些金屬材料可以蛻變為飛機的“骨骼”———框梁,可以蛻變為發動機的“脊柱”———渦輪盤,可以蛻變為油田的“血管”———輸油管三通等。陳曉慈將運行原理比喻為“壓月餅”,通過液壓傳遞能量形成壓制力,並解決一次性成型問題。
(二)精益求精
“四川造”為C919插上“腿”和“翅膀”
大型設備正在對C919鈦合金緣條拔長 圖片來源:紅星新聞
除了一噸多重的起落架,用於連接機翼和機身的鈦合金上下緣條鍛件、用於連接發動機和機身發動機吊掛等130多個部件都出自二重萬航。
“二重所供的C919產品除起落架外,還有130餘項產品,都是關鍵的重要部件。”二重萬航模鍛有限責任公司模鍛廠副廠長齊占福介紹,C919國產大型客機於2008年開始研製,光是起落架,從最初的預研到最終形成產品,二重走過了艱苦的攻堅克難過程。通過持續科技攻關,起落架終於在二重“出生”。
“我們生產的起落架,相當於給飛機安上腿,上、下緣條鍛件,相當於給飛機連上翅膀。”羅恆軍介紹,起落架在飛機安全起降過程中擔負着極其重要的使命。起落架是飛機起飛、着陸、滑跑、地面移動和停放所必需的支持系統,是飛機的主要部件之一,“它的性能優劣直接關繫到飛機的使用於安全。”
此外,機翼是飛機的重要部件之一,主要作用是產生升力,機翼的翼梁是承受彎矩的唯一構件。翼梁有上、下緣條和腹板組成,上、下緣條以受拉、受壓的方式承受彎矩載荷,要求標準非常高。
發動機吊掛也是飛機的重要部件,在飛行時要承受較大的發動機載荷並傳遞發動機推力到機翼,吊掛的強度和剛度性能直接關繫到飛機的整機安全。
“C919飛機結構是否堅固,中國二重的生產配件很重要。”羅恆軍介紹,為了保證飛行安全,每一個部件都是精益求精,中國二重的工匠精神也在這些工程中一一得到體現。
(三) 7年鑄劍
一個起落架讓C919材料國產化率提升了2%左右
整個演示和鍛造過程說着很簡單,但在飛機起落架等關鍵部件一錘定型的背後,二重萬航卻整整走過了7年的攻堅克難歷程。“從2010年項目上馬、開始研製到持續攻關,到今年C919首飛成功,7年來雖然一路不易,但結果是我們也形成了自己高水平的民航工業生產能力。”
羅恆軍介紹, C919起落架系統是由國際知名供應商德國利勃海爾做總系統集成,利勃海爾作為全球知名起落架供應商,所出產品在加拿大龐巴迪C系列客機、巴西航空工業公司E系列客機以及A350等客機上,已有成熟應用和技術驗證。
2010年,中國二重與德國利勃海爾合作,作為國產C919大型客機的起落架系統總集成商,利勃海爾對產品的穩定性、一致性和批量交付能力都提出了高標準和高要求。
“剛開始,德國人認為中國人製造能力不行,任何一個環節都非常嚴苛,非常挑剔,項目上馬3年,審核都沒通過,一些年輕人都打退堂鼓了。”羅恆軍回憶,合作初期讓他印象深的事,則是德國專家最初的偏見,“德國現在提的是工業4.0,專家對中國製造的印象還停留在上世紀八十年代,覺得我們技術差。”
但當時的標準和精度也的確非常高,“在材料控制上,一個起落架主起活塞杆重700多公斤,在下料的時候,正負不能超過5公斤,超過這個參數,就是廢品。”
為爭一口氣,在二重萬航,由10多名學材料出身的研究生團隊攻堅克難,推進研製工作。此外,還聘請了一名俄羅斯和一名奧地利外籍專家參與技術攻堅。
“時間緊,任務重,經常為這個事情着急上火,我還因此生病。”說起那段日子,對羅恆軍和他們團隊來說都是煎熬。
經過長達3年的民航體系改進和2年的產品工程驗證,最終建立起滿足國際適航要求的國產材料鍛件製造體系,2015年年底,中國二重生產的起落架在德國通過中國商飛公司和德國利勃海爾公司組織的評審,可以裝機使用。“那一刻才找到有那麼一點點成就感,覺得自己幹了一件有意義的事情。”
他介紹,光一個起落架讓C919大飛機材料國產化率提升了 2%左右,外人並不知道7年時間的艱辛,“光在實驗階段,製造了30件起落架,現在都成了廢品,耗費了六七百萬。”但這種航空工業生產能力的實現也帶來了可以預見的效益。“只按目前C919擁有的570架訂單計算,我們為C919提供的一系列鍛件就能實現60億元左右的總收益。”
後來,德國專家也服了中國人的幹勁,改變了對中國製造的看法,主動幫助二重萬航去改進工藝,提高製造水平。到目前,中國二重已經提供了5套合格起落架。
據介紹,下一步,中國二重還將同德國利勃海爾公司合作,推進ARJ21支線飛機、A350空客飛機、龐巴迪C系列飛機起落架系統用鍛件等其它項目,在航空零部件鍛件加工、智能化製造等方面開展合作。
在羅恆軍看來,通過技術諮詢、技術服務、技術轉讓、技術培訓等多種方式,引進德國先進工藝技術並吸收和創新發展,提升中國二重航空模鍛件製造水平。
幕後人物>>>
87年生的班組長: 廖利
“能給這樣一個偉大工程貢獻一份力量,感覺很自豪”
廖利 圖片來源:紅星新聞
廖利,二重萬航模鍛車間8萬噸模鍛壓機班組長,這個1987年生的年輕班組長,操作他的世界上最大模鍛壓機,為C919鍛造出了30—40個關鍵部件,包括C919起落架,連接機身和機翼的上、下緣條鍛件等關鍵部件,都出自廖利之手。
廖利表示,作為一個模鍛工,自己之前對自己一手生產的鍛件,並沒有太強的感覺。但從正式給C919鍛造鍛件後,想到自己生產的鍛件能裝到中國自己的國產大飛機上,便覺得意義非凡,驕傲感很強。“這是我們中國自主研製的大飛機,並且鍛件是從我們手上交出去的,能給這樣一個偉大工程貢獻一份自己的力量,我們在內心深處還是有一種很自豪的感覺。”
廖利介紹,雖然技術團隊前期的論證和準備都做得非常充分,到一定要求才會讓一線車間開始試製。但現場實操和技術團隊的理論還是有差異的,一線車間會根據實際操作的結果給技術團隊反饋一些意見,據實做一些修正,進行相互探討實現工藝改進。整個鍛造遠沒有外界想象得那麼簡單。
廖利表示,自己2009年從四川工程職業技術學院鍛造專業畢業,畢業後不久就開始接觸和服務C919部件的鍛造。“所以既是自己見證了二重C919部件鍛造工程的一路歷程,也是整個工程陪伴了自己的成長。”
二重萬航C919型號總師: 羅恆軍
“我告訴兒子坐C1919一定坐機翼位置, 這些部件是老爸做的 ”
羅恆軍,2008年從西北工業大學材料加工專業碩士研究生畢業,原本有機會到國外讀博士,他放棄了這一機會,選擇到地震重災區德陽,到二重萬航上班,從此和C919結下不解之緣。
“當時C919 大飛機起步階段,剛好趕上了。”據介紹,兩年後他的女朋友也來到了二重萬航,和他一道開始參與C919等型號飛機部件研發和製造。後來兩人組建了家庭,並有了自己的兒子。
對C919 的每一個部件,羅恆軍都有着深厚的感情“每一個部件都像我的孩子一樣,這些都凝聚了我們團隊的汗水和心血,我是看着他們生產出來的。”
C919 首飛當天,他也受邀參加首飛儀式,飛機起飛後,從他頭上飛過“抬頭看着飛機衝上藍天,心情特別激動,有一種想哭的感覺,很有成就感。”在生活中,朋友知道羅恆軍參與了 C919部件的製造,很多人會問“你敢乘坐C919 嗎?”
“答案是肯定的。”羅恆軍介紹,不僅他自己會去乘坐C919,還會讓自己的兒子去乘坐“我告訴兒子,坐C1919一定坐機翼位置,這些部件是老爸做的,放心。”
羅恆軍坦言,近期他們團隊的目標是實現大飛機窗框鍛件的國產化“希望在不久的將來,在大飛機上,通過中國人自己製造的窗框看外面的風景。”