大飛機總裝：耐心、細心與高壓

文‖《上海國資》記者　孫玉敏

大飛機總裝：耐心、細心與高壓

文‖《上海國資》記者孫玉敏

要達到最佳位置，經(jīng)常需要反復不斷試。一個數(shù)據(jù)變一下，其他數(shù)據(jù)一起變，為一個數(shù)據(jù)幾十次調(diào)整是常事

在大多數(shù)人的印象中，好像大飛機總裝工作的重要性，比設計、試飛等更具技術(shù)含量和風險性的工作低不少，乃至于所受的關注也少。事實上，總裝并不是想象中那么容易。

“民機航空業(yè)，不是大家想象中的自動化，即使在波音、空客，總裝有些部分也要靠人工。大飛機總裝過程中，如果少了這些掌握傳統(tǒng)工藝的總裝員，大飛機不會那么順利總裝下線。”中國商飛上飛公司總工藝師兼制造工程部副部長曹軍俠表示。

加班加點是常態(tài)

2014年9月19日，C919飛機首架機機體對接工作在中國商飛公司總裝制造中心浦東基地正式開始，2015年11月2日，C919首架機總裝下線。

一年多來，在總裝現(xiàn)場，技術(shù)人員全身心投入，國產(chǎn)大飛機從他們手中由一個個單獨的零部件變成一架完整的大飛機，嚴絲合縫。

“從部段對接到總裝下線，新研飛機一般需要2-3年，而C919只用了一年左右時間。其中的困難可想而知。我們‘人停工作不停’，24小時都有人在工作。”中國商飛上飛院結(jié)構(gòu)設計研究部短艙吊掛室主任叢昊表示，為了讓工人充分休息，上飛廠的工人采取兩三班倒工作制，上飛院的設計人員卻不能倒班，因為人手少，每人負責的專業(yè)也不同。他們的工作常態(tài)是熬夜到凌晨兩三點，第二天繼續(xù)上班。“這樣的加班幾乎是上飛院的傳統(tǒng)，ARJ21時就是這樣過來的。”叢昊強調(diào)。

總裝過程中，幾乎每人都有故事，叢昊介紹，其團隊助理的老父親生病做手術(shù)，他一段時間只在醫(yī)院和現(xiàn)場兩點奔波，“陪夜后，出了醫(yī)院直奔現(xiàn)場，幾乎不著家”。

叢昊所說的這個團隊，是C919機體結(jié)構(gòu)總裝現(xiàn)場工程團隊。叢昊兼任這個團隊的項目經(jīng)理。在總裝現(xiàn)場，像叢昊這樣的設計人員非常多，他們都屬于C919總裝制造聯(lián)合攻關（IPT）團隊。

為更好完成總裝工作，中國商飛集合了上飛院結(jié)構(gòu)、強度、總體等相關專業(yè)人員，與上飛廠工作人員等，組建了總裝制造聯(lián)合攻關團隊。

這個龐大的聯(lián)合攻關團隊共有352位成員，分成11個2級團隊。

為提高效率，聯(lián)合攻關團隊把辦公室放在了總裝現(xiàn)場。當時，C919大型客機101架機飛機右側(cè)幾排藍白相間的簡易“格子間”，就是他們的現(xiàn)場辦公地點。

將辦公室設在飛機總裝移動生產(chǎn)線旁，遇到問題第一時間溝通，面對面解決問題，這是整個團隊獨特的工作模式。

由于首架機結(jié)構(gòu)總裝，第一次采用新型的生產(chǎn)線裝配，第一次運用先進的定位調(diào)姿系統(tǒng)，第一次采用純?nèi)S數(shù)模數(shù)據(jù)設計制造，第一次在上海祝橋的浦東基地開工……加之部分部段交付晚于計劃節(jié)點，一時間，裝配壓力、協(xié)調(diào)壓力、質(zhì)量壓力等同時壓在聯(lián)合攻關團隊肩上。

為了提高工作效率，聯(lián)合攻關團隊設立了早晚會制度。每天早晨8點半，各個專業(yè)的負責人都會集合在總裝車間旁的一個小會議室開早會，重點檢查前一天工作完成情況，同時安排布置當天的各項任務，短暫的會議結(jié)束后，大家就各自領命開始一天忙碌的工作；每天下午4點，負責人重新來到小會議室碰頭，梳理當天工作遇到的問題，商討解決措施，同時再為第二天的工作做準備。

“不讓問題過夜”，在這一一致目標下，一個個節(jié)點被拋在身后。

2015年9月7日，結(jié)構(gòu)總裝完成；9月15日，氣密淋雨試驗完成；9月27日，發(fā)動機安裝完成；10月15日，全機噴漆完成……

耐心與細心

最先進行的，是大部件對接。

大部件對接，表面上看是兩個桶段的連接，實際卻有相當高的技術(shù)要求，核心就是將部件調(diào)整到理論位置狀態(tài)。

曹軍俠表示，機身等大部段的連接方式，是簡單螺接，但孔和面的貼合不能靠搖動，因為大部段都幾噸重，必須依靠安裝設備，調(diào)整角度。調(diào)姿定位精準，后期的鉚接工作才能順利進行。

“大部段連接，最重要的是調(diào)姿。調(diào)姿在數(shù)模上很容易，但在實際操作時，要不斷嘗試角度、方向。焦點與焦點之間的向軸度、位移度范圍，只有零點幾毫米。” 曹軍俠表示。

“要達到最佳位置，經(jīng)常需要反復不斷試。一個數(shù)據(jù)變一下，其他數(shù)據(jù)一起變，為一個數(shù)據(jù)幾十次調(diào)整是常事。”

“有一次后機身測量，晚上8點開始，我們幾個一直干到第二天早上6點，好不容易回宿舍去睡了幾小時，又被叫起來，繼續(xù)調(diào)姿測量，一直到晚上10點……”一位隊員回憶。

就這樣不斷調(diào)姿，不斷測量，一個個艱難任務被拋在身后：前機身和中機身順利對接，中后機身與中機身順利對接，機頭和前機身順利對接……

如果說大部件對接考驗的是耐心，小部件安裝考驗的就是細心。比如支架這種小部件的安裝。

支架安裝是各系統(tǒng)成品件安裝的基礎，包括結(jié)構(gòu)支架、系統(tǒng)支架、EWIS支架等，共計兩萬余個支架，遍布于機身客艙、機頭、中央翼、平尾等各個區(qū)域，數(shù)量多、分布廣。該任務由S1機頭填充、S3機身后段對接、S4機身對接、S5翼身對接等四個團隊承擔。S3機身后段對接工位的數(shù)量最為龐大，超過1000個。

相比之前完成的大部件對接，支架安裝的工作似乎顯得“小兒科”，但就是多數(shù)只有手掌大、形狀有的簡單到如“L”字型條塊般的支架，極大考驗了團隊的“功力”。

零件多，和機體已有零部件共鉚區(qū)域多，又幾乎全手工操作，加上操作空間有限，在某些區(qū)域，完成一個支架的安裝，往往需要“大動干戈”。機頭由于航電、環(huán)控、電源等系統(tǒng)多，且前起艙內(nèi)兩個設備架又將區(qū)域進一步分割，造成其空間大量壓縮，一次操作只能容納1至2人進入。“有些區(qū)域安裝支架，一個人從機翼上這個孔進入，另一個人從另外一個孔把身體探進去，還要有個人進行相互協(xié)調(diào)，有的人都把身體都扭成‘Z’字型了。”S5翼身對接班組長周海容這樣表示。

三晝夜吊裝發(fā)動機

為了減少空氣阻力，C919的外形在成熟客機模型上做了許多改進，機頭、機身、翼稍、吊掛等，每個環(huán)節(jié)都有微小進步。

叢昊參與的是發(fā)動機與飛機連接部位，也就是吊掛部位的研發(fā)。

吊掛是飛機機體結(jié)構(gòu)的主要承力部件，主要作用是傳遞發(fā)動機推力、承受發(fā)動機所有載荷、吸收發(fā)動機振動、隔離發(fā)動機火區(qū)。在諸多民航事故中，發(fā)動機是最主要的事故源之一，特別是高危險事故。吊掛作為最直接受發(fā)動機影響的結(jié)構(gòu)，其設計水平高低是全機結(jié)構(gòu)設計水平的重要體現(xiàn)，對全機安全起至關重要的作用。

據(jù)叢昊介紹，C919團隊研發(fā)了全球水平最高的一體式吊掛，氣動布局和結(jié)構(gòu)布局等都是自主研發(fā)。“C919發(fā)動機是翼掛式渦輪發(fā)動機，吊掛必然占用一部分外涵道，所以吊掛越小，占用外涵道越小，靠外涵道提供升力的發(fā)動機的效率就越高。”

叢昊表示，發(fā)動機的控制部件、供油、供電系統(tǒng)等都要經(jīng)過“吊掛”這個部件。發(fā)動機控制部件和附屬設備，都要放進吊掛。“以往的反推都是掛在發(fā)動機上，現(xiàn)在則是掛在吊掛上。”。“C919使用的預冷器是市面上近乎最大一類，占用空間大，還包含很多孔洞，而這個市面上最大的預冷器要放進市面上最小的吊掛里，結(jié)構(gòu)布局難度可想而知，吊掛幾乎都成了實心的。”

為減小吊掛，又保證其安全，C919吊掛進行了結(jié)構(gòu)整合。叢昊表示，由于吊掛縮小，結(jié)構(gòu)整合比較厲害，設計研發(fā)無借鑒，制造難度也很大，但他們最終成功做出了這個一體化吊掛。

叢昊舉例說，作為吊掛一部分的斷離銷（安全銷）的設計、驗證，頗費了他們一番心血。

應急斷離銷是發(fā)動機斷離保險銷。在民機設計中，為了降低發(fā)動機事故的嚴重程度，減少對機組及乘客的傷害，國外成熟機型往往對機輪發(fā)生意外未放下而被迫應急著陸的情況， 采用吊掛與機翼整體油箱分離的設計方式，從而避免因油箱破裂和燃油泄漏最終造成危及人員安全的火災。

應急斷離銷的作用，一是保證飛機機翼及發(fā)動機在正常服役期間的功能，平時絕不能松動。二是保證事故時，當承受大于額定極限載荷時，斷離銷能夠順利斷裂，讓發(fā)動機脫離機身，避免撕裂機翼上的油箱引起大火。但斷與不斷，只有1.5%的區(qū)間。“這個小部件挑戰(zhàn)了設計、工藝、材料性能、熱處理技術(shù)等，設計期間就安排了1000多次實驗。”

讓叢昊對中國人的設計、制造能力印象深刻的一件事是發(fā)動機吊裝。

所謂吊裝，是將發(fā)動機從運輸車上吊起至機翼吊掛位置。但這不到1米的距離，卻耗費了安裝團隊足足三晝夜時間。

由于C919的LEAP—1C發(fā)動機及相關吊具均為新研發(fā)的產(chǎn)品，首次安裝，供應商工程師團隊需要跟蹤負責。

2015年9月24日，吊裝正式開始。按照原有計劃方案，發(fā)動機將由運輸車上吊起，安裝至叢昊等參與設計的一體化吊掛。簡單而言，就是通過吊具上幾個點，將發(fā)動機提起，前后安裝節(jié)擰上螺栓。

提升，插入螺栓孔，擰緊螺栓，這些看起來簡單的動作，真正操作起來卻沒那么簡單。

一方面，因為發(fā)動機起吊過程中必須緩慢平穩(wěn)，不能發(fā)生碰撞，而發(fā)動機本身非常龐大，加上托架等配件重量已經(jīng)超過5噸，起吊過程中保持平穩(wěn)十分不易；另一方面，前后位置多點螺栓必須協(xié)調(diào)安裝，不能存在干涉，也就是不能有強行安裝的現(xiàn)象出現(xiàn)。

發(fā)動機本體與吊掛之間是通過前后安裝節(jié)螺栓固定，后安裝節(jié)的安裝是難點，因為后安裝節(jié)中心的定位導向銷外徑與吊掛的孔徑精度只有10絲。

10絲，也就是一根頭發(fā)的直徑。正是這小小的10絲，難住了眾工作人員。

“吊裝設備是CFM公司新研的，按照相關計劃，主要由在現(xiàn)場的外方供應商工程師指揮吊裝，負責裝配的工作人員根據(jù)指令操作。但兩整天加一白天，外方還沒有安裝上。而發(fā)動機原定的安裝計劃是三天安裝好。”叢昊說。

最終，在現(xiàn)場看了兩天的中方工作人員找到了問題所在。“我們發(fā)現(xiàn)，看吊發(fā)設備的數(shù)據(jù)就可以判斷位置。最終，我們用外方工程師可能覺得土的一些辦法，解決了問題。只用了一晚上時間，吊發(fā)工作就完成了。有著豐富經(jīng)驗，參與過運十、麥道、ARJ21的老技師楊偉清發(fā)揮了巨大的作用。”叢昊表示。

質(zhì)量高于一切

除了設計、制造人員，整個總裝過程，還有一群人始終在對各項工作“雞蛋里挑骨頭”，他們是聯(lián)合攻關團隊質(zhì)保分隊。

“每個一線生產(chǎn)單位都被質(zhì)量體系涵蓋，人員也會滲透進去。”質(zhì)保負責人、中國商飛上飛公司質(zhì)量管理部部裝檢驗組組長余捷表示，民機制造是一個特殊的行業(yè)，安全、質(zhì)量永遠應該擺在第一位。在他看來，質(zhì)量是實現(xiàn)型號成功的基石。不論是在品牌的初創(chuàng)階段還是成熟階段，產(chǎn)品質(zhì)量永遠都是品牌賴以存在的生命線。

余捷團隊的主要工作是“質(zhì)量保證、產(chǎn)品檢驗”。

現(xiàn)場檢驗工作看起來不難，實際卻并不簡單，不僅要掌握相關工藝標準，更要熟悉了解公司各類質(zhì)量程序要求，還要人人都練就“火眼金睛”。

“從早上9點開始，往往會一直干到凌晨一二點，看任務情況，以前搞ARJ21新支線飛機101架機的時候也沒有這么高的強度。”余捷說，“質(zhì)保團隊有6個現(xiàn)場質(zhì)保，8個計劃質(zhì)保，負責的是全部工位的質(zhì)量工作，一個人當幾個人用，很多人都是24小時通宵。基本是下班就去倒班宿舍睡覺，班車來了坐上就到了現(xiàn)場，兩點一線。”

余捷表示，中國民機的質(zhì)量體系，從制造標準上看，與國際標準一樣，有些要求甚至更高，從工藝規(guī)范上看，與國際先進項目要求也一樣。可能在工藝差別上有些落后，但也已控制較嚴。

余捷舉例說，制造ARJ21時，他們發(fā)現(xiàn)一個工作人員鉆了一個廢孔，私自堵住沒有報告，而按照質(zhì)量管理規(guī)定，這樣的事情要向上告知。后來，該人員和班組長都被處分，班組長被撤，他本人兩年之內(nèi)不能晉升。

余捷表示，工作人員誠信也是質(zhì)量道理之一，不能有違規(guī)操作。“質(zhì)量保證不能急剎車，所以操作失誤要及時告知，不容許有瞞報、漏檢情況。”

在曹軍俠看來，中國民機的質(zhì)量要求相當嚴格。他說，比如在原材料進廠的入廠驗收上，中國民機不像其他國際制造商那樣抽檢，而是按照工藝要求100%全檢。

“因為質(zhì)量要求更嚴，我們對產(chǎn)品充滿了信心。”曹軍俠強調(diào)。