他們通過大量的基礎理論研究和系統性試驗,先后攻克了復雜外形結構整體壁板預應力噴丸成形等一系列大型超臨界機翼壁板數控噴丸成形工藝的關鍵核心技術,打破了國外技術封鎖和壟斷,開創了多個國內第一。

10年前,在被譽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,在無數人屏氣凝神的注視中直沖云霄。這一瞬間,化為無限的榮光,成為令全體航空人永生難忘的驕傲——中國大型運輸機運-20成功實現首飛,中國從此告別了不能自主研制生產大型飛機的歷史。
代號“鯤鵬”的運-20是中國研究制造的新一代軍用大型運輸機,該機作為大型多用途運輸機為中國構建起完善的空天一體化攻防體系,成為中國綜合國力的象征,其不僅代表了中國現有的工業體系與技術水平,還是中國空軍邁向戰略空軍的一大關鍵。
大飛機是現代制造業的一顆明珠,是現代高科技的高度集成,不僅需要航空技術的獨立自主,更是新材料、現代制造、先進動力、電子信息、自動控制、計算機等領域關鍵技術的群體突破。運-20的出現,使國產飛機的起飛重量從60噸級一步跨越至200噸級,這背后涉及的技術難度呈幾何級增長。
運-20之所以有如此強大的航行能力,離不開超臨界機翼。機翼是為飛機提供升力的主要零部件,發動機、增升裝置等的設計,也與機翼有重要關系。因此,在大型飛機的研制過程中,機翼氣動設計和優化是一項重點工作。
飛機機翼制造的關鍵技術之一——整體壁板數控噴丸成形技術,長期被國外壟斷并對我國封鎖,是制約我國大飛機研制的關鍵核心技術。中航西安飛機工業集團股份有限公司(以下簡稱“中航西飛”)以大飛機研制為契機,采取產學研聯合方式開展技術研究。公司通過大量的基礎理論研究和系統性試驗,先后攻克了復雜外形結構整體壁板預應力噴丸成形等一系列大型超臨界機翼壁板數控噴丸成形工藝的關鍵核心技術,具有完全自主知識產權,打破了國外技術封鎖和壟斷,開創了多個國內第一,使中航西飛成為世界上掌握機翼壁板數控噴丸成形技術的少數幾個公司之一。
2016年7月6日,起飛重量為200噸級的運-20“鯤鵬”以灰色涂裝亮相,在空軍航空兵正式列裝,標志中國空軍正式開始具備強大戰略投送能力并著眼于向戰略空軍轉型,中國憑自主創新正式進入“全球大飛機俱樂部”。
大飛機的成功經驗,陸續在其他型號中產生巨大的集群效應,創新求變的內生動力在中航西飛春潮涌動。一個技術領航、創新驅動的技術發展藍圖徐徐展開。
C919大型客機是中國首次按照國際通行適航標準自行研制、具有自主知識產權的噴氣式干線客機。在C919大型客機的研制過程中,中航西飛承擔了機體結構約50%的研制裝配工作,成為C919大型客機成功“落地”的主力軍。

C919大型客機
中航西飛這次同樣承擔了C919大型客機機體結構中設計最為復雜、制造難度最大的部件——機翼、中機身(中央翼)等6個工作包的研制任務,并且是其核心部件翼盒的唯一供應商。

中航西飛技術團隊利用零件自身結構特點,簡化工裝夾具,在國內外數控加工領域首次提出并實現了預應力可調多面燕尾槽裝夾方法,成功申請了機翼長桁夾具數控加工嵌入式零件壓緊方法和壓緊裝置的專利。這一技術實現了長桁零件的專業化數控加工,可加工多種截面的直長桁、折彎長桁、非展開的長桁及緣條類零件。大型復雜薄壁零件的數控加工需要控制零件的變形。對大飛機十幾米整體壁板進行加工,極易產生不可控變形。用傳統工藝加工方法工序煩瑣,成本大幅增加,自主創新是唯一出路。技術團隊以應力測量數據為依據,綜合數值模擬、理論分析和試驗驗證,全面研究毛坯內應力和切削殘余應力釋放以及再分布對加工變形的影響。技術團隊針對性地提出開設環形應力槽,通過優化工藝路徑和裝夾方案,實現了大型復雜薄壁零件的精確穩定性生產,保證了零件的高精度、長壽命等性能要求。
技術團隊舉一反三,將此方法推廣到其他類型零件加工制造中。他們投身于生產現場,調研其他類型零件裝夾痛點,發明了多項專利,逐一實現了機身框、機翼加筋壁板、機翼肋等典型航空結構件預應力可調多點裝夾及隨形裝夾,極大地提升了我國飛機數字化制造水平,使中航西飛在大飛機加工技術方面走在了國際前列。
圍繞重點,攻堅克難,多項技術取得突破性進展。中航西飛技術團隊發明的技術成果《大型復雜薄壁結構的多柔性匹配切削制造技術及應用》榮獲國家技術發明獎二等獎,這一技術成為實至名歸的新一代航空高精尖制造的“左膀右臂”。應用此技術,制造精度成倍提高,零件合格率高達100%,極大地提高了我國大飛機生產的年產量。中航西飛的技術成果不僅應用于C919、AG600飛機,還應用于“新舟”700、波音737-700、737MAX等飛機零件的數控加工。
無愧使命,勇毅前行,中航西飛連續為“航空報國、航空強國”再立新功。2022年,中航西飛申請科技成果鑒定11項,獲得各類科技獎勵20項,申請專利222項,開展科研課題研究150余項,連續四年多個轉化項目獲批航空工業科技成果轉化獎勵。