復合材料機身桶段試驗件

ATL（自動鋪帶）工藝制造的復合材料機身桶段側壁板

5月5日，凝聚著數(shù)十萬科研人員心血、具有完全自主知識產(chǎn)權的我國按照最新國際適航標準研制的首款大型客機C919首飛成功。消息傳來，航空工業(yè)沈飛參與研制的人員歡欣雷動、奔走相告。在這架飛機上，公司首次在該飛機的結構上成功應用了新型復合材料，并經(jīng)受了首飛驗證，一舉打破了國外對我國先進復合材料制造技術的封鎖，有效提升了企業(yè)核心競爭力，為推動我國科技進步做出了突出貢獻。

沈飛科技人員立足科技創(chuàng)新，實現(xiàn)夢想開花結果。他們以承擔C919大型客機垂尾和后機身桶段為起點，進一步探索先進復合材料在飛機大型主承力構件上的應用，并獲得了成功。“面對著復合材料構件結構多樣化、尺寸大型化的發(fā)展前景，傳統(tǒng)復合材料構件制造工藝已經(jīng)無法適應我國航空工業(yè)迅速發(fā)展的需要。”從事復合材料研究的馬剛一談起這個話題，就滔滔不絕地打開了話匣子。“新型復合材料技術代表著一個企業(yè)乃至一個國家航空制造水平，只要你掌握了這項工藝技術，無疑就拿到了躋身世界航空制造先進行列的通行證。多年來，我們在沈飛這個平臺上，通過研發(fā)并驗證復合材料大型構件的新型制造技術，并將其推廣運用到我國航空工業(yè)領域中，成功解決了國家新研項目急需解決的問題，有效提升了我國先進航空復合材料制造技術水平。”

“一代飛機，一代材料，一代工藝。”新材料只有依靠新技術，才能在實際中得以推廣應用、彰顯價值，這是數(shù)代科研人員的深刻體會。大型加筋整體壁板是新研項目的關鍵零件，采用復合材料制造這件零件，其復雜結構對于沈飛人來說是一種全新的制造技術。面對巨大的挑戰(zhàn)和存在的困難，沈飛科技人員瞄準高科技前沿技術，開展自主創(chuàng)新，通過不斷迭代優(yōu)化，采取整體輔助工裝共固化技術，克服了以往復合材料夾層件在制造中存在的缺陷，切實提高了產(chǎn)品設計效率和產(chǎn)品制造效率、外觀質(zhì)量和合格率。

使命在肩，時不我待。某大型民機筒段試驗件是一項國家重點課題，其復合材料壁板為大曲率、帶有大量超長細比縱橫加筋，與骨架定位配合區(qū)域多，工藝流程復雜，要求具有良好的形狀與尺寸精度才能滿足裝配需求。而且該部件的兩塊壁板需要采用自動鋪帶，當時在國內(nèi)尚無制造經(jīng)驗。作為機身結構設計、制造、驗證的基礎，該課題代表著我國航空復合材料制造的發(fā)展方向，一旦實現(xiàn)關鍵技術的突破，則為大型客機研制提供先進復合材料綜合應用的技術儲備。在任務量大、時間緊迫、多項關鍵技術需要攻關的情況下，沈飛參研人員始終遵循“嚴謹、精細、求實、認真”的理念，采用“難點識別、特征試驗、綜合研制”的科研思路，借鑒軍機大型復合材料機翼、機身整體壁板工藝技術，很快攻克了超大型蒙皮模具設計、固化工藝參數(shù)優(yōu)選、超長細比加筋長桁成形、高精度定位組合及大型整體壁板變形控制等難題。通過試驗件的驗證，建立了大型加筋壁板精準制造工藝體系。同時，通過自動鋪帶的壁板驗證件研制與“積木式”技術驗證，不斷完善工藝參數(shù)，結合全尺寸復合材料機身壁板研制及綜合驗證試驗，掌握了滿足工程化應用要求和適航要求的大型機身壁板制造技術，為推動我國大型客機研制創(chuàng)造了有利條件。

“不忘初心，不辱使命。發(fā)展我國新型復合材料產(chǎn)業(yè)是我們科技工作者義不容辭的責任。”針對新研產(chǎn)品大型壁板在應用新型復合材料時頻頻出現(xiàn)的制造缺陷、裝機產(chǎn)品讓步交付，甚至接連出現(xiàn)的零件報廢等問題，課題負責人劉標帶領專項攻關團隊，從制造流程入手，嚴抓現(xiàn)場操作過程控制，分析查找技術和操作的相關因素并采取改進措施，有效提升了工藝文件的完備性和操作的可控性。通過建立健全壁板制造的技術文件和操作規(guī)范，確保了壁板和加強筋條共固化這種先進工藝方法在生產(chǎn)制造流程中的應用，切實解決了大尺寸共固化壁板內(nèi)部缺陷數(shù)量多等問題。通過技術攻關，生產(chǎn)效率大幅提升，缺陷數(shù)量顯著下降，最終實現(xiàn)產(chǎn)品零缺陷交付。