復(fù)合材料機(jī)身桶段試驗(yàn)件

ATL（自動鋪帶）工藝制造的復(fù)合材料機(jī)身桶段側(cè)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(quán)的我國按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)研制的首款大型客機(jī)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(jī)上，公司首次在該飛機(jī)的結(jié)構(gòu)上成功應(yīng)用了新型復(fù)合材料，并經(jīng)受了首飛驗(yàn)證，一舉打破了國外對我國先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)的封鎖，有效提升了企業(yè)核心競爭力，為推動我國科技進(jìn)步做出了突出貢獻(xiàn)。

沈飛科技人員立足科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)夢想開花結(jié)果。他們以承擔(dān)C919大型客機(jī)垂尾和后機(jī)身桶段為起點(diǎn)，進(jìn)一步探索先進(jìn)復(fù)合材料在飛機(jī)大型主承力構(gòu)件上的應(yīng)用，并獲得了成功。“面對著復(fù)合材料構(gòu)件結(jié)構(gòu)多樣化、尺寸大型化的發(fā)展前景，傳統(tǒng)復(fù)合材料構(gòu)件制造工藝已經(jīng)無法適應(yīng)我國航空工業(yè)迅速發(fā)展的需要。”從事復(fù)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(fù)合材料技術(shù)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(xiàng)工藝技術(shù)，無疑就拿到了躋身世界航空制造先進(jìn)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(yàn)證復(fù)合材料大型構(gòu)件的新型制造技術(shù)，并將其推廣運(yùn)用到我國航空工業(yè)領(lǐng)域中，成功解決了國家新研項(xiàng)目急需解決的問題，有效提升了我國先進(jìn)航空復(fù)合材料制造技術(shù)水平。”

“一代飛機(jī)，一代材料，一代工藝。”新材料只有依靠新技術(shù)，才能在實(shí)際中得以推廣應(yīng)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(xiàng)目的關(guān)鍵零件，采用復(fù)合材料制造這件零件，其復(fù)雜結(jié)構(gòu)對于沈飛人來說是一種全新的制造技術(shù)。面對巨大的挑戰(zhàn)和存在的困難，沈飛科技人員瞄準(zhǔn)高科技前沿技術(shù)，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(shù)，克服了以往復(fù)合材料夾層件在制造中存在的缺陷，切實(shí)提高了產(chǎn)品設(shè)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(jī)筒段試驗(yàn)件是一項(xiàng)國家重點(diǎn)課題，其復(fù)合材料壁板為大曲率、帶有大量超長細(xì)比縱橫加筋，與骨架定位配合區(qū)域多，工藝流程復(fù)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(dāng)時在國內(nèi)尚無制造經(jīng)驗(yàn)。作為機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、驗(yàn)證的基礎(chǔ)，該課題代表著我國航空復(fù)合材料制造的發(fā)展方向，一旦實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破，則為大型客機(jī)研制提供先進(jìn)復(fù)合材料綜合應(yīng)用的技術(shù)儲備。在任務(wù)量大、時間緊迫、多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)需要攻關(guān)的情況下，沈飛參研人員始終遵循“嚴(yán)謹(jǐn)、精細(xì)、求實(shí)、認(rèn)真”的理念，采用“難點(diǎn)識別、特征試驗(yàn)、綜合研制”的科研思路，借鑒軍機(jī)大型復(fù)合材料機(jī)翼、機(jī)身整體壁板工藝技術(shù)，很快攻克了超大型蒙皮模具設(shè)計、固化工藝參數(shù)優(yōu)選、超長細(xì)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(yàn)件的驗(yàn)證，建立了大型加筋壁板精準(zhǔn)制造工藝體系。同時，通過自動鋪帶的壁板驗(yàn)證件研制與“積木式”技術(shù)驗(yàn)證，不斷完善工藝參數(shù)，結(jié)合全尺寸復(fù)合材料機(jī)身壁板研制及綜合驗(yàn)證試驗(yàn)，掌握了滿足工程化應(yīng)用要求和適航要求的大型機(jī)身壁板制造技術(shù)，為推動我國大型客機(jī)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(fù)合材料產(chǎn)業(yè)是我們科技工作者義不容辭的責(zé)任。”針對新研產(chǎn)品大型壁板在應(yīng)用新型復(fù)合材料時頻頻出現(xiàn)的制造缺陷、裝機(jī)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(fù)責(zé)人劉標(biāo)帶領(lǐng)專項(xiàng)攻關(guān)團(tuán)隊，從制造流程入手，嚴(yán)抓現(xiàn)場操作過程控制，分析查找技術(shù)和操作的相關(guān)因素并采取改進(jìn)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(shù)文件和操作規(guī)范，確保了壁板和加強(qiáng)筋條共固化這種先進(jìn)工藝方法在生產(chǎn)制造流程中的應(yīng)用，切實(shí)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(shù)攻關(guān)，生產(chǎn)效率大幅提升，缺陷數(shù)量顯著下降，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零缺陷交付。