中國航天科工助力C919商業載客首飛成功
5月28日12時31分,由C919大型客機執飛的東方航空MU9191航班從上海虹橋機場飛抵北京首都國際機場,該航班标志着C919圓滿完成首次商業航班飛行正式進入民航市場。
C919大型客機是我國首款按照國際通行适航标準自行研制、具有自主知識産權的噴氣式幹線客機,重點滿足國内外大運量和中運量市場需求。中國航天科工三院海鷹特材承擔了C919國産大型客機後機身後段、後機身前段、副翼和垂尾複合材料零件的研制任務,并獲得了中國商飛“合作突破獎”“優秀供應商銀獎“”突出進步獎”等榮譽。在上海飛機制造有限公司國産大飛機C919的裝配廠房裡,中國航天科工航天三江“巡檢機器人”不停穿梭,承擔着自動化、智能化的工裝巡檢工作。
海鷹特材:專門為大飛機項目而生
自C919國産大型客機研制伊始,三院306所就憑借複合材料研發經驗參與競标,成為C919九大機體結構供應商之一,也是唯一航天出身的團隊。在三院、306所和鎮江新區高新技術産業投資有限公司的共同出資建設下,海鷹特材落戶鎮江大港新區,成為一個“專門為大飛機項目而生”的公司。
行業研究顯示,在機體結構材料上,C919大範圍使用第三代鋁锂合金、複合材料和钛合金,起到良好的減重效果,具有更好的節能減排優勢。C919實行“主制造商—供應商”模式,飛機機體結構部分由中國商飛進行研發設計,分别由包括海鷹特材在内的多家國内供應商制造完成,最後交由中國商飛總裝制造中心完成總裝。
“航空領域專業性強,其中複合材料地位重要且使用難度較大,我們憑借航天領域專業優勢拿下了訂單。”海鷹特材董事長高志強說。
為完成C919國産大型客機結構研制,海鷹特材成立裝配制造技術中心,組建了一支專業的航空裝配團隊,從2013年交付C919客機副翼“鐵鳥”試驗件開始,10年間裝配制造技術中心共完成了10架份後機身後段和3架份副翼制造,攻克了大量技術難題。
“我們班組全程參與了C919首航班機的後機身後段的裝配工作,同時我們交付的後機身前段也是批産首架機部段裡最先交付的。”海鷹特材裝配制造技術中心班組長廖攀自豪感滿滿。
C919後機身後段是全機複合材料應用占比最大的部段之一,包括數十個個複合材料件,數百項項金屬件、配套材料和上萬個緊固件,海鷹特材及時完成任務交付産品,助力C919國産大型客機在首飛儀式上精彩亮相。
智能制造,逐步實現批産
為何C919首航引得各方關注?因為這标志着國産客機正式進入航線運營,迎來批量生産化階段。據波音發布的《中國民用航空市場展望》顯示,未來20年,中國民航業将需要約8000架新飛機提供服務,市場空間潛力巨大。
去年,7家租賃公司與中國商飛簽署300架C919飛機确認訂單和30架ARJ21飛機确認訂單,C919累計訂單量突破1000架。為滿足市場需求,海鷹特材二期項目建設正式啟動,預計明年完成所有工藝設備到廠及安裝調試,2025年将具備年産C919大型客機項目50架份後機身前段、後段、垂尾壁闆和25架份副翼、翼身整流罩的複合材料零件批生産能力,同時兼顧其他複合材料任務的研制需求。
“海鷹特材聯合國内裝備制造優勢單位,加快提升複合材料零件加工、裝配環節的自動化水平,目前已取得一系列進展。”高志強認為,作為國産大型客機産業鍊中的一環,海鷹特材将抓住發展機遇期,在二期、三期工程中逐步提升智能制造能力水平。
據了解,目前C919飛機上複合材料在整機材料使用中占比11%左右,從國際水平看,部分型号客機使用的複合材料占每架飛機的50%以上,這對供應商複合材料供應能力提出更高要求。
以航天領域人才、技術為支撐,海鷹特材圍繞C919國産大型客機和國産航空發動機業務進行市場開拓和技術攻關,高志強表示:“我們将‘立足航天基業、發展航空事業’,為實現國産大型客機規模化和系列化發展貢獻力量。”
金陵智造研究院:讓國産“大飛機”生産用上自主研發巡檢機器人
據航天三江研發團隊介紹,這款“巡檢機器人”為飛機制造廠房工裝盤點而研發,可根據工裝管控系統下發的指令開展自動巡檢、精确盤點、标記異常,從而實現了大型飛機制造廠房工裝的自動化、數字化管理,大大提高了管理效率。
在工業智能制造領域,航天三江金陵智造研究院擁有着豐富的機器人研制經驗。然而與其他項目相比,這一項目呈現出“廠房面積大、精度要求高、場景變化多、識别特征少”等特點,存在一定的技術難度。
2021年3月,金陵智造研究院正式啟動智能無人工裝巡檢機器人項目。項目是一次新的探索,可借鑒的經驗少,面臨的不确定因素很多,有些甚至是從未遇到過的問題。研究人員為機器人極高的定位精度指标犯了難。面對一次又一次的試驗失敗,個别隊員有些摸不着頭腦。“有問題就得解決,決不能将問題遺留下來。”團隊負責人燕彬文針對技術難點疑點,積極組織團隊開展攻關。一場場臨時召集的研讨會經常一開就是好幾個小時。在會議室、在試驗現場,大家常常圍繞一個似乎不那麼起眼的問題探讨許久,一起頭腦風暴、貢獻經驗、評估風險,最終形成落地方案。
隊員們深知解決“卡脖子”技術難題,很難一蹴而就,常常需要積小勝成大勝。他們從專業書籍和成果中汲取營養、尋找靈感,在大量試驗中積累數據、探索具體技術路徑。面對商飛廠房巡航範圍大、自然特征單一、大型障礙物較多的特點,以及現場對巡檢高精度、高可靠性、高靈活性的特點,有針對性地采用了“小型全向運動底盤”提高巡檢機器人的巡檢範圍,采用現場自然特征、人工标記物相結合的方法建立可靠的導航環境,打通了實現目标的“最後一公裡”。項目最終突破了大範圍、高精度激光SLAM導航定位等多項關鍵技術。就是這些小改進、小優化、小突破彙聚成真正的創新,質變為關鍵技術突破。
為最大程度實戰化檢驗技術,縮短進場部署調試時間,團隊針對“一大一高,一多一少”的項目特點搭建模拟場景實驗平台、提前策劃工作内容、科學安排工作時間,并在測試過程中逐步調整導航、識别策略,優化設計參數,達到了穩定的巡航、巡檢效果。
2022年下半年,團隊研發的智能無人工裝巡檢機器人順利完成驗收交付,正式在C919部裝廠房内“上崗履職”。機器人替代了原來的人工工裝盤點,使現場工裝管理升級為自動巡檢、數字化管理的高效工裝管理方式,得到高度認可。(來源: 中國航天報、人民網、中國航天科工三院)