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              運12F飛機研制之試制篇

              發布者:admin 更新時間:2016/2/25 16:26:37 閱讀:4144

              核心提示: 在2014年的珠海航展上,中航工業哈飛自主研制的新一代雙發渦槳通用飛機運12F首次亮相便驚艷全場,引起中外客商的廣泛關注。


              中國航空報訊:在2014年的珠海航展上,中航工業哈飛自主研制的新一代雙發渦槳通用飛機運12F首次亮相便驚艷全場,引起中外客商的廣泛關注。航展期間,在哈飛同美、俄客商簽署的運12系列飛機采購協議中,尚在申請人飛行試驗階段的運12F赫然在列,成為媒體爭相報道的焦點。11月13日的航展首秀中,運12F在不足百米的飛行高度上先后完成了小角度側身轉彎、繞場環行、迅速升高、單發通場等科目,現場表現堪稱完美。運12F卓越的性能和良好的品質成為哈飛人“嘔心瀝血鑄精品”的最好例證。


              并行工程 工藝提前布局


              2006年3月,運12F設計工作剛剛啟動,工程制造團隊就全面投入到運12F飛機研制工作中。按照并行工程的理念,工藝人員與設計人員一起討論產品的工藝可行性。同時,提前研究加工方案、進行工藝準備、工裝設計等工作。設計和工藝的高度并行及密切協作縮短了產品設計周期,為型號研制爭取了寶貴的時間。


              工藝方案制定的是否合理關系著型號的成敗。為運12F制定的工藝技術方案,以及形成的工藝技術方案報告,與設計技術方案同步通過專家評審,這在哈飛飛機研制歷史上是第一次,開創了工藝部門制定全機工藝技術方案的先河。在運12F試制中,工藝人員對飛機機身的設計分離面和工藝分離面、復合材料結構等提出了合理可行的工藝建議。協助設計進行方案細化,運用3D數模,在容差分配、裝配變形、裝配協調性等方面考慮得更加全面、周到。


              運12F是一個全新的機型,新材料、新結構、新工藝是它的一大亮點,僅新工藝就多達14項。機身機翼前緣蒙皮最初設計為兩片弧形零件膠接而成,但在膠接過程中出現底部堆膠的問題。飛機設計研究所設計員高萬春、工程技術部指導工藝員王朝琳、電鍍車間工藝員蘇劍英經過反復討論,將零件結構改為一次成形的U型鈑金件,然后采用化銑的方法對鈑金件局部進行減薄處理。U型件底部堆膠的問題解決了,但后道工序化銑難度卻非常大。零件長1.4米,開口40度,涂膠、劃線、刻型存在很大困難。人工刷涂、噴涂化銑保護膠均容易在U型件底部產生堆膠。電鍍車間化銑班長孫立偉創新噴涂方法,采用多次噴涂法最終噴出均勻、完整的保護膠膜,經檢測無一漏點?绦褪莻關鍵活兒,操作員自行設計制作刀架,像醫生做手術似的,拿著手術刀小心翼翼地刻出筆直、深淺適中的線型,刀鋒力度恰好刻透保護膠膜又不傷及金屬基體,保證化銑區域邊緣線位置。運12F大量采用進口金屬材料,其熱處理工藝與國內現行工藝大不相同,沒有經驗可以借鑒。為了解決這一難題,工藝人員針對有關材料和強度值在不同回火溫度下開展專項試驗,經過反復多次試驗,最終與設計人員協調確定了合理的強度值,保證了產品的性能及生產周期。第一件試驗件經檢驗無任何瑕疵,完全滿足設計、工藝要求,首戰告捷。


              試制全面鋪開,工藝人員全身心地投入到研制工作中,很多人廢寢忘食、夜以繼日,肖龍便是其中一員。當時的他還是工程技術部的指導工藝員,承擔著繁重任務,整日泡在現場解決技術問題,每天回到家中都已是后半夜。妻子懷孕數月,身體狀況不是很好,又屬大齡孕婦,很需要丈夫的陪伴,但肖龍實在分身無術。很遺憾,肖龍的孩子最終沒能保住,他把悲痛埋在心底,安慰了家中的妻子,又趕回現場指導生產。如今,回想起妻子的理解和大度,肖龍的內心深感虧欠她太多。運12F正是在這群為航空事業犧牲個人、忘我拼搏的工程技術人員的不懈努力下,研制工作才得以穩步推進。


              科學管理 生產謀篇通暢


              運12F試制的生產組織極為關鍵,問題如麻,時刻考驗著生產管理部門。2008年9月,進入工藝準備階段,生產管理部門開始了指令編制、工裝工具準備等工作。此時,哈飛科研生產任務極為繁重,既有國際合作直15/H175項目研制,還有直9、運12飛機批產及轉包任務,必須采用科學有效的管理手段,才能確保型號研制工作的順利進行。生產管理部門利用運營管控系統規范生產工作,制作電子表格、清單,使每個車間零部件的種類、生產過程中發現的問題、解決問題的進程一覽無余。實現了從零件投產到產品交付的全程監控。


              型號試制采用鉚接拉動的生產方式,生產管理部門根據零部件的生產周期,按照鉚接節點倒推生產進程,把生產周期長、難度大的零部件先投產,周期短的后投產,力爭實現同期配套。在研制生產中,經常出現一些意想不到的問題,生產管理人員在鉚裝現場處理問題做到“小事不過時、大事不過夜”。試制工作全面鋪開后,為了及時掌握生產進程、溝通協調出現的問題,生產部門組織車間和設計、工藝、質量、供應等部門每天召開生產協調會,隨時掌握生產進程和遇到的問題,及時制定解決方案,全力為車間生產提供支持。夜已深,喧囂的廠區變得安靜。生產部門與設計、工藝、質量、供應的負責人開始了一天的生產總結。生產管理部調度員陳利民大膽創新,提出“以投影方式分析討論問題法”。在每次開會前他都將問題做成幻燈片,將問題在電腦中存檔形成體系,實現信息共享,提高了工作效率。散會的時候,已是半夜十一二點,幾個年輕的生產調度員頂著滿天繁星走在回家的路上,他們忘了疲憊,有說有笑,興趣來了還會高歌一曲。他們是樂觀的,是自豪的,因為他們在做挺起民族脊梁的事業。


              在組織生產中,生產管理部門整合資源,優化流程,積極為車間排憂解難。運12F全機有十幾萬個鉚釘,都是從國外進口,按路線鉚接時常發現有些零件配置不均衡,有些零件品種規格用不上,還有些數量不夠用等問題,通常需要工人提詢問單到設計再到供應調換鉚釘,時間被白白浪費。生產部門積極與供應等部門協調,將所有用于運12F的鉚釘都劃歸到研制現場的中央庫統一管理,并設立“綠色通道”,使用時只需要得到設計批準,即可領取或更換鉚釘,提高了生產效率?茖W組織,主動作為,哈飛生產管理在型號研制中得到提升。


              攻堅克難 工人擔當大任


              2009年6月16日,運12FT01架飛機開鉚,標志著運12F設計和生產取得突破性進展。階段性的成果令人振奮,功勞卻離不開每一個環節的付出和奉獻。


              在接到任務前,鉚裝車間提早準備,組建運12F生產工段。當時很多職工進廠只有一兩年,工作經驗不足,技術力量薄弱。為確保運12F試制進度,車間從其他機型借調有經驗的老工人傳幫帶,同時對年輕工人、工藝人員進行培訓。運12F采用設計、制造并行,其中的困難難以想象,設計更改和返工是家常便飯,可以說一步一個坎。那段時間運12F生產實行“712”工作制,每周7天工作日,每天工作12個小時。鉚裝車間工人殷洪山在結婚第三天就放棄休假回來上班;一些正在熱戀中的年輕人減少甚至暫時停止了約會,承諾待運12F首飛上天時,一定加倍向對方補上自己虧欠的一份情。


              整個試制過程,問題不斷出現,又一個個被解決。機翼后緣邊是楔形結構件,長度近3米,厚處有5毫米,薄處只有1毫米,在鉚接過程中出現零件變形。設計、工藝連續提出幾個改進方案都沒有效果,正在大家一籌莫展的時候,一個中等身材的老工人站了出來:“我來試試吧!贝蠹已劬σ涣,怎么忘了這位“智多星”呢。老工人是鉚裝車間的王詩勝,經驗豐富的他面對生產難題招法頗多。經過幾天的觀察,他提出了制造一套輔助工裝,用于夾緊零件以避免變形的方案。按他的經驗設計制造的工裝使用方便靈活,徹底解決了零件變形問題。


              2011年5月末,為了保證機身對接的節點,鉚裝團隊27人連續工作了三天兩夜,共計69個小時。累了就靠著工裝歇一歇,困了就裹上氈子瞇一會兒,盡管團隊成員付出了十二分的努力,工作仍沒有按期完成。當天夜里,車間組織吃工作餐,竟無人響應,大家都耷拉著腦袋默默無語。主任急了:“怎么連飯都不吃了!人是鐵,飯是鋼。吃了飯,有了力氣,我們打一場漂亮的翻身仗!” 終于,鉚裝最關鍵的任務擺在了他們面前,公司要求6月20日完成T01機身對接,交付設計實驗室。團隊成員摩拳擦掌,盡管又遇到很多困難,但在這些士氣高漲的勇士面前已經興不起風浪。6月15日,在這個開工正好一周年的日子里,機身對接順利完成,提前5天交付實驗。


              2010年8月30日,運12F001架機交付總裝車間,在總裝階段,需要用電源車進行全機供電試驗。通電后發現儀表顯示器異常,設計員吳煒、總裝車間工藝員王志巖和操作者想方設法排故。線路檢查,主接觸器和互感器都沒發現問題,拆除操縱臺和上部配電盤以及對主配電盒內的接觸器、匯流條和溶斷器等設備進行檢查,也沒有發現故障原因。就在大家冥思苦想不得其解的時候,吳煒將目光鎖定在了電源車上:“飛機沒有問題,那會不會是電源車有問題?”一語驚醒夢中人,排查的焦點很快轉移。經仔細排查,問題果然出在電源車的導線上,雖然有些“烏龍”,但大家還是在心里為飛機的品質偷偷地自豪了一下。


              2010年12月19日,運12F首架機總裝完成交付試飛站,機務人員早已厲兵秣馬做好迎戰準備。在設計、工藝、質保等部門人員配合下,他們不分晝夜,搶時間爭主動,僅用10天時間就使飛機達到首飛狀態,為運12F如期實現首飛立下了汗馬功勞。


              在挑戰面前不畏懼,在難關面前不氣餒。在運12F研制過程中,試制團隊與困難作戰、與時間賽跑,最終創造了用一年半時間完成兩架機試制的歷史記錄,用行動證明了哈飛人的實力。


              不斷創新 復材技術飛躍


              每一次攻關都飽含了工程技術人員諸多的艱辛和無數次的反復。而最終,哈飛呈現給大家的是過硬的技術、按時的交付、與國際先進水平接軌的產品。


              哈飛復材技術開始于上世紀80年代,引進法國“海豚”專利技術,并實現直9國產化。上世紀90年代,哈飛在與歐直、新加坡宇航聯合研制EC120直升機,哈飛成功攻克具有世界頂尖水平的雙曲度、變截面、帶扭角EC120前艙罩技術后,進入了世界復材技術領先者行列。在運12F試制初期,復合材料體系需要進行認證,而認證的方式就是制造許用值試片來為設計提供基礎數據和參考。運12F復合材料試片的標準是按照美國材料試驗標準制定的,精度要求極高,平行度、平面度、垂直度、尺寸精度和試片表面質量要求都是世界水平。


              從2009年第一塊試片制造開始,復合材料試片的制造經歷了不斷地摸索和改進。第一次制造的試片在數控機床切割時出現分層甚至斷裂,團隊成員認真分析原因,在第二次試制中,調整切割方法,沒有發生分層和斷裂,但試片的切割精度無法達到要求。哈飛人從不氣餒,進行了深入分析、研究,增加研磨工序,按照更高的精度標準進行切割和研磨加工,第三次試片制造順利完成。在接受民航制造符合性檢查時,3000多片試片100%滿足試驗標準,順利通過了檢查,為建立起中、美適航當局認可的復合材料體系和驗證方法積累了寶貴經驗。


              運12F副翼、升降舵、方向舵整體盒段是碳纖維增強復合材料構件。通過改進工藝方法,采用預壓實技術分別預制前梁、后墻及所有肋,然后再與蜂窩夾層蒙皮、泡沫全填充后緣組合固化,制造整體共固化結構。共固化技術的應用體現了復合材料結構成型的特點和優勢,大大減少了零部件制造所需的工裝數量,有效減輕了飛機重量。


              1架運12F飛機需要5個整體共固化盒段件,而且這5個盒段件的結構形式均不一樣。接到任務時,復材車間的研制團隊沉默了,他們都知道整體共固化盒段件的工藝復雜性和制造難度是世界復合材料件研制領域的難題。攻關團隊負責人劉忠獻對大家說:“辦法總會比困難多,先從工藝準備開始,工藝準備越充分,制造時困難就會越少!痹谠S多設計細節還沒有完善時,復材車間工藝員張超、工程技術部指導工藝員張莉就已經開始根據初期的模型對盒段件成型過程進行模擬和推演,希望找出制造過程中的難點和需要突破的關鍵技術。方向舵工藝方案制定完了,接下來就要真刀真槍地干了。在鋪層過程中發現了一個異常艱巨的問題,由于外形結構十分復雜,在預浸料鋪層時需要根據實際情況打許多剪口才能鋪放到位,剪口的位置極難有效控制,張超、張莉等一起仔細研究、反復比試,常常是在反復鋪放多次后才達到最合理、最理想的狀態。終于,盒段件開始固化,所有人拖著疲憊的身體等待著固化完成的時刻,等待著第一時間看一眼零件固化后的樣子。那一刻的心情難以形容,緊張、興奮、高興、擔憂……太多種情感復雜地交匯在一處。啟模的一瞬,大家懸著的心終于放了下來,研制成功!之后,在第一個整體共固化盒段件制造成功的基礎上,升降舵、副翼也被陸續地制造出來。這標志著哈飛整體共固化盒段件的制造水平達到了國際先進。


              磨煉隊伍 彰顯榜樣力量


              在近5年的時間里,哈飛試制團隊克服困難,連續作戰,攻克了一個又一個難關。這其中一個特殊的群體起到了中流砥柱的作用。


              2010年8月19日,研制工作進展的關鍵時期,哈飛成立了運12F黨員突擊隊。突擊隊員在黨旗下立下誓言:“創先爭優保型號,我為黨旗增光彩!睘榱诉@一神圣的目標,黨員突擊隊敢于擔當,勇于奉獻。每當前進的路上遇到坎坷、困難時,“我是黨員我先上,我是黨員交給我”那令人激動、豪氣沖天的聲音便回蕩在現場。榜樣的力量是無窮的,正是在這群默默奉獻、勇于擔當的黨員模范影響下,眾多團隊成員迸發出令人驚嘆的能量,型號研制按節點扎實穩步推進。


              一場場硬仗、一次次攻關,運12F鍛煉了出一支作風過硬、能打硬仗的隊伍。如今,有的人已經走上領導崗位,有的成長為技術、技能專家,更多人成為各個型號的骨干力量。談起運12F的艱辛試制歷程,大家不約而同地說道,我們造的是讓國人驕傲的飛機,我們心無旁騖隨著型號一起成長,我們付出了超常的心血和汗水,這輩子值了!


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