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浙大科研團隊15載攻克殲20等飛機裝配係列難題
2018-06-19 08:16:50 來源: 人民日報
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  原標題:飛機裝配,有了國産自動化設備

  隨著我國自主研制的新一代隱身戰鬥機殲—20正式列裝空軍作戰部隊,肩負保家衛國使命的新型戰鷹,終于在祖國的蒼穹下振翅翱翔。

  以殲—20為代表的跨代飛機,對裝配準確度和連接可靠性提出了極為苛刻的要求。浙江大學飛機裝配創新團隊通過15年的“加速跑”,攻克了飛機裝配領域的一係列技術難題,開創了我國飛機自動化裝配新局面。

  突破核心技術

  飛機裝配是縮短飛機制造周期、降低制造成本、保障制造品質的關鍵環節。直到20世紀末,我國飛機裝配技術整體上仍較落後。當時的飛機裝配,基本上完全依賴工人的肉眼觀察和純手工操作,自動化水準低,品質難以控制,問題不可溯源,裝配效率低,嚴重影響了飛機的性能和使用壽命。

  中國也嘗試過引進、改造、升級的方法來改變窘境,但難以突破長期的技術封鎖和市場壟斷。“真正的核心技術是買不來的,中國人必須自己幹。”浙江大學先進技術研究院副院長、飛機裝配創新團隊負責人柯映林教授説。懷揣這個信念,2003年,浙江大學飛機裝配創新團隊結合國家重大戰略需求,從航空制造加工工藝基礎研究轉向飛機裝配工程關鍵技術攻關。依靠跨學科、跨領域的科學研究,團隊攻克了裝配連接失效、制孔失準、定位變形三大技術難題,成功研制了動態成組定位係統、移動機器人制孔係統、環形軌道制孔係統、5+X軸專用機床制孔係統、臥式雙機聯合鑽鉚機等全産權、全配套的飛機自動化裝配原創裝備,為運—20、殲—20、運—9等9個重點型號飛機的成功研制和批量生産提供了工藝、技術、裝備及係統的重要支撐。

  技術國産化,創新是關鍵。自動鑽鉚機是功能整合度和技術復雜度極高的航空制造工藝裝備。相較于同類産品,浙大研制的臥式雙機聯合鑽鉚機僅釘頭的齊平度就從0.05毫米提高到0.02毫米。“這項技術的核心是在制孔、锪窩、檢測、送釘、注膠、插釘、壓鉚等飛機壁板裝配的工藝過程中全部實現自動化,故障率小于1‰,其中鑽鉚機的原創設計是贏得國際競爭對手尊重和讚譽的殺手锏!” 伴隨著團隊成長的浙大發展委員會副主席陳子辰教授説。

  實現大規模應用

  一飛衝天的運—20,是中國人從具有自主智慧財産權的飛機自動化裝配線上飛出的第一架大型飛機。中國,從此成為少數幾個擁有大型運輸機生産能力的國家之一。

  一塊手表,即便是相同的零部件,不同國家的組裝,産生的價值常常很懸殊。究其原因很大程度在于裝配工藝。飛機的組件、部件、大部件和整機的自動化裝配是一個多係統的復雜整合過程,更需要精湛的裝配工藝和科研團隊的支援。

  “要擁有完全自主智慧財産權的飛機裝配核心技術,建設一支團結拼搏、勇于創新的團隊是關鍵。”陳子辰説。

  2010年,浙大團隊迎來了運—20的第一個生産線項目,即中機身自動化裝配。當時,項目的最大困難在于沒有人工的裝備工裝。“如果技術不能如期完成生産要求,整個項目就要因此停步。”團隊負責人回憶,“這是考驗我國自主研發的自動化裝配技術和係統水準的關鍵時刻。”

  畢運波是團隊中年輕的技術骨幹,2003年團隊剛組建時,他還是一名剛讀博的研究生。他回憶説,研制初期常常出差,要現場調試各種裝備和係統,常常是打著“飛的”奔波于科研基地與工程現場。團隊成員李和軍和同伴們要在短短的3天之內完成某個任務。一天深夜,李和軍還在設備上調試。“來一個扳手。”李和軍轉過頭去接時,發現遞過來扳手的是浙大機械工程學院李江雄教授。

  針對飛機裝配技術的高度集聚性和應用復雜性,團隊開發了柔性定位、精準制孔、自動化鑽鉚等共性技術整合應用平臺,與航空工業西飛、成飛、陜飛等飛機制造主機廠持續15年深度合作,創建了我國首個涵蓋組件、部件、大部件和整機的飛機自動化裝配技術體係,實現了飛機自動化裝配技術在我國飛機制造行業的大規模推廣應用。

  推動行業整體發展

  走進飛機自動化裝配車間,設備上“浙大制造”的標誌格外顯眼。這些自主研發的先進裝備,不僅提高了飛機裝配的品質,更加快了飛機裝配的效率。

  由于技術的日新月異,團隊還帶動了企業生産模式的轉變,促進了企業人才隊伍建設,推動行業整體發展。柯映林説:“我們不僅要繼續承擔核心工藝裝備研制和大係統整合開發,還要為新一代飛行器從源頭上提供科學的自動化裝配生産線建設規劃,大幅度縮短研制周期、降低成本、提升品質。”在完成西飛、成飛、陜飛重大項目的同時,團隊完成了研究型大學與行業的“産學研用”的連接。團隊還不斷結合重大工程項目,通過工程碩士專業學位研究生教育,培養一線優秀工程技術人員。

  但團隊成立之初,在“産學研用”的銜接上存在困難。

  論文是許多高校衡量科研成果的指揮棒之一,團隊成立之初很多工作因為保密無法公開發表,那麼如何評價團隊中的年輕人呢?浙江大學高度重視科技創新隊伍建設,先後出臺人事晉升特聘制度、畢業論文特別評審制度等,支援國家重大戰略需求的科學技術研究。“把優秀文章寫在祖國大地上,這是浙江大學的歷史擔當。”陳子辰説。

  目前,團隊已研制了17套飛機自動化裝配係統和2條飛機總裝配脈動生産線,為我國大型運輸機運—20和第四代隱形戰鬥機殲—20等9個重點型號的成功研制和批量生産作出了巨大貢獻。

  在軍用領域之外,國産支線客機ARJ21—700首次採用的全機三段大部件對接自動化裝配係統也來自浙大飛機裝配創新團隊。在未來,下一代大型客機和艦艇的制造也將會留下更多“浙大制造”的印記。(盧軍霞參與採寫)

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【糾錯】 責任編輯: 陳俊松
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