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C919完美首秀!独家揭秘国产大飞机质量细节!

2017-05-05 爱国爱质量 中国质量报


百年飞天梦

十年磨一剑


今天,万众期待的,由我国自行研制的具有自主知识产权的大飞机C919迎来正式首飞!



2007年国家对大飞机项目立项


2008年C919名称发布


这架飞机从无到有


承载了亿万国人对中国航空事业的期待



而这背后,也是我国商用飞机研发、制造水平提升和计量进步的真实写照,大飞机的每一个环节都离不开参与人员对质量、标准、计量精益求精的追求。


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C919的机翼有个很酷的名字,叫做超临界机翼,是目前国际航空设计中最为先进的机翼设计,能比传统机翼减小5%的飞行阻力。



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在材料使用上,机身很多部位采用的都是中国最新研发的先进航空合金材料和复合材料。其中,先进铝锂合金的应用,属国内首次、国际领先。相较于传统铝合金,铝锂合金的比强度和比刚度更高、损伤容限性能、抗疲劳、抗辐射的性能更强。铝锂合金的使用可以大大提高飞机的寿命。这意味着,在航线上的C919更快速,更省油,更环保。



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航电系统则采用IMA综合处理平台,不仅使机上的电缆连接器减少90%,大大降低机载系统成本,而且平均无故障工作时间(MTBF)可提高近4倍。



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在设计过程中,通过采用加宽客舱和座椅宽度、配备新的机载设备等手段,改善了乘客的使用舒适性,并选用新型发动机满足噪声和污染物排放的要求。业内人士的评价说,与目前航线上运营的同类型波音737客机、空客A320相比,C919丝毫不逊色。



今天,小编就“进入”展翅翱翔的“雄鹰”里,带领大家领略一下计量带来的巨大魅力。


你所不知道的C919


一架大型商用客机是由数以百万计的零部件组成,涉及飞控、液压、电气、航电、动力燃油及环控等数十个复杂系统。计量测试工作贯穿了商用飞机预研、设计、生产、制造、试飞以及客户服务与维修等全寿命周期,起着重要的支撑和保障作用。



从试验验证过程的顶层设计角度,商用飞机“大计量”环节分为机载系统类计量测试和机体类计量测试。这两大环节,先后贯穿预先研究、工程设计、生产制造、试飞以及客户服务与维修等环节。


1机载系统类计量测试


目前已经建立了面向ARJ21和C919项目的航电综合实验台(电鸟)、电源系统综合实验台(铜鸟)和铁鸟综合实验台,建立了ARJ21部分成品件综合测试台及半自动电缆导通测试设备;正在建设面向下一代远程宽体客机项目的多电实验室和C919项目成品件(电子电气类)综合测试台;已经形成了特种机载设备遥测、陆空测试设备联调等能力。



大型客机地面模拟试验对飞机系统的设计具有重要意义,是提供设计依据、验证设计效果的数据来源,它主要依托“铁鸟试验台”实施。




由我国科技人员自主研发的大飞机铁鸟试验台,是一架钢铁骨架的“飞机”,就像一只永远不会上天的大鸟。铁鸟试验台与真实飞机的尺寸完全一致,其飞控、液压、起落架等系统的安装物理位置、角度和接口,液压管路布置走向及安装方式与真实飞机一样,保证了系统试验的真实性



C919飞机铁鸟试验台


2机体类计量测试


建立了全机级气动外形的测量、风洞测试与校准、ARJ21部装和总装半自动对接、C919部装全自动对接测量等能力;建立了材料/标准件合格鉴定、工艺规范验证、全机级静力/疲劳试验、部分材料/标准件入厂复验、部分机构件/密封件机械失效分析、环境测试以及面向生产制造过程的无损检测能力。


上述测量能力基本满足ARJ21小批量年产和C919研制批的需求。





与汽车制造的整体装配工艺不同,大飞机在未进行装配前是分离的,机头、机身和机翼分别来自国内不同的制造商。通过大部件装配对接,将原本分离的大部件逐步对接成龙,最终形成一架完整的飞机。飞机大部件对接精度要求极高,稍有偏差,飞机性能便会受到严重影响。


所以必须采用先进的测量设备和定位调姿设备,而激光跟踪仪正是飞机大部件对接的标尺和眼睛。


激光跟踪仪

它是利用激光干涉、测距仪和两个相互垂直的角编码器组成的三维光学坐标测量仪器,它利用光的反射、光的干涉和光电信号转换等原理实现测量,用激光来跟踪目标反射镜,通过自身的测角系统和激光测距系统来确定空间点的坐标,从而实现完整的测量过程,其最高测量精度可以达0.015mm。






你所不知道的计量工作



商用飞机制造被誉为“现代工业之花”,也是成为制造业强国的重要标志。我国国家商用飞机产业计量测试中心已经于今年3月28日起正式筹建。




计量课堂

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中国商用飞机有限责任公司于2014年9月正式启动国家商用飞机产业计量测试中心申报工作。筹建国家商用飞机产业计量测试中心,主要目的是:加强计量测试技术研究和应用,尽快弥补在商用飞机计量测试领域存在的短板与缺陷,解决阻碍商用飞机产业质量提升、创新发展的关键领域的计量测试难题,不断完善商用飞机产业计量测试服务体系,促进商用飞机产业创新发展和质量提升。



当年,波音787梦幻飞机的研制起步比欧洲的空客A380要早了很多,却因为出现了各种质量问题造成项目延迟交付3年多,反而比空客A380晚投入市场一年,造成了巨额损失。原因是什么呢?



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那是因为波音787在美国埃佛雷特总装厂组装时,那些从世界各地汇集到一起的部件经常出现尺寸误差超标的问题,如美国造41段与日本造43段外形对接不协调,导致各部分机体竟然无法结合,从而延误了工期。此后,美国波音公司在对外分包组件生产时,都将计量保障能力作为分包商审查的第一环节。



我国高铁生产企业的计量攻关成果也有很多。正如中车人所讲:“计量就像眼睛,能够帮助‘看’到我们看不到的地方。”



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为了解决压线钳压接质量工艺试验,科技人员研制出电缆线温升试验装置;针对公司称重试验台无法实现溯源的问题,开发研制了称重均衡试验台校准系统;动车组装成型后,对车辆的性能进行综合性测试。再如,高速动车组以200多公里时速飞奔时,不足10平方厘米的接触面,承受的冲击力达到二三十吨,要求定位臂与轮对节点必须严丝合缝。按要求,必须保证75%以上的接触面间隙小于0.05毫米,相当于一根细头发丝的间距。这些工艺的实现,都有赖于先进的计量测试手段。



本期主编:王惜纯

本期小编:圆   子

来源:质检总局计量司、新华网、央视新闻等

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