本報(bào)訊 國產(chǎn)大型客機(jī)C919首架機(jī)在上海總裝下線，進(jìn)入地面試驗(yàn)狀態(tài)，標(biāo)志著我國在大型客機(jī)制造領(lǐng)域達(dá)到了新的高度。我校與中國商飛的合作由來已久，并在C919飛機(jī)的研制過程中發(fā)揮了重要作用，其中包括C919飛機(jī)中央翼復(fù)合材料后梁大開口補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究、C919大飛機(jī)鋁合金機(jī)身激光焊接技術(shù)及裝備研究。
　　大型民用客機(jī)的制造被稱作“工業(yè)皇冠上的明珠”，是一國工業(yè)、科技水平和綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。“一代材料，一代飛機(jī)”。碳纖維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料已成為航空航天的首選材料，在減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)效率、改善結(jié)構(gòu)可靠性、延長結(jié)構(gòu)壽命方面，具有其他材料無法比擬的優(yōu)勢。我校復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所赫曉東教授團(tuán)隊(duì)早在2010年就開展了C919中央翼復(fù)合材料后梁大開口補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究工作，助推C919研制。C919采用了大量的先進(jìn)復(fù)合材料，使得整個(gè)機(jī)體的自身重量明顯減輕，對未來的使用效率將會有明顯的提升。然而航空航天結(jié)構(gòu)由于檢查、維修、導(dǎo)管通過等原因，需要很多開口。對于碳纖維復(fù)合材料層合板，開口將破壞纖維的連續(xù)性，影響使用性能；同時(shí)在開口區(qū)附近易形成應(yīng)力集中，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，需要對開口結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格地設(shè)計(jì)。
　　在赫曉東教授、王榮國教授的帶領(lǐng)下，課題組針對大開口結(jié)構(gòu)部件可靠性和輕量化的重大需求，采用碳纖維復(fù)合材料取代金屬結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮飛機(jī)可靠性、維修性和綜合保障等方面要求，達(dá)到了減重和提高產(chǎn)品質(zhì)量目的，同時(shí)兼顧零件制造工藝性和部件的裝配工藝性，通過采用補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來提高結(jié)構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度，以滿足結(jié)構(gòu)使用環(huán)境要求。課題組首次制備出了復(fù)合材料大開口及其補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的對比實(shí)驗(yàn)件，通過試驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可靠性。同時(shí)，課題組所提出的中央翼復(fù)合材料后梁大開口補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案及獲得的一手試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為C919大飛機(jī)中央翼后梁大開口的選型設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
　　隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高，國際飛機(jī)制造業(yè)把通過減輕質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)降低油耗、提高有效載荷作為提高企業(yè)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。歐洲空客20世紀(jì)90年代開始研制“以焊代鉚”實(shí)現(xiàn)機(jī)身的減重，于2003年完成首件機(jī)身壁板的制造，目前已在A380、A340、A318三個(gè)機(jī)型上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，并預(yù)測焊接機(jī)身代替鉚接機(jī)身，可以減輕10%的機(jī)身重量，每架客機(jī)25年服役期限內(nèi)節(jié)約9億歐元的燃料費(fèi)用。
　　2011年，先進(jìn)焊接與連接國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳彥賓教授率領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)與上飛公司合作承擔(dān)了 “雙束光纖激光焊接鋁合金機(jī)身壁板工藝及裝備技術(shù)”研制任務(wù)。閆相和研究員帶領(lǐng)李縱躍高工、林泳工程師設(shè)計(jì)出國際先進(jìn)水平的機(jī)器人自動化焊接裝備，陶汪副教授帶領(lǐng)博士研究生開發(fā)出國際上焊接速度最快的鋁合金雙側(cè)激光焊接工藝。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近4年的努力，突破了鋁鋰合金雙側(cè)光纖激光同步高速焊接工藝、雙機(jī)器人協(xié)調(diào)控制、雙曲桁條定位、薄壁蒙皮真空吸附、空間焊接軌跡離線編程、焊縫質(zhì)量在線監(jiān)測、大型龍門高速運(yùn)動精度控制等關(guān)鍵技術(shù)。團(tuán)隊(duì)在國際上率先完成鋁鋰合金激光焊接整體壁板的疲勞損傷容限和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評定，研制出首臺集成多軸數(shù)控與機(jī)器人組聯(lián)動的雙光纖激光焊接裝備，將于2015年底交付中國商飛上飛公司。 （本報(bào)記者 吉星 張妍）