成就一流航空部件制造

　　在新冠肺炎疫情的影响下，全球客运严重受阻，“客改货”成为众多航司保持盈利的“自救”方式，航空MRO（Maintenance,Repair&Operations，维护、维修、运行）行业由此大热。据波音公司近期发布的2021版《民用航空市场预测》，未来20年间全货机将是一个显著增长的领域，高性价比的客改货飞机在全货机市场上更是前景广阔。

　　中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司（简称成飞），作为国际一流的民机大部件供应商，也积极参与到“客改货”的浪潮中，2021年10月，航空工业成飞民机交付的全球首架波音777-300ER客机改货机门框正式在以色列航空集团（简称“IAI”）在特拉维夫厂区改装现场亮相。据悉，该门框组件是IAI与航空工业成飞民机合作的777客改货改装套件11个工作包中尺寸最大，也是客机改货机过程中最具标志性节点的部件。

　　据中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司研究员级高级工程师汤立民介绍，成飞民机拥有完整的波音和空客制造体系，比如，空客A320和波音B737的登机门，成飞民机已有近20年的制造经验。“客改货，就是两个大的改动，一是地板梁结构，需要将座椅全部拆掉，同时加大承重；二是门框，因为货物的体积比较大，需要直接推进机舱里。”

　　针对地板梁，重点要保证零件制造的强度，有些梁可能有十几米长，这就对每个孔之间的位置精度提出了新要求，此外对机床的稳定性也有比较高的要求。而门框部分，主要的难度在于曲面加工，必须使用五轴机床。

　　“总的来说，‘没有金刚钻，不揽瓷器活’，正是由于成飞有着成熟完整的制造体系，才可能得到波音和空客公司的青睐。”汤立民说道。

　　振翅欲飞的航空业

　　据ainonline网站报道，全球至少有4个民用航空发动机制造商（CFM国际公司、GE航空、普惠/普惠加拿大公司和罗尔斯·罗伊斯公司）都启动了重大项目，以研究和开发能够为支线、单通道甚至宽体客机提供动力的混合电力推进系统。与此同时，它们也正在努力显着提高传统航空发动机的效率，以大幅减少二氧化碳和其他排放。

　　以罗·罗公司新一代UltraFan®发动机为例，其验证机风扇直径达140英寸（约3.56米）。与第一代遄达发动机相比，UltraFan®的燃油效率提升了25%。“发动机越做越大，对制造的要求就越来越高，零部件加工的难度也越来越大，”汤立民说道，“首先是零部件可靠性，由于现代航空发动机的燃烧室温度最高可以达到2000℃以上，因此零部件多采用高温合金、镍基合金材料，近些年来，复合材料、陶瓷基复合材料的应用也越来越多，这些材料给加工带来了相当的难度，具体来说对机床的扭矩、功率、刀具、切削工艺的要求越来越高，同时我们还要考虑成本控制。未来，随着航空业逐渐向着‘低碳’目标前进，发动机零件的制造只会更加复杂。”

　　此外，汤立民也特别提到了国产航空发动机的研发进展。由中航商用航空发动机有限责任公司生产的长江CJ-1000A民用大涵道涡扇发动机即将装上伊尔76试车台试飞。长江CJ-1000A是C919配套的国产发动机，目前该机使用的还是进口的CFM公司研发的LEAP-1C发动机，一旦长江CJ-1000A通过适航认证，长江CJ-1000A将能够实现对LEAP-1C发动机的进口替代。

　　据中国航发官网资料，长江CJ-1000A是一型双轴大涵道比直驱涡扇发动机，由1级风扇、3级增压级、10级高压压气机、单环形燃烧室、2级高压涡轮及7级低压涡轮组成，采用全三维气动设计、贫油预混燃烧、主动间隙控制等先进技术，以及宽弦空心风扇叶片、整体叶盘、新一代单晶、粉末冶金等先进材料工艺，具有高效率、低燃油消耗，低排放、低噪音，高可靠性、长使用寿命，低维护成本、良好的维修性等产品特性。

　　“对于全球的民航市场，我还是持非常乐观的态度。像波音公司在2021年共交付了340架客机，已接近2019年380架的水平，空客公司在2021年共交付了611架客机，离2019年的863架尚有距离，但总体来说，需求量还在。国内方面，国产C919的交付将带动相关航空工业高速发展。”汤立民说道。

　　五轴加工，必不可少

　　2021年11月，由成飞牵头完成的项目“五轴数控机床S形试件检测方法及加工精度提升技术”获得国家科技进步二等奖。“S形试件国际标准”发布已过去2年，在这2年中，国内生产五轴机床的民营企业越来越多，据汤立民介绍仅在浙江、广东、重庆就出现了一大批机床制造基地。

　　“在不少成飞项目的招标中，我们看到了很多国产五轴机床制造商参与竞标，这也让我们非常惊喜。目前，国产五轴机床的精度，是完全能够达到的国外品牌的相同水平的，但在高速、可靠性和故障率方面还是略差于国外，”但汤立民认为，这主要是经验积累的问题，“许多国外的机床品牌已经过数十年，甚至一百多年，几代人的发展，他们在行业中的应用广度也非国产五轴机床可比，但是，机床是一个高技术产品，不是我们日常用的商品那么简单，所以我们还是要对国产五轴机床持更加包容的态度。”

　　“在机床可靠性方面，除了设计优化，现在也出现了不少新技术，例如精度误差补偿（VCS）功能，这个功能能在机床开始使用之后，定期检查机床精度，如果有误差，它可以自动调整。”

　　根据中国机床工具工业协会公布的统计数据，2021年1-11月，1-11月规模以上企业金属切削机床产量为54.3万台，同比增长29.9%。金属成形机床产量为19.3万台，同比增长3.8%。对高端数控机床的需求量持续增加。

　　“对于用户来说，高端就意味着品质要好，要实现高端必须使用标准。‘S’形试件标准是中国机床行业第一个的国际标准，也是促进全球机床行业发展的中国方案，所以首先，我希望国内的机床生产商能够明确自己的定位，不要看到什么好就去干什么；其次，要持之以恒，通过践行标准，通过推行智能制造，让我们的制造业越做越强！”汤立民在采访的最后如此说。

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