“我是做大飞机舱门的!”杭州小伙子讲述舱门的0.001毫米|国产大飞机C919背后的故事和杭州科技

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今天(5月28日),C919大型客机完成全球首次商业飞行。
中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的C919大型客机,执行MU9191航班,从上海虹桥机场起飞,顺利抵达北京首都机场。
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首次商业飞行后,从明天(5月29日)开始,东航首架C919大型客机,将在上海虹桥—成都天府航线上实行常态化商业运行。今后,广大旅客可以选择乘坐国产大飞机出行了。
从立项到商业飞行,C919历经了16年,而从中国人的“大飞机梦”算起,已经穿越了53个春秋。
制造一架大飞机真的很难吗?
逐梦国产大飞机53载
什么是大飞机?在民用领域,通常指的是起飞重量100吨左右,载客超过150人的飞机。C919全机长38.9米,翼展35.8米,机高11.95米,座级158-192座,航程4075-5555公里。
大型客机研发和生产制造能力是一个国家工业体系水平的重要标志,也是一个国家整体实力的重要标志。回顾历史,中国大飞机研制之路走过了一段艰难、坎坷的历程。
1907年,旅美华侨冯如在美国奥克兰创办一个飞机制造厂,两年后,第一架飞机——“冯如一号”试飞,揭开中国人制造飞机史的第一页。
此后,我国相继成立了福建马尾海军飞机制造处、中央(杭州)飞机制造厂、南昌飞机制造厂、成都飞机制造厂等,生产中国人自己的飞机。
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但这些飞机制造厂主要以修理和组装为主,还没有生产制造的能力。到1949年新中国成立时,我国的飞机也少的可怜。以至于在编排开国大典阅兵仪式飞行编队时,周恩来总理说:“飞机不够,我们就飞两遍”。
1954年7月26日,初教-5教练机飞上了天空,宣告中国自制的第一批飞机试飞成功。据航空工业洪都公司原副总工程师苏荣富回忆,当时大家聚在试飞站,排着队地看,互相拉着手唱《咱们工人有力量》。飞机上天了,大家高兴得不得了。
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等待试飞的初教-5(来源 央广网)
从那个时候开始,中国能够自己制造飞机。于是,中国开始有了制造大飞机的梦想。
1970年8月,我国首架大型民用飞机项目正式启动,上海飞机制造厂负责飞机的制造,代号“运十”。经过十年艰苦奋斗,1980年9月26日,中国人自主研制的第一架大型喷气式客机运十首飞成功。
运十的研制成功在当时中国的经济条件和技术水平下可谓创造出了一个奇迹,但之后由于种种原因,项目被搁置。在随后的上世纪80年代末和90年代,我国又进行了几次国际合作来发展民用飞机,最终这些尝试都未能持续推进。
但逐梦大飞机,中国从未中断。随着经济的快速增长和民航事业的发展,研制具有自主知识产权的商用飞机被再次提上日程。2002年,我国的ARJ21新支线飞机项目立项。
终于到2007年,大型客机C919研制项目正式启动。又是经过十年艰辛,2017年5月5日,C919在上海浦东国际机场实现首飞。
此后,又经过长达6年的飞行验证,C919终于迎来首次商业飞行,逐梦国产大飞机53载,中国人终于坐上自己生产的大飞机翱翔天空。
制造一架大飞机需要什么?
时至今日,放眼全球200多个国家和地区,此前也只有波音、空客两个大飞机“寡头”,也只有美欧等少数国家拥有自己的大飞机。
制造一架大飞机,到底需要什么呢?
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设计,是国产大飞机需要迈过的第一道坎儿。要设计出一架全新的大飞机并不容易,首先要解决的是气动布局问题,没有好的气动布局,你的飞机就飞不起来或者飞起来不受控制。据了解,C919采用全国联合设计,来自全国13个省市、47家单位、468位专家参与其中,突破控制律等163项关键技术。
其次要能把设计图纸变成一个个精密的零部件。据商飞官网介绍,C919采用主流客机制造国际通行的“主制造商-供应商”模式。国内有22个省市、1000多家企事业单位、30万产业人员参与了C919大型客机研制,包括宝钢在内的16家材料制造商和54家标准件制造商成为大型客机项目的供应商或潜在供应商。
仅仅C919的机体结构,就有包括沈飞民机、西飞国际、成飞民机、哈飞集团、洪都集团、昌飞集团、上飞公司,以及航空工业特种结构研究所(637研究所)、航天特种材料及工艺研究所(航天306所)、浙江西子航空工业有限公司等单位共同制造。
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完成了飞机的设计和零部件生产,研制飞机的艰难才刚刚开始。在一架先进的民航客机上,有几十套高大上的系统和几百万个高精尖的零部件,要想把这几百万个零部件组装成一架大飞机也不容易,因为它的部件来自不同的地方。
C919的机头来自成都,前机身、中后机身来自南昌、中央翼和副翼来自西安、后机身来自沈阳、起落架和舱门来自哈尔滨,制造过程中难免产生误差,而组装时要求精至毫厘,比如机身与机头的缝隙,要求不能超过3毫米。因此,还需要有一支数万人的高技术装配技术团队。
组装成功够,还要经过重力、压力、耐力等静态测试,此后还有高温、高原、严寒、溅水、鸟撞、结冰、最小起飞速度、误操作起飞、刹车失灵等数不清的环境飞行测试,在任何一个环节,任何一个零部件出现问题,都要进行再改进和再测试。
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现在回到文章开头的问题,制造一架大飞机很难吗?
或许我们可以借用1993年黑海造船厂厂长马卡洛夫回答如何才能继续完成“瓦良格号”建造时的一段话:
“要完成它,我需要苏联、党中央、国家计划委员会、军事委员会、9个国防工业部门、600个相关专业、8000家配套厂家;总之,我需要一个伟大的国家。”
今天,“瓦良格号”已经在中国重获新生,就是我们的“辽宁舰”。
国产大飞机逐梦半个世纪亦如“瓦良格号”建造,需要一个伟大的国家。
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C919如何走出国门飞向世界?
商业载客飞行之后,意味着C919国产大飞机的路走完了吗?
远没有!
C919大型客机是我国按照国际通行适航标准研制、具有完全自主知识产权的全球新一代单通道干线客机。
这句话这么个关键词:国际通行适航标准。
也就是说,C919大飞机要走出国门并运营国际航线,还需要相关国家颁发的适航证。
目前,由美国联邦航空管理局(FAA)以及欧洲航空安全局(EASA)颁发的适航证含金量较高,得到全球绝大多数国家的认可。
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遗憾的是,一直到现在FAA和EASA都没有向C919颁发适航证。
从尺寸、载客量等指标来看,C919对标的是美国波音737以及欧洲空客A320。虽然飞行经验方面不及它们,但C919在价格上却有较为明显的优势,是两大机型的有力竞争者,这或许是FAA和EASA拒绝向C919颁发适航证的重要原因。
不过随着C919商业飞行里程越来越多、安全性得到不断验证的情况下,FAA和EASA向其颁发适航证是迟早的事。
C919大飞机与浙江
“我是做飞机舱门的”
在国产大飞机的研制过程中,绕不开浙江的身影。
1933年,国民政府在杭州投资建立中央飞机制造厂杭州公司,这就是民国时赫赫有名的中央(杭州)飞机制造厂,也是当时最现代最先进、规模最大的飞机制造厂。
制造厂的中方监理王助,是美国波音公司的首任工程师,他也是中国近代航空事业的奠基人。这里培养了新中国第一架喷气飞机总设计师徐舜寿等,就连钱学森考取麻省理工学院航空系之后也在这里实习一年多。
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现任工信部部长的金壮龙,曾于2012年至2017年任中国商飞董事长,见证了C919大飞机的研制与试飞。
金壮龙老家在舟山市东荡村何家塘,1982年,18岁的金壮龙考入北京航空航天大学,就读飞行器设计专业,这是他人生第一次离开舟山群岛。
2007年是金壮龙转折性的一年,这一年C919大飞机项目启动,金壮龙从航天领域转到了民用航空领域,但任大型客机项目筹备组副组长。次年,中国商飞经国务院批准在上海成立,金壮龙担任总经理,开始了国产大飞机的研制工作。
说完C919的“掌门人”,再来说说C919的两个门——应急发电机舱门(RAT门)和辅助动力装置门(APU门),这是地道的“浙江货”,由浙江西子联合控股有限公司生产。
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西子航空是中国商飞确定的九大机体供应商中的唯一一家民营企业,西子联合董事长王水福说,C919把我们带进了航空这个领域,我们感到很幸运。
这两个舱门项目,涉及30多项航空特种工艺技术,涵盖数控机加、钣金成形、热表处理、金属胶接、理化测试、复合材料、部件装配等过程,结构复杂,科技含量极高,对参与者有着很高的要求。
西子航空总工程师傅云说,航空制造业的零部件生产非常严格,哪怕是残留的一颗小铝屑没清除,就可能造成几万甚至几十万美元零部件的整体报废。在验收时,甚至要用手电筒顺着一排排的铆钉逐颗照过去,只要稍有阴影的地方就必须返工。
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今年31岁的胡腾飞来自杭州临安,2015年毕业于杭州职业技术学院友嘉机电学院,现在是C919客机舱门装配技术人员。他是第一批被招入西子航空公司的高职生。
虽然祖祖辈辈都没与飞机打过交道,但冥冥之中父母却给他取了“腾飞”这个名字,“本来父母希望我将来我长大成人,能出人头地,一飞冲天,没想到二十多年后,我还真的和‘腾飞’结下了不解之缘。”
生产飞机零件有多严苛,胡腾飞打了个比方:如果学校里零件要求的误差在0.1毫米的话,在飞机生产车间要求精度就要达到0.001毫米,差不多相差100倍。
自从参与大飞机制造,胡腾飞就落下“职业病”,看什么工业品都觉得做工不够细致,瑕疵很大。
有一次,他的车被人刮了,去修理店维修时,总觉得拼接得缝隙太大:“当时修车店还不服气,觉得我是故意挑刺,直到我说‘我是做飞机舱门的’,他们才不吭声”。
大国重器:C919国产大型客机发展大事记
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橙柿互动·都市快报 记者 殷军领 程超
制图 刘静楠 毛迪