飛機(jī)制造業(yè)是國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)獨(dú)立的重要保證，大型飛機(jī)是噴氣時(shí)代航空科技高度集成的制高點(diǎn)，是國(guó)家保持軍事威懾能力和國(guó)際影響力的關(guān)鍵戰(zhàn)略技術(shù)。本報(bào)特約北京航空航天大學(xué)教授范玉清講述——

　　生產(chǎn)大飛機(jī)的過(guò)程涉及多個(gè)學(xué)科，包括空氣動(dòng)力學(xué)、材料學(xué)、航空電子學(xué)等；大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)則涉及化工、電子、冶金等部門，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)之花”。飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)制造技術(shù)有:高效數(shù)控加工、大型壁板的形成技術(shù)和大型壁板精確加工技術(shù)。集成的整體結(jié)構(gòu)、復(fù)材構(gòu)件和數(shù)字化技術(shù)，構(gòu)筑了新一代飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)的主體框架。

　　未來(lái)20年中國(guó)需2000多架大飛機(jī)

　　目前10億條牛仔褲才換一架A380

　　如今，每天有數(shù)十萬(wàn)人要登上7萬(wàn)個(gè)航班的客機(jī)，預(yù)計(jì)到2020年會(huì)增加一倍，即未來(lái)20年全球?qū)⑿枰�新�?5000架飛機(jī)，價(jià)值為2萬(wàn)億美元；中國(guó)將需要2000多架飛機(jī)，價(jià)值超過(guò)1800億美元。

　　目前中國(guó)的大型軍、民用飛機(jī)，全部依賴國(guó)外進(jìn)口。歐洲空中客車公司最新最大的A380客機(jī)為3億美元，而中國(guó)生產(chǎn)的牛仔褲在歐洲超市僅賣3歐元一條；約需10億條牛仔褲，才能換一架A380飛機(jī)。以法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和西班牙四國(guó)組成的歐洲空中客車公司，能夠制造A300、A320、A330、A340等大型系列飛機(jī)，占領(lǐng)世界大型飛機(jī)市場(chǎng)半壁江山，另一半則被美國(guó)

波音公司占領(lǐng)。

　　研制中的波音787技術(shù)最先進(jìn)

　　美歐嚴(yán)格封鎖大飛機(jī)核心技術(shù)

　　進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界航空工業(yè)正在全球范圍內(nèi)形成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與市場(chǎng)的全球化，降低飛機(jī)的成本及提高飛機(jī)質(zhì)量(舒適性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性)成為現(xiàn)代飛機(jī)研制的重要指標(biāo)，特別體現(xiàn)在歐洲空中客車公司的A380飛機(jī)和美國(guó)波音公司的B787飛機(jī)(見右圖)。最多能運(yùn)載850多名乘客的豪華A380飛機(jī)，是名副其實(shí)的空中巨無(wú)霸；而機(jī)體表面幾乎全是復(fù)合材料構(gòu)件組成的B787飛機(jī)，是技術(shù)上最先進(jìn)的客機(jī)。

　　目前只有美國(guó)、歐盟和俄羅斯全面掌握了大型飛機(jī)研制技術(shù)，它們都將其列為戰(zhàn)略上優(yōu)先支持發(fā)展的領(lǐng)域。美國(guó)和歐盟對(duì)大型飛機(jī)的核心技術(shù)始終嚴(yán)格控制和封鎖，甚至不惜通過(guò)政府強(qiáng)制手段防止擴(kuò)散。空中客車公司曾以到天津建A320飛機(jī)總裝廠為條件，換取中國(guó)的巨額客機(jī)訂單，歐洲媒體便紛紛干涉，怕泄露技術(shù)機(jī)密。復(fù)合材料技術(shù)是大飛機(jī)的關(guān)鍵飛機(jī)裝配技術(shù)是中國(guó)薄弱環(huán)節(jié)

　　復(fù)合材料構(gòu)件成形技術(shù)是制造大飛機(jī)的關(guān)鍵。復(fù)合材料是一種由高強(qiáng)度、高剛度增強(qiáng)材料鋪設(shè)在基體中構(gòu)成的新型材料，具有高比強(qiáng)度、高比模量、良好的抗疲勞性、隱身性好、抗腐蝕性等一系列優(yōu)點(diǎn)。在飛機(jī)上采用復(fù)合材料意味著可以明顯減輕飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，提高飛機(jī)的性能。歐洲空中客車公司的超大型客機(jī)A380，碳纖維復(fù)合材料的用量占結(jié)構(gòu)總重的15%。復(fù)合材料在美國(guó)B787飛機(jī)上的用量達(dá)50%，機(jī)身和機(jī)翼部位都采用碳層合板代替鋁合金，機(jī)體蒙皮結(jié)構(gòu)幾乎全是復(fù)合材料。

　　飛機(jī)裝配是整個(gè)飛機(jī)制造過(guò)程的龍頭，飛機(jī)裝配技術(shù)是中國(guó)飛機(jī)制造過(guò)程中最薄弱的環(huán)節(jié)，這項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及飛機(jī)設(shè)計(jì)、工藝計(jì)劃、零件生產(chǎn)、部件裝配和全機(jī)對(duì)接總裝的全部過(guò)程，有4個(gè)關(guān)鍵技術(shù):簡(jiǎn)易型架裝配技術(shù)、自動(dòng)化鉚接技術(shù)、先進(jìn)定位裝配技術(shù)和裝配過(guò)程的數(shù)字化仿真技術(shù)。

　　數(shù)字化技術(shù)縮短總裝周期

　　大飛機(jī)是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)

　　數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)協(xié)同研制環(huán)境，是大飛機(jī)制造的發(fā)展平臺(tái)，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，可以使飛機(jī)研制總裝的周期大大縮短。數(shù)字化飛機(jī)制造過(guò)程的實(shí)質(zhì)是一個(gè)產(chǎn)品數(shù)字建模、數(shù)據(jù)傳遞、拓延和加工處理的過(guò)程，最終形成的飛機(jī)產(chǎn)品尤其是大飛機(jī)，可以看作是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。美國(guó)波音公司首先實(shí)現(xiàn)以無(wú)紙作業(yè)的數(shù)字化樣機(jī)為手段，開發(fā)了新一代先進(jìn)的波音777客機(jī)，使其提前一年投入市場(chǎng)。洛克希德·馬丁公司在新一代聯(lián)合戰(zhàn)斗機(jī)JSF研制中，廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，使飛機(jī)總裝一次完成，制造成本降低50%，研制周期從原來(lái)的42個(gè)月縮短至24個(gè)月。

　　鏈接

　　所謂大型飛機(jī)，是指起飛總重量超過(guò)100噸的運(yùn)輸類飛機(jī)，也包括150座以上的干線客機(jī)，國(guó)際航運(yùn)體系習(xí)慣上把300個(gè)座位以上的客機(jī)稱作“大型客機(jī)”。中國(guó)目前已研制成功的大、中型飛機(jī)有戰(zhàn)機(jī)H-6(轟六)系列、運(yùn)輸機(jī)Y-8(運(yùn)八)系列、Y-10(運(yùn)十)樣機(jī)、與國(guó)外合作生產(chǎn)的MD82和MD90等，但目前仍沒(méi)有自己研制的大型客機(jī)。

　　飛機(jī)要突破10項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

　　中國(guó)航空第二集團(tuán)公司科技委副主任崔德剛表示:為保證中國(guó)研制的民用大型飛機(jī)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，并達(dá)到適航標(biāo)準(zhǔn)，首先要突破10項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):

　　民用大型飛機(jī)總體設(shè)計(jì)技術(shù)、

　　現(xiàn)代民用飛機(jī)的氣動(dòng)特性預(yù)測(cè)方法、-民用大型飛機(jī)的噪聲預(yù)測(cè)和減噪措施、

　　民用大型飛機(jī)載荷確定技術(shù)、-高效結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)技術(shù)、

　　長(zhǎng)壽命高可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、-民用大型飛機(jī)防雷設(shè)計(jì)和抗高強(qiáng)度輻射設(shè)計(jì)、

　　多輪起落架設(shè)計(jì)技術(shù)、

　　先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、

　　適航審定的特殊要求的鑒定技術(shù)。

　　除10項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)外，中國(guó)民用大型飛機(jī)的設(shè)計(jì)還需解決

發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)與飛機(jī)的綜合設(shè)計(jì)技術(shù)。在安全性、可靠性和舒適性三項(xiàng)關(guān)鍵評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上，應(yīng)不能低于波音和空中客車公司制造的現(xiàn)有飛機(jī)，否則無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。(孫聞)