科创中国

C919大型客机是由中国商用飞机公司上海飞机研究所设计的中国首架大型客机,是我国大飞机战略的开创性事业,是我国未来航空事业的希望,同时也向所有航空人提出了前所未有的技术挑战。在该型号飞机中复合材料用量占结构总重的15%以上,在用量大幅提升的同时,复合材料构件也由次承力结构向大型主承力结构过渡,中央翼、尾翼、球面框、后机身、机翼前后缘活动面、翼身整流罩和机身雷达罩等结构将采用复合材料结构。“一代飞机、一代产品、一代技术”,C919大型客机中复合材料构件全新的结构形式及材料体系,是对目前复合材料构件制造工艺莫大的考验。构件结构多样化、尺寸大型化、检验精确化的现状对新型复合材料制造工艺的需求的呼声也越来越高。而国外对我国在先进制造技术上严加封锁,如何打破现有困难境况,找出符合我国航空发展需求的技术方案,是当今迫在眉睫需要解决的问题。为解决上述问题,本项目依托C919大型客机型号,针对其中的后机身壁板、后压力球面框、平尾壁板、垂尾梁及C型框开展制造技术攻关,掌握复合材料零件制造关键技术,完成上述零件收件的研制与交付。摸索材料的工艺性能参数试验和数据,打通典型零件的制造全流程,积累工程数据与制造经验,将其在并行设计阶段注入设计数模,将设计定义与制造技术高度结合,实现设计、材料、工艺的高度一体化。最终实现我国自主设计制造的C919大型客机的顺利、高品质交付。本项目存在如下创新点1)突破自动铺带技术及自动铺带工装技术瓶颈,并将其进行工程化应用,实现了自动铺带制件的无缺陷制造;2)突破C型结构件由形式带来的固有回弹技术难点,制造出型面完全符合设计要求的零件;3)研发了球面框结构复合材料构件的制造工艺及工装形式,成为继波音、空客后第三家掌握该项技术的主机厂;4)首创了采用复合材料长桁刚性盖板和Ω型长桁空心气囊芯模组合技术制造技术,设计并优化了Ω型长桁空心气囊模具,开创了大型、双曲、异型长桁壁板共固化制造的先例。该项目中的技术体系,有效地避免了随着零件尺寸的加大、结构形式越来越复杂带来的制件成形、组合工装的设计、制造困难的问题,减少了复合材料制件制造过程的不稳定因素,提高了复合材料制件制造的质量稳定性。与此同时,该项技术体系具备一定的通用性与代表性,其思路可更大范围的推广到其他类似结构的复合材料制件的生产中,具有很高的技术应用价值。