周森浩
“人這一輩子最難得的是,能夠把興趣愛好變成終生的職業和追求,能夠用我們的智慧,用我們的雙手,讓一架架大飛機從一張張美好藍圖走進車間、走進機庫、走上停機坪。我很幸福。”C919大型客機副總設計師傅國華在接受記者采訪時這樣說。
“忙”是第一個關鍵字
距離C919大型客機成功首飛已經過去一段時間了,聯系傅國華等C919型號副總設計師們接受記者采訪,仍然是一件難度系數很高的任務。
“忙”是傅國華對此的解釋,事實上,也是自他2008年投身C919型號研制以來,始終伴隨他的第一個關鍵字。
“我們大飛機人的工作狀態是‘7·11,就是一周工作七天,每天工作11小時。”傅國華笑著說,“我們已經很習慣于這種狀態了。”
對此,曾有人開玩笑說,總裝制造團隊的同志們像夜貓子一樣,一過半夜一點鐘,眼睛就開始放光了。
“我們這個團隊還真是這樣,很多人到了半夜就精神振奮,開會討論問題滔滔不絕,思路特別清楚。還真的有很多技術、工藝上的難題,是在半夜、凌晨攻克的。”傅國華笑道,“想想也不奇怪,一直加班,生物鐘也適應了。大家也沒怎么考慮加班不加班的,或者加多長時間,只是覺得遇到難題了就一定得解決掉。就是這么一種簡單、樸素的想法。”
一次,飛機的電子設備艙要做一個工程更改,看似簡單,只是把兩根線換一下方向,結果傅國華帶著一位工人、一位質檢員,三個人一起從晚上10點多鐘干到了第二天早上6點多鐘。
“主要是因為線纜所在的空間狹小,又要盡可能不影響其他線纜和設備。”傅國華回憶說,“三個人在一起想辦法,又說又做,也沒注意時間過去了多久。除了喝水上廁所,其他時間里我們都在琢磨這個工作到底怎么做才是最好。等全部做完,從車間里出來一看,天都亮了。三個人都很驚訝,怎么這個活兒干了這么久。”
的確,當人們專注于某一件事的時候,時間的流淌就顯得越發寂靜無聲。從2015年10月浦東基地開始投入使用時起,C919大型客機總裝車間、部裝車間的燈火就在無數個夜晚靜悄悄地點亮。
終于啃下這塊“硬骨頭”
供應商管理是大飛機研制過程中面臨的一大難題。姑且不論C919項目的國際供應商都是世界一流的航空制造企業,2008年才成立的中國商飛,要給這些擁有數十年甚至上百年歷史的國際航空巨擘出題目、劃道道,按中國人的標準和要求交付零部件,光是國內供應商的管理,就讓C919的研制團隊煞費苦心。
2013年下半年到2014年,將近一年的時間,傅國華和C919項目團隊的設計、制造骨干們一起,兩三百號人,到國內C919各大機體供應商“家里”蹲點跟產,協調解決各種困難。
于是,江西、陜西、四川、遼寧、黑龍江、江蘇……傅國華跟著C919機體各大部段,轉戰大江南北。這一跟,就是一年。
在傅國華的記憶中,印象最深的是在洪都公司跟產。江西省及洪都公司參與C919項目、服務國家戰略的積極性非常高,洪都為此還專門成立了項目實施主體——洪都商用飛機公司,主要承制C919的前機身大部段。但囿于自身條件,洪都在前機身大部段研制中面臨很大的挑戰。從2013年開始,中國商飛公司開始委派設計、制造等人員到洪都位于南昌航空產業城的工廠跟產,高峰時期有30多人。
從傅國華團隊住的賓館到南昌航空工業城,有40分鐘左右車程。每天一大早,傅國華就和同事們一起,隨著滾滾車流,到洪都“上班”。和上飛公司浦東基地一樣,這個占地25平方公里的航空城,在2008年國家啟動大飛機項目前還是一大片荒地。滄海桑田,讓人不無感慨。
C919在洪都碰到的最大難題是第三代鋁鋰合金。第三代鋁鋰合金是C919項目上的一個亮點,在國際上都處于領先水平。洪都此前沒有使用過這種新材料,在加工過程中遇到了很多問題。當時,商飛和洪都兩支團隊在一起,同吃同住同勞動,花了很大的精力啃下了這塊“硬骨頭”。
2014年5月15日,C919大型客機前機身大部段在洪都成功下線。這個大部段包括前段客艙、前貨艙和再循環風扇艙,是由蒙皮、客艙舷窗、客艙地板和承力部件等構成的筒狀結構部段,包含零件1600多項,涉及工裝1900多項。這也是C919首個下線的大部段。
14個省市齊上陣
C919總裝制造團隊遇到的下一個大難題,恐怕事先不少人都沒有想到。
C919的主要機體供應商分布在陜西、四川、遼寧、江西、黑龍江等地,大部段需要從水路或者陸路運抵上海。水路也就罷了,陸路可不好走,一條條隧道、一座座橋梁都成為C919大部段運輸過程中的攔路虎。
2015年4月21日,為了解決C919大部段運輸中存在的困難,第一次國產大飛機大部段運輸協調會在北京舉行。交通運輸部、公安部以及滬、津、渝、蘇、冀、川、鄂、遼、浙、皖、贛、魯、豫、陜等14個省市的相關負責人與會,和中國商飛的團隊一起,研究解決運輸難題。
在國務院及各省市交通運輸部門的大力支持下,總裝制造團隊把C919大部段公路運輸的線路走了個遍。自大部段從供應商的廠房里裝車開始,直到運抵位于上海浦東的總裝制造中心部裝車間為止。從車輛改裝、超高超寬問題協調,到道路安全隱患排查,以及與沿途各省市的協調,團隊做了大量細致的功課,制定了詳細的運輸方案,甚至還在一些難點線路上用1:1的模型進行了運輸演練。
“車廂里每一個掛鉤、鉸鏈、傳感器的位置,一路上每一條隧道的高度、寬度,我們都爛熟于心。做這么多工作的目的只有一個,那就是讓供應商辛辛苦苦造出來的飛機大部段能夠平平安安地運到上海進行總裝。”傅國華說,“那可是我們和供應商一起加班加點,克服了多少困難才造出來的‘寶貝,真不能有半點閃失。”
一些國內供應商為了C919大部段運輸也是使出了渾身解數,派出開路車全程護送。其中,西安飛機制造公司和洪都公司甚至專門給C919大部段定制了專車。
西飛公司承擔的是C919的中機身中央翼大部段,長5.99米,寬3.96米,由中機身筒段、龍骨梁、中央翼、應急門組成,包含零件8200多個,涉及工裝3400多項。這個大部段接近4米的寬度,幾乎達到了目前公路運輸的極限。西飛公司為此定制了一輛“蝴蝶車”,即車廂兩側壁板能夠像蝴蝶翅膀一樣打開,方便大部段裝卸。
洪都公司生產的前機身大部段則用一輛定制的“下沉式”貨車運輸。“這個大部段的運輸問題主要是超高。”傅國華介紹說,“洪都公司委托中遠物流運輸。中遠投入200多萬元改裝了這輛C919‘專車。我個人理解,中遠此舉也是出于看好C919大型客機的前景。”
打造數字化工廠
2014年9月19日9時19分,C919大型客機首架機開始結構總裝,中國商飛發出以完成“機體結構總裝”和“詳細設計評審”為重點的攻堅令。“百日攻堅”的沖鋒號吹響了。
對于總裝制造團隊來說,加班其實不難,早已是家常便飯。真正的挑戰,來自于C919飛機應用的一系列新技術、新材料、新工藝,來自于貫穿整個C919項目設計、制造、試驗和客戶服務等整個研制周期的數字化應用,來自于高端復雜項目中對供應商特別是國際供應商的有效管控。
以數字化制造為例,C919大型客機在國內首次使用了許多先進設備,如前機身大部段制造所使用的蒙皮鏡像銑,洪都公司引進時全球僅有兩套。這種新設備大大提高了前機身大部段制造的質量、效率和穩定性。同時,得益于全過程的數字化應用,C919采用了大量的數字化標工,大到系統件、成品件,小到線纜甚至鉚釘,都可以在飛機級的數字圖紙中找到定位坐標,從而極大地提高了裝配效率。
“以前我們搞飛機裝配,就是‘裝裝配配,裝和配的工作量差不多。通過數字化應用,我們把C919總裝過程需要的‘配的工作量,幾乎壓縮到零。”傅國華平實的描述中帶著自豪,“比如制孔、埋頭,以前可能需要8個工人一起干,現在用了數字化制孔技術,只需要2個工人,工作效率明顯提高。”
在容差分配方面,C919大型客機也有了很大創新。“以前的容差分配模式,往往基于一系列復雜的計算,很難做到充分的系統化綜合考量。”傅國華告訴記者,“C919導入并大量應用系統工程的理念,容差的分配在飛機級的頂層設計中就有了充分考量,把工程希望實現的容差,通過工藝進行分配。假設總的工程要求是±1mm,層層分解到某個具體零件上,容差要求可能是±0.1mm,由此來實現對整體容差的精確控制。”
除了數字化應用、柔性工裝、自動化生產線等創新成果外,總裝制造團隊還在探索虛擬增強現實技術(VR)在C919總裝制造中的應用。
“對于新機型研制批的操作培訓,以及工程圖紙中產品裝配性、維護性、維修性的檢查,VR技術具有較大的應用空間。”傅國華認為,“工人戴上VR眼鏡,能很直觀地看到整架飛機的三維模型,也能很清晰地看到將要操作的具體環境。這對于新員工的上崗培訓也有很大幫助。”
“總裝制造團隊給自己壓擔子,瞄準國際一流水平,創新觀念、創新技術、創新工藝、創新管理,目的只有一個,就是把我們的C919飛機真正打造成為能夠廣受市場認可的精品。未來,我們將繼續深入應用系統工程的工具和方法,持續用數字化手段再造工藝、體系、流程、標準,著力打造數字化裝配工廠。”傅國華如是說。
意料之中的完美首飛
2017年5月5日,C919大型客機首架機在上海浦東機場第四跑道成功首飛。同年12月17日,C919飛機第二架機在同一跑道成功首飛。《人民日報》、新華社、央視等諸多國內外主流媒體在盤點2017年十大事件時,無一例外地將C919首飛列入其中。
值得一提的是,美國CNN在評價C919首飛時提到,中國人提高了飛機首飛的透明度標準,現場直播駕駛艙畫面史無前例。言外之意是,波音、空客這些“老前輩”在以往任何一款飛機首飛時都不曾這么干,你們中國人膽子挺大、信心挺足。事實上,C919首架機首飛79分鐘,第二架機首飛120分鐘,兩架飛機的駕駛艙沒有出現過一個故障報警信號。
傅國華對此絲毫不感意外。
“好飛機靠設計,也靠制造。C919在設計之初就瞄準世界先進水平,許多設計指標比當時的同類客機都要高。”傅國華說,“而且,這兩架C919飛機,是我們總裝制造團隊從頭到尾、從零到整造出來的,飛機上的一釘一鉚我們心里都很清楚。”
“在C919首架機沖刺首飛的過程中,我們仔細研究了每一份數字圖紙,做了大量的預演,和設計團隊進行了反復研討。5月5日,我們看到了完美的首飛,這僅僅是最終的一個結果。”傅國華表示。
在傅國華看來,商用飛機項目,跟其他單純地搞一個飛機型號項目,最大的區別就是,它最終的目的不是為了造出一架飛機,而是為了追求商業化成功,這也是我們面臨的一大難點。
“法國和英國一起搞的協和飛機先進吧?世界上第一款超聲速客機。可是結果呢?航空公司不愿買,最后還是退出了市場。所以,飛機造得再好,也得讓市場滿意,讓乘客滿意。”傅國華說,“中國商飛的愿景,就是把我們的飛機打造成飛行員愛飛、乘客愛坐、航空公司愿買的優質商品。”