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访原中国一航科学技术委员会副主任周家骐先生

2008年07月11日 15:22中国机床商务网点击:3161

近日,一代超音速教练机“猎鹰03”在南昌首飞成功,国产新型涡桨支线新舟600飞机已经总装下线,新支线ARJ21-700飞机将于2008年9月首飞……在这些振奋人心的消息鼓舞下,为了更好地让本刊读者了解目前国内航空制造业的现状和热加工技术在航空工业中的地位和发展前景,记者采访了原中国一航科学技术委员会副主任周家骐先生。

    记者:请简要介绍一下目前中国航空工业的整体发展概况?

    周主任:航空工业这几年相对发展较快。一方面是国家经济实力的大幅提高;另一方面是国防和经济建设的需要。

    从制造技术角度看,中国航空工业的发展有5个特点:①真正实现了自行研制、自行设计的全过程,以满足国防和经济建设的需要。②真正做到了军民结合发展,启动了民用飞机的研制。③军机进入了第三代,特别是发动机的技术完成了涡喷到涡扇的转变。④进入一个新的时期,其标志是研制新的飞机,特别是大型飞机正式立项。⑤对产业和管理做出了明确分工。国家从产业和管理的角度将两大航空集团合并为中国航空工业集团公司,新成立了中国商用飞机有限公司。

    记者:在航空业大发展的形势下,航空制造业近几年有哪些新的发展?

    周主任:航空制造技术随着航空工业的发展而发展,主要体现在以下三个方面:

    第一,能力有较大的提升,基本上保证了新一代飞机的研制和批量生产。整体技术水平、工艺和装备有了很大的提高。

    第二,一批关键技术得到了突破,稳定地掌握了一批新工艺。航空制造业数字化技术得到了大的突破,设计和制造可实现并行工程;工厂的物流、信息流渗入到航空制造业各个环节中。数控机床的利用率较好;热处理炉子、表面处理设备也都基本实现了数控;数控已从冷加工扩散到热加工领域,如等温锻现在可以计算机控制。铸造过程、锻造变形的数值模拟等在逐步发展。

    此外,钛合金的冷加工和热加工工艺过程已经基本实现数字化;复合材料、涡轮叶片特别是单晶叶片和粉末盘等都可以自主制备;与热加工有关的新一代飞机上部件的加工关键技术已基本攻克,一些亚微米精度的伺服阀、大的起落架等大锻件的关键技术已稳定掌握。

    第三,装备水平有新的提高,全行业武装了一批较先进的装备。如数控设备、真空热处理设备、具备较高温度梯度的定向结晶铸造设备,等温锻造设备等基本上能满足当前飞机研制对于钛合金和高温合金部件加工的需要。其中,8000t的等温锻设备都是国产的,但真空热处理、数控机床等设备相当一部分需进口,壁板的喷丸成形及复合材料的自动铺层设备也要从国外引进。据有的单位统计,“十五”期间用于关键设备进口的资金占关键设备总值的50%左右。

    此外,还面临以下6个方面需重点发展。

    第一,新飞机的稳定批量生产还存在一些材料和工艺问题。如,一些材料和毛坯还要进口(如厚的预拉伸板)。另外,发动机用的高温合金叶片、涡轮盘的合格率比较低。

    第二,新一代飞机的一些关键技术必须尽快攻克。

    第三,大飞机的大型构件对热加工和制造技术提出了新的要求。如铸造、锻造、成形等,在安全、长寿命、可靠性等方面也提出了很多要求。

    第四,前瞻性技术的储备。国外航空工业的发展提出了一些前瞻性技术,如高性能的高温复合材料、隐身材料等。我们在这方面差距较大,因此,需加强前瞻性研究。

    第五,装备国产化。国外近几年对新技术产品出口限制得越来越紧,甚至一些标准都有限制,所以我们必须要立足自主攻克,并实现重大装备的国产化。

    第六,基础性工作。在材料的数据库、制造技术涉及的标准及规范等基础性工作上,国内比较薄弱,需要加强完善。

    记者:在我国航空制造业中热加工技术处于何种地位?发展现状如何?

    周主任:应该说,我们国家以前“重设计,轻制造”是当时国力有限造成的。在这种情况下,热加工工艺更不受重视。随着这几年制造技术的发展,对于客观规律认识的提高,一些内行的领导逐渐认识到热加工工艺是影响产品性能的重要因素。

    在这里我强调一下热加工的人才问题,热加工技术急需要培养一批学科带头人和一支强大的热加工工艺技术人员队伍。

    年轻的技术人员经历了新一代飞机研制生产的全过程后也成长起来了。但是,热加工的学科带头人、技术人员太少,可能与待遇低、领导重视程度不够有关。不过现在沈阳、成都一些工厂对技术人员在搞首席专家待遇,可以看到以往轻视热加工的情况有所好转。在这里我也呼吁一下,企业应加大对热加工技术人员的重视和工作上的支持。

    记者:目前,我国航空制造业在热加工领域都有哪些需重点突破的技术关键,实施情况如何?

    周主任:第一,新一代发动机复杂构件的制造技术及装备。如提高定向和单晶涡轮叶片精密铸造合格率,粉末涡轮盘的制备、双性能的粉末涡轮盘及采用复合材料制备的风扇叶片的研制等。

    另外,发动机上钛合金的精密铸造件要求厚度1?2mm、直径≥1m左右,难度也很大。

    制作整体叶盘的工艺方法很多,国外用的线性摩擦焊的办法,国内从设备到工艺都还存在一些问题。

    当然,这些工序中都有热处理的问题,如力学性能的调整、应力的去除等。

    第二,大型构件毛坯的提供。大型锻件需突破,其中,有一些钛合金锻件的投影面积可以达到2?3m2,甚至更大。若8万t模锻液压机能稳定投产,大锻件的问题就可以解决。又如大壁板的预拉伸的毛坯,重庆二铝和哈尔滨一铝都在做,希望能加快进展进程。大壁板的挤压需要大的挤压机,目前国内最大的挤压机12 000t的吨位就可能不满足要求。另外,还有钛合金、铝合金的大型铸件的毛坯也需重点突破。

    第三,特种工艺。如隐身涂层,热障涂层,防腐蚀的工艺,透明件的热成形等。

    第四,精密成形,提高毛坯的利用率。目前,毛坯的利用率很低,环形件、锻件都不高,肋和梁等更低。

    记者:为满足航空工业快速发展的需求,航空制造业应如何迎头赶上,发展目标是什么?

    周主任:发展目标主要有两方面:一是大的方面,希望稳定生产,提高质量,降低成本,缩短周期,提供安全、可靠、长寿命的制造技术。二是具体来讲,要攻克一批关键技术、增加一批技术储备,建立一个创新体系,建成一批关键技术的研发平台。

    具体来说,发展目标如下:①对当前影响研制和生产的关键技术,要集中力量攻克。②科学地安排一些前瞻性项目。③做好基础工作。④有计划地安排航空专用加工装备生产。⑤建设好研发平台,尤其是制造技术的研发平台。⑥国家加大投入,企业也要加大投入,建立创新基金。⑦顶层设计好创新队伍和体系。⑧加强行业管理。目前,应加快材料和热加工工艺在行业内的归口管理。

    记者:最后,请您谈一下中国航空材料和热加工技术的中长期发展规划?

    周主任:集团公司在总装和科工委的布置下启动了2030年发展战略研究和“十二五”规划制定工作,但是目前还没有完成终稿。以下只是我个人的一些观点。

    从材料来讲,有5个方向可列入关键技术:①复合材料,包括树脂基和高温(金属基,陶瓷基和碳碳)复合材料。②高温合金。③高强高韧合金(铝合金、钛合金、钢等)。④功能材料(涂层、隐身、密封、透明件及记忆合金等)。⑤特种新材料(智能材料和纳米材料)。

    对于制造技术,我认为有6个方面可以列入关键技术。其中有一些与热加工关系不是很密切,如先进装配技术,精密、超精密加工和微机械加工等。其中3项与热加工的关系比较密切:①复合材料制造技术。②新一代发动机构件的制造技术。③大飞机大型构件的制造技术。

    另外,从制造技术讲,还有一些共性、基础性的东西,如数字化技术、精密成形、关键装备、数字仿真和过程控制等,从发展目标来讲,也可以列入规划中。

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