我校两项关键技术助推国产大型客机C919“起飞”

    哈工大报讯（本报记者 吉星 张妍/文）国产大型客机C919首架机在上海总装下线，进入地面试验状态，标志着我国在大型客机制造领域达到了新的高度。我校与中国商飞的合作由来已久，并在C919飞机的研制过程中发挥了重要作用，其中包括C919飞机中央翼复合材料后梁大开口补强设计技术研究、C919大飞机铝合金机身激光焊接技术及装备研究。

　　大型民用客机的制造被称作“工业皇冠上的明珠”，是一国工业、科技水平和综合实力的集中体现。“一代材料，一代飞机”。碳纤维结构复合材料已成为航空航天的首选材料，在减轻结构重量、提高结构效率、改善结构可靠性、延长结构寿命方面，具有其他材料无法比拟的优势。我校复合材料与结构研究所赫晓东教授团队早在2010年就开展了C919中央翼复合材料后梁大开口补强设计技术研究工作，助推C919研制。C919采用了大量的先进复合材料，使得整个机体的自身重量明显减轻，对未来的使用效率将会有明显的提升。然而航空航天结构由于检查、维修、导管通过等原因，需要很多开口。对于碳纤维复合材料层合板，开口将破坏纤维的连续性，影响使用性能；同时在开口区附近易形成应力集中，降低结构的承载能力，需要对开口结构进行严格地设计。

　　在赫晓东教授、王荣国教授的带领下，课题组针对大开口结构部件可靠性和轻量化的重大需求，采用碳纤维复合材料取代金属结构，设计时充分考虑飞机可靠性、维修性和综合保障等方面要求，达到了减重和提高产品质量目的，同时兼顾零件制造工艺性和部件的装配工艺性，通过采用补强结构设计来提高结构件的刚度、强度，以满足结构使用环境要求。课题组首次制备出了复合材料大开口及其补强结构的对比实验件，通过试验验证了设计方案的可靠性。同时，课题组所提出的中央翼复合材料后梁大开口补强设计方案及获得的一手试验数据，为C919大飞机中央翼后梁大开口的选型设计提供了强有力的技术支撑。

　　随着全球对环境保护的重视程度不断提高，国际飞机制造业把通过减轻质量，实现降低油耗、提高有效载荷作为提高企业产品竞争力的关键。欧洲空客20世纪90年代开始研制“以焊代铆”实现机身的减重，于2003年完成首件机身壁板的制造，目前已在A380、A340、A318三个机型上实现应用，并预测焊接机身代替铆接机身，可以减轻10%的机身重量，每架客机25年服役期限内节约9亿欧元的燃料费用。

　　2011年，先进焊接与连接国家重点实验室主任陈彦宾教授率领科研团队与上飞公司合作承担了 “双束光纤激光焊接铝合金机身壁板工艺及装备技术”研制任务。闫相和研究员带领李纵跃高工、林泳工程师设计出国际先进水平的机器人自动化焊接装备，陶汪副教授带领博士研究生开发出国际上焊接速度最快的铝合金双侧激光焊接工艺。团队经过近4年的努力，突破了铝锂合金双侧光纤激光同步高速焊接工艺、双机器人协调控制、双曲桁条定位、薄壁蒙皮真空吸附、空间焊接轨迹离线编程、焊缝质量在线监测、大型龙门高速运动精度控制等关键技术。团队在国际上率先完成铝锂合金激光焊接整体壁板的疲劳损伤容限和结构稳定性评定，研制出首台集成多轴数控与机器人组联动的双光纤激光焊接装备，将于2015年底交付中国商飞上飞公司。