11月11日,南航機務(wù)工程部沈陽維修基地首套空客A320系列飛機V2500A5發(fā)動機反推翻修工作順利竣工,該基地成為國內(nèi)首家完成該型號發(fā)動機反推翻修的維修單位。此項維修能力的形成,是南航復(fù)合材料維修領(lǐng)域的一個新突破,將進一步提高南航機隊的可靠性,也有助于南航沈陽維修基地進一步打造空客A320系列飛機“一站式”維修服務(wù),降低維修成本。
發(fā)動機反推裝置是產(chǎn)生與飛機飛行方向相反推力的設(shè)備。在飛機著陸后的高速滑跑過程中,飛行員打開反推,將發(fā)動機向后噴出的氣流折向與飛機軸線呈45度夾角的方向向前噴出,從而產(chǎn)生反推力,與擾流板和機輪剎車共同作用,使飛機減速,從而縮短滑跑距離。因此,反推是飛機上的重要部附件,直接關(guān)系到飛行安全和運行正常。而由于采用了大量的復(fù)合材料,使其維修難度大大增加。
民航東北地區(qū)管理局副局長湯勁指出,首修涉及了所有典型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的修理,填補了我國民航維修業(yè)的一項技術(shù)空白;南航沈陽維修基地應(yīng)用當(dāng)前最先進的材料和工藝,首次在附件項目中未借助OEM(原始生產(chǎn)廠商)的技術(shù)支持,而是采用FAA(美國聯(lián)邦航空局)DER(委任工程代表)的修理方式完成了修理,這對今后維修企業(yè)突破OEM的技術(shù)壁壘,自主掌握附件修理技術(shù)有著重要的啟發(fā)和借鑒意義。
隨著全球復(fù)合材料工藝的日趨成熟,以及各飛機制造廠商的大規(guī)模應(yīng)用,高端復(fù)合材料修理市場的發(fā)展前景廣闊,復(fù)合材料修理能力將成為未來維修企業(yè)贏得市場的核心競爭力之一?;谶@樣的判斷,南航沈陽維修基地從2004年起就開始籌備反推等復(fù)合材料部件修理的上項工作。由于客觀條件的限制和OEM的技術(shù)封鎖,在很長一段時間內(nèi)并沒有取得實質(zhì)性進展。然而,他們沒有放棄,在民航東北地區(qū)管理局和南航機務(wù)工程部的大力支持下,通過不懈努力,把難題逐個解決。
自2012年9月起,基地大修部反推翻修上項小組正式展開了準(zhǔn)備工作。2013年7月,進行廠房改造;2014年4月,建成具有國際先進水平的標(biāo)準(zhǔn)化復(fù)合材料修理潔凈間,具備了承接發(fā)動機前罩、反推、風(fēng)扇罩、雷達罩、升降舵等高端復(fù)合材料超手冊修理和部件翻修的硬件條件;分批次完成了人員培訓(xùn)和授權(quán);9月,成立大修部復(fù)合材料修理車間。
同時,南航沈陽維修基地與TASA公司、沈陽西子公司結(jié)為合作伙伴,采用合作共贏的方式解決技術(shù)上的瓶頸問題,并于2014年7月獲得局方的翻修許可,最終啟動了首修工作。在整個首修過程中,南航沈陽維修基地大修部完全按照APS(生產(chǎn)有準(zhǔn)備,施工有程序,工作有標(biāo)準(zhǔn))理念的指導(dǎo),按照維修方案施工,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),確保了修理部件的安全性和可靠性。在施工過程中,南航沈陽維修基地的六項創(chuàng)新技術(shù)還填補了基地的技術(shù)空白。
在與TASA公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議時,南航沈陽維修基地總經(jīng)理趙寶林說:“我們將深化與TASA和西子公司的合作,建立發(fā)動機反推修理的全能力,形成發(fā)動機前環(huán)、風(fēng)扇包皮、尾錐等復(fù)合材料部件修理能力,覆蓋南航主要窄體機短艙復(fù)合材料部件,提高機隊運行保障能力,節(jié)約送修資金,同時拓展航空維修市場,把短艙項目做大做強,將其打造成國內(nèi)知名品牌。”
據(jù)悉,南航沈陽維修基地作為南航空客A320系列飛機的主維修基地,目前正抓緊大流量氣源和液壓項目的升級改造,將很快形成產(chǎn)能,與APU(飛機輔助動力裝置)、IDG(整體驅(qū)動發(fā)電機)、反推項目構(gòu)成大附件修理的“五朵金花”,競相開放,以進一步鞏固其大附件修理在國內(nèi)的領(lǐng)先地位。
六項創(chuàng)新填補技術(shù)空白
復(fù)合材料的反推修理技術(shù)含量高、工藝要求復(fù)雜,南航沈陽維修基地在工程實施過程中實現(xiàn)了六大創(chuàng)新。
創(chuàng)新一:在合作伙伴的幫助下,南航沈陽維修基地首次實現(xiàn)了在未借助OEM技術(shù)支持的情況下,通過自行設(shè)計修理方案,采用FAA DER進行批準(zhǔn)的方式,完成了超手冊范圍修理。同時,完成了涉及碳纖維層合板結(jié)構(gòu)、碳纖維鋁蜂窩結(jié)構(gòu)、鋁蒙皮鋁蜂窩消音板結(jié)構(gòu)等反推主要典型結(jié)構(gòu)的六項超手冊范圍的修理工作。
創(chuàng)新二:完成碳纖維蜂窩板結(jié)構(gòu)反推平移門外罩在材料大面積丟失后的再造。首修的反推平移門外罩因損傷,材料缺失約0.3×1米。在修理過程中,南航沈陽維修基地引用逆向工程制作了復(fù)合材料粘接模具,并確定了原結(jié)構(gòu)鋪層數(shù)量及材料方向;通過制作預(yù)固化碳纖維層合板外蒙皮,階梯式打磨粘接,分步成型固化,完成了對損傷部位的結(jié)構(gòu)再造。經(jīng)檢驗,粘接質(zhì)量優(yōu)良,氣動外形與原結(jié)構(gòu)完全一致。
創(chuàng)新三:大量應(yīng)用逆向工程方法。為了給DER方案設(shè)計提供準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù),通過加溫剝離法對損傷材料進行分析鑒定,確定了原結(jié)構(gòu)鋪層數(shù)量、鋪層方向和纖維搭接方式等數(shù)據(jù)。為保證平移門外罩結(jié)構(gòu)再造的氣動外形良好,工作者設(shè)計翻制了大型雙曲面平移門外罩粘接外形模具,僅模具制作一項就節(jié)省費用100余萬元。
創(chuàng)新四:首次完成了反推前框腹板厚度達17層的碳纖維層合板結(jié)構(gòu)修理。由于材料厚度大,粘接鋪層數(shù)量多,導(dǎo)致修理難度大,操作困難,特別是粘接前的打磨、材料搭接等工藝非常復(fù)雜。首修中,工作者完成了難度極大的階梯式打磨,確保了粘接質(zhì)量,并成功應(yīng)用了多次成型、分步固化、逆向建模、COMPACT(分布均壓)等復(fù)合材料修理領(lǐng)域的先進工藝。
創(chuàng)新五:首次完成鋁蒙皮鋁蜂窩消音板結(jié)構(gòu)的350°F固化金屬膠接修理。鋁蒙皮鋁蜂窩消音板結(jié)構(gòu)是反推最關(guān)鍵、最典型的結(jié)構(gòu)。消音板結(jié)構(gòu)的金屬膠接工藝難度大,工藝復(fù)雜。同時,350°F固化也是復(fù)合材料修理工藝中固化溫度高、操作難度大的工藝之一。在平移門內(nèi)側(cè)消音板結(jié)構(gòu)修理過程中,為保持真空壓力,保證修理區(qū)域350°F溫度均勻,工作者采用了很多有效的方法和先進工藝,成功完成了修理,在保證粘接強度的同時,也保證了消音效果。
創(chuàng)新六:首次采用國際公認的ASTM標(biāo)準(zhǔn),制作隨爐樣件,進行力學(xué)性能測試和分析,以驗證復(fù)材修理的粘接質(zhì)量。經(jīng)檢驗,所有力學(xué)性能均達到了材料的設(shè)計指標(biāo),證明復(fù)合材料粘接質(zhì)量完全合格。