航空工业制造院曾元松:提升航空材料自主创新能力

 航天     |      2020-02-01 10:39

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  近年来,复合材料凭借着自身优势,在航空航天、工业民品等多个领域崭露头角,市场需求逐年扩大。国家激励新材料产业发展、大力倡导自主创新、重视改善和保护环境、积极推进节能减排,也为复合材料行业大发展提供了良好契机。2007年我国大飞机项目立项,使得复合材料的研制开发、设计制造进一步得到了有力推动。中航工业顺势而上,在复合材料领域广泛布点进行研究和生产,目前已有中航工业哈飞、沈飞、西飞、成飞、昌飞、洪都等多家企业建立了复材中心,主要承接本企业生产的各型航空器所需的复合材料零部件研制和生产任务以及一些民机转包生产任务,行业发展初见规模。2010年6月17日,为更好地整合国内复合材料领域优势技术和产业资源,理顺航空复合材料产业链发展;充分发挥国内复合材料领域高端人才力量,提升自主研发能力,不断满足新型武器装备发展需要;进一步推动非航领域复合材料技术的应用和发展,在中航工业的引领推动下,中航工业复材应时而立。经过五年的基础建设,中航工业复材已经步入正轨,形成了以长远基础性研究工作、中期型号开发能力、近期批产能力,近中远相结合的资源互补、互相支持的良性循环。临近中航工业复材成立五周年之际,展望未来发展,中航工业复材总经理谢富原表示,根据集团战略,中航工业复材将定位于中国航空复合材料的领航者,以“创造轻快的世界”为使命,坚持“诚之信、合而作、创至新”的核心价值观,立志“成为世界级先进复合材料技术和产业先锋”,在稳抓自身建设、提升自身技术的同时,更要带动和支撑航空工业各个企业的复材中心同步发展,并肩前行。

中国航空报讯:2017年,航空工业赋予航空工业制造院开展航空材料技术研发的重要使命。2019年7月26日,航空工业材料性能检测评价中心正式揭牌。中心以航空工业制造院检测中心为基础,联合航空工业强度所力学性能评定与测试中心、航空工业特种所雷达天线罩电磁特性检测实验室等优势单位和专业组建。这是航空工业建立航空材料检测评价体系、补齐材料性能检测评价短板、提升材料应用研究系统性和完整性、形成航空材料研究能力的重要举措。

李江 摄

  《中国航空报》:近年来,复合材料成为了世界上主要国家均大力发展的新型材料,航空航天、清洁能源、现代交通、体育用品等众多行业对复合材料有着十分迫切的需求。复合材料之所以受到如此关注的原因是什么?它的应用正在为航空工业的发展带来怎样的改变?

中心的主要职责是什么?现阶段已具备哪些能力和条件?如何统筹好航空工业各主机厂所并服务好航空材料发展的需求?如何提升航空材料自主创新能力?

中国航空报讯:7月26日,第二届航空先进材料技术发展研讨会暨航空工业材料性能检测评价中心挂牌仪式在航空工业制造院举行。航空工业党组成员、副总经理郝照平出席揭牌仪式。

  谢富原:复合材料是真真正正的人造材料,是经过碳纤维增强材料与树脂基体材料的复合,形成的一种新材料,与金属材料相比,其产生过程便是高科技的结晶。复合材料相较于金属材料的优势非常明显:一是复合材料的减重效果有目共睹。首先,其比强度、比模量都较铝合金高出很多,减重效果同铝合金相比提高30%左右。其次,复合材料是可设计的。尽管随着材料技术的不断发展,一些金属材料在铸造、锻造过程中也可以让某个方向上的性能略微增加,但从宏观上来讲,金属材料仍然属于各向同性的材料。不同的是,复合材料由一层层纤维或编织而成,可以在设计过程中有方向性地去设计,把纤维铺到不同的方向上去,进而达到了更好的减重效果。此外,复合材料可以整体化成形。飞机的零件数量要达到上万件,复合材料可以将原有众多零件经过整体化成型组合,进而大大减少零件数量,达到降低成本并减重的效果。二是复合材料的耐腐蚀性很好。金属材料在空气中,尤其是湿热、盐雾环境下易被腐蚀,因而表面需要大量的防护涂料。复合材料的耐腐蚀性却很好,用作航空结构其维修周期会比金属材料长,从而可以降低使用维护成本。

日前,就这些问题本报记者专访了中心主任、航空工业制造院副院长曾元松。

郝照平对中心正式投入运行表示祝贺,他指出,材料性能检测评价中心的建立是集团公司航空材料自我保障能力建设的重要举措,是新形势下补齐集团公司航空材料技术短板、掌握航空武器装备研制主动权的重要抓手。他强调,航空工业主管部门和各单位要全力支持制造院开展材料应用研究和型号准入工作、服从集团公司材料自助保障能力建设的战略安排、尽快建立并不断完善飞机材料型号准入机制,要加速建立飞机材料性能检测机构资质认证体系。他要求,中心要加强自身能力建设,坚持开放的发展理念,引领材料检测评价技术的发展, 组织建立一流的材料标准和检测标准体系。他希望制造院秉承小核心、大协作、开放共享理念发展航空材料技术与检测能力,笃行航空报国、航空强国的初心和使命,践行新时代集团公司一心、两融、三力、五化战略, 为航空装备发展作出更大贡献。

  在航空领域,复合材料是实现航空武器装备及民用航空装备轻量化、低成本、高性能的关键性材料,是与国防军事力量和国计民生密切相关的战略性新兴产业。当前,民机50%以上的结构重量使用的都是复合材料,像空客A350、波音787,我们所能看到的外部结构,除了起落架,其他几乎使用的都是复合材料。复合材料带来的将是革命性的变化,从世界的发展趋势来看,复合材料的应用是不可逆转的,就像从木头、钢铁再到铝合金造飞机一样,未来造飞机一定是以复合材料为主,这对航空工业原有的制造技术冲击很大,但所带来的收益也很明显。

《中国航空报》:中心的主要职责和主要工作是什么?

航空工业科技发展部、规划发展部领导等参加挂牌仪式。

  《中国航空报》:随着我国大飞机等重点项目的研制,复合材料技术的发展得到了国家前所未有的关注。中航工业顺应发展趋势,适时推动了专业化整合,于2010年6月17日成立了中航工业复材,经过5年努力,中航工业复材走出了一条怎样的发展道路?

曾元松:从材料研制到应用研究,从考核验证到装机服役,材料性能的检测评价贯穿于航空科学技术研究及航空武器装备的研制、生产和使用的全寿命周期。为保证已在型号中使用的成熟材料价格合理且稳定供应,确保新型号及时获得具备一定成熟度的好用、管用、顶用的新材料,支撑飞机性能的提升,基于此,集团公司成立检测评价中心。

  谢富原:这5年对中航工业复材来讲变化是很大的,实现了从无到有、从小变大、从弱到强的三个转变。从无到有,中航工业复材走过了一段很艰辛的过程:脱胎于中航工业的中航工业复材,在顺义这片土地上,由一片荒芜开始,规划、建设、形成了今天占地约36万平方米的工业园区,配备了一流的环境保障条件,添置了未来发展所需要的研发和生产装备,建立了完整的技术体系和精细化管理体系;从小变大,中航工业复材坚持人才强业,逐步组建起一支高素质的人才队伍,凝聚和培养了一批具有影响力的科技领军人才;从弱到强,产业不断突破、经济持续增长:这5年来,通过由增量带存量,中航工业复材又发展出了许多新技术、新产品,囊括了从设计、材料到制造一体化的发展,对未来复材的推广应用奠定了很好的基础。在保持原有优势的基础上,中航工业复材进一步扩大经营能力和经营范围,针对民机、非航民品等方面做了许多开发和推广工作,产业领域逐渐扩大。基于原有存量业务的支持和增量业务的开拓,中航工业复材销售收入从初创时的1亿多元发展到了2014年的9亿多元,实现了较大的跨越。到2014年年底,中航工业复材已逐渐步入正轨,为后续5年的大发展奠定了坚实基础。

中心是集团公司材料性能检测评价的行业中心,是集团公司材料性能检测评价技术领域的归口单位,承担着航空工业材料性能检测评价和型号准入认证,开展检测评价技术研究,建立管理体系、技术体系和标准体系,实施检测机构资质认证,搭建材料数据库等七大职责。目前主要工作是建立并完善航空材料性能检测评价体系和准入机制,统一检测标准和方法,实施航空材料检测机构的资质认证,逐步发布航空材料规范和航空新材料需求白皮书和选用目录等。

  《中国航空报》:谈到具体业务,为了进一步推动复合材料技术发展,中航工业复材在提高自主研发能力、满足武器装备需求、提升民用航空及非航空领域应用等方面做了哪些工作,收效如何?