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张新宝:用手摸出C919雷达罩

来源:瞭望

2017-05-14 09:20

发表于山东

C919 大型客机雷达罩电性能测试

5月5日,首架国产大型客机C919成功首飞,开启了我国民用航空工业发展的新时代。

在C919头部,是飞机的雷达和雷达罩。雷达之于飞机,就是“眼睛”;而雷达罩之于雷达,既是保护罩,也是发挥雷达最大功效的法宝。没有高性能的雷达罩,高性能的雷达也将失去其应有的功效。鲜为人知的是,C919的雷达罩都出自中国航空工业集团公司济南特种结构研究所(以下简称“航空工业特种所”)。

作为C919主要机体供应商,航空工业特种所自2008年开始承担C919大飞机机头雷达罩的研制工作,包揽雷达罩从设计、研发、制造、交付到客户服务的全产业链工作包,并在2015年2月完成雷达罩的首件交付。C919机头雷达罩具有完全自主知识产权,达到国际先进水平。

张新宝是特种所雷达罩成型班班长,承担着这些雷达罩用预浸布的生产任务。《瞭望》新闻周刊记者探访雷达罩生产基地了解到,雷达罩成型所需的预浸布,它们合格与否,张新宝能做到“手上有数”,他的“摸布”绝活难有人匹敌。

张新宝和他的团队,以精益求精的工匠精神,为C919、ARJ21-700新型涡扇支线飞机、AG600大型水陆两栖飞机等民用飞机生产了高标准高性能的雷达罩。

“我摸过的‘布’近五万米,

仪器检测都合格”

雷达罩是用来保护雷达等在恶劣环境下能够正常工作的一种部件。如今,雷达罩已成为飞机、卫星等高科技装备不可分割的重要组成部分,对于实现雷达的最大探测能力有着重要影响。

张新宝告诉《瞭望》新闻周刊记者,雷达罩要求很多,如要有强度,耐高温、耐高寒;飞机上天要尽量减轻重量,雷达罩还要轻便;此外,透电磁波的性能要高。简言之,雷达罩要“轻质高强”。

以C919大型客机为例,其雷达罩采用了多项新材料、新技术和新结构,在国际上处于领先地位,并实现了多项国内第一:第一次在民机雷达罩上采用泡沫夹层结构,电性能更优,使用维护更便捷,使用寿命更长;第一次实现全三维设计制造一体化,真正做到设计、制造同步规划、同步实现,提高了设计和制造的符合性和协调性,降低了研制成本,缩短了研制周期;第一个全状态复材结构取证构型的静强度适航验证试验项目,为适航当局对C919飞机后续复材类适航验证试验的适航审查积累了信心。

《瞭望》新闻周刊记者在航空工业特种所采访时了解到,雷达罩并非由金属构成,其主要材料是一张张厚度仅0.2毫米的软“布”,制造时将“布”和其他材料一层层地铺在模具上,经过数十道工序处理,成为雷达罩的坯体。

这种“布”学名称为预浸料或预浸布,是雷达罩成型用到的特殊材料。一般情况下,预浸料是浸渍了专用树脂胶液的特种纤维织物。某些特殊用途预浸料的粘度控制非常关键,仪器设备无法实时在线检测,需要靠手摸才能解决预浸料粘度控制和工艺使用难题。

张新宝的绝招就是摸“布”,“我摸过的布,仪器检测都合格。百分之百合格不敢说,但基本能达到99.999%。”谈及合格率,张新宝言语间透露出满满的自信。

“仪器检测需要时间,这边生产继续进行,万一不合格呢?”面对《瞭望》新闻周刊记者的疑问,张新宝“霸气”地答复:“绝对不可能!”据介绍,这些年来,张新宝的手摸“布”近五万米,合格率达到了百分之百。

“每天都练上千次”

2000年,张新宝从空军部队转业进入航空工业特种所。17年来,张新宝专注于预浸料制造和雷达罩成型工作,他掌握的摸“布”绝活成功解决了高精细预浸布合格率低的难题。

在预浸布的生产过程中,任何一道工序上的一丝马虎,都可能影响成品质量。比如,最难的是调纱的张力。张力不均匀,表面不平整、厚度不均匀,加胶时浸不透,材料就废了。一旦作废代价很高。

据介绍,制作雷达罩时,数百张预浸布铺贴在一起,但横向拼接误差和纵向厚度误差都不能超过0.1毫米。这个平常可以忽略不计的数据,却是雷达罩所能承受的最大误差。

《瞭望》新闻周刊记者了解到,预浸布制作的胶液粘度等工艺参数均为提前设定。航空工业特种所复合材料二车间主任宋延华说,本来,他们只需要按照技术人员给的工艺参数做出合格的材料就行了,但张新宝精益求精,必须要求预浸布达到最佳状态。而判断是否达到最佳状态依旧要靠用手摸“布”。

摸“布”听起来简单,做起来却很难。“如果热处理程度深了,不适于铺贴,甚至报废。程度浅了,不仅不利于铺贴,还将影响产品质量。”张新宝说。

摸“布”的关键在于手指对预浸布的触感。在80℃高温的烘箱内,预浸布加热30分钟后,上面的树脂会形成一条条细密的胶丝,胶丝达到一定粘度后,预浸布必须立刻从烘箱中取出。“拔丝的火候必须精确掌握,否则就是一件失败品,而每一次失败都意味着巨大的损失。”张新宝用做“拔丝地瓜”的比喻来解释这一工序。

另外,预浸布不能和皮肤直接接触,必须穿戴手套去感触胶的粘度,这也让摸“布”难度陡增。“刚开始摸‘布’时,每天最多都练上千次。80℃的温度,手摸麻了,就把手放在水里降降温。”张新宝说。

经过近10年时间数以千万次的摸“布”,张新宝终于掌握摸“布”诀窍,并总结出了材料制备和使用的四大关键步骤:“盯粘度”、“摸状态”、“严要求”、“细程序”,把用仪器设备都无法解决的难题变成了“信手拈来”的绝活。

“尽管设备的自动化程度越来越高,但雷达罩的产品结构复杂多样,这就决定了它的制造离不开手工。没有机器能够代替工人,只有工人能找到最佳的适合于工艺成型的点。”航空工业特种所党委书记崔岩说,预浸料的性能等可以设计,但质量一致性很难控制,只有依靠过程控制,因此非常需要精益求精的工匠精神,张新宝的摸“布”绝活尤为重要。

“机器可以被摧毁,

可工匠的手艺却能永远传承”

张新宝的摸“布”经验和试验总结,为预浸布的自动化生产提供了海量数据,被编成程序,正在高效地发挥作用,可他还是要求徒弟们掌握预浸布生产的原始工艺。“机器可以被摧毁,可工匠的手艺却能永远传承。”张新宝说。

《瞭望》新闻周刊记者了解到,近几年雷达罩成型班招收了不少新鲜力量。这些年轻人有理论知识基础,但缺乏成型工艺的经验。为了能让他们尽快胜任岗位要求,张新宝主动肩负起了技术传承的重任,带领年轻人了解高精细预浸料的制造及使用工艺。

干得好不一定教得好。如何做好传帮带,张新宝下了一番功夫。他认为,一些技术诀窍只靠工艺规程和口头培训,很难使新员工快速掌握技术要领,必须在实践中培训。利用雷达罩整套成型工艺作为平台,结合质量问题的案例,张新宝向年轻人详解各个工艺步骤,手把手教授“绝活”。毫无保留、耐心细致地指导年轻人开展讨论。在他的带领下,班组里一批年轻人快速成长为优秀的技能人员。

从一名退伍军人逐渐成长为拥有“预浸料制造与使用”绝活的专业技师,张新宝在与雷达罩成型结缘的17年岁月里,对雷达罩成型技术了如指掌,经常化解成型过程中的各种难题。在传承经验的基础上,不断改进成型工艺方法,用双手诠释着精益求精、追求完美极致的工匠精神。

2015年,我国提出“中国制造2025”。2017年,“工匠精神”写入政府工作报告。崔岩认为,必须更加注重发挥工匠精神的牵引作用,在员工中弘扬工匠精神,厚植匠心文化。

崔岩认为,先进雷达罩的制造,不但要有领先的设计技术,高精尖的制造设备,多年技术迭代的经验积累,还要有追求卓越的工匠队伍。事实上,越是高科技精密材料,越需要工匠精神。做雷达罩这个产品,世界上哪个国家也解决不了手工的问题。因为它的成型过程不可逆,对工艺技术要求特别高,这就需要精益求精的工匠品质。

在张新宝看来,“工匠精神”就是一丝不苟、精益求精,把一件看似平凡的事情做到完美、极致,使自己手中的产品和工序经得起实践的考验和推敲。“雷达罩生产尤其如此。飞机要上天,不能有一点瑕疵,连一根头发丝都不能有。”他说。

来源:瞭望

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