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鲲龙欲振鳞 破浪正当时——国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600的

发布时间:2019-09-09 浏览次数:

  荆门位于湖北中部,素有“荆楚门户”之称。现辖京山市、沙洋县、钟祥市、东宝区、荆门高新区·掇刀区、漳河新区、屈家岭管理区,国土面积1.24万平方公里,人口300万。

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  荆门地处祖国的中部之中,素有荆楚门户之称,唐朝诗人王维曾在这里留下了楚塞三湘接,荆门九派通。江流天地外,山色有无中的历史名句。现辖京山县、沙洋县、钟祥市、东宝区、掇刀区和漳河新区、屈家岭管理区、荆门高新区,国土面积1.24万平方公里,人口300万。先后荣获中国优秀旅游城市、全国科技进步先进城市、国家园林城市、湖北省历史文化名城等称号,被确定为国家循环经济试点市、香港赛马会总站,国家现代农业示范区和国家节能减排财政政策综合示范城市,被纳入国家老工业基地改造规划。

  中国航空工业集团有限公司(以下简称航空工业)漳河机场,一架大型飞机正在美丽的漳河水库上翱翔。

  中共中央总书记、国家主席、主席习致电表示热烈祝贺。中共中央政治局常委、国务院总理李克强作出批示表示祝贺。

  六年前,在其总装基地珠海航空产业园,习总书记亲自登上这款机型的机头物理样机,关切地询问了这款以森林灭火、海上救援等需求为目标的飞机的相关情况,要求航空工业加快推进大型水陆两用型飞机项目的研制、早日投入使用。他亲切地说:“在科技创新、提升整体国力方面,你们是很重要的力量。我相信你们一定会再创新的成绩!”

  这架大型飞机,就是大型灭火/水上救援水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600。

  “鲲龙”AG600的首飞成功,必将对航空工业走出一条军民融合的创新发展之路产生重要而深远的影响。

  航空工业是现代工业文明的奇迹之一,飞机的横空出世,为现代社会插上了翅膀,而将飞机与“救人于水火”联系在一起,又为飞机赋予了新的使命。

  AG600飞机项目是我国为满足森林灭火和水上救援的迫切需要,首次研制的大型特种用途民用飞机,是国家应急救援体系建设急需的重大航空装备。它按照“水陆两栖、一机多型、系列发展”的设计思路,采用单船身、悬臂式上单翼布局及前三点可收放式起落架,选装4台国产涡桨6发动机。全机共有5万多个结构、2万多个系统零部件、100余万个标准件。

  对于航空工业而言,研制这么大体量既能在陆地上起降又能在水面上起降的特种飞机,尚属首次;放眼世界,类似型号的飞行器也是不多见的。

  2006年初,航空工业特飞所开始着手开展水面飞行器用于国家应急救援方面的综合论证。2007年11月,正式向国防科工委上报了《大型灭火/水上救援水陆两栖飞机研制项目建议书》,拟争取国防科技工业民用专项科研工程研制项目立项支持。2009年2月25日,国务院总理签字批准项目立项;6月2日,国家工业和信息化部与财政部以〔2009〕258号文《关于大型灭火/水上救援水陆两栖飞机研制项目立项的批复》,同意批复项目研制立项;9月5日,航空工业正式对外宣布启动大型灭火/水上救援水陆两栖飞机研制项目。2011年初,完成了珠海研究机构建设及责任分工,对AG600总师系统部分人员进行了调整,同时在全球范围内开展招聘工作,引进技术及管理人才60余人,返聘专家31名,充实了研制队伍;10月,按照“一套班子,两块牌子;一个体系,两地运行”的原则,重新调整了航空工业特飞所/通飞研究院机构建设方案。

  9个年头过去了,航空人携手并进、奋力前行,遇到的艰难与险阻不胜枚举。研制团队攻坚克难,突破多项关键技术,完成了总体方案设计、初步设计和详细设计,发出所有生产数模和技术文件,完成了首飞前百余项大型试验、三千余项设备安全性试验;AG600项目共召开300余次适航审查会议,确认了数千个零组件制造符合性项目、数万个制造符合性检查工序,完成42个结构大部件的适航预检查和局方制造符合性检查,下发两千余份总装指令……

  从立项、设计、各大机体商联合制造,到适航挂签、总装,几乎每一步都是大型特种飞机的尝试与突破。

  来自国内20个省市、150多家企事业单位、十余所高校的数以万计的科研人员也参与到了项目研制中来,和航空人一道承载起了为国筑器的神圣使命。

  为顺利完成AG600飞机的研制,航空工业研究制定了“主承制商-供应商”的“大协作”模式,充分调动全国资源参与型号研制。先后任命时任航空工业副总经理徐占斌、时任副总经理耿汝光、副总经理李本正和副总经理陈元先为项目行政总指挥。同时,确定航空工业通飞为责任主体,航空工业特飞所/通飞研究院为总设计师单位,香港综合挂牌彩图并在运营的过程中不断地修正、优化、改进,!先后任命陈正国、黄领才担任总设计师,航空工业通飞华南公司为飞机主承制单位。

  项目研制工作全面启动后,航空工业特飞所高度重视适航工作,专门组建了适航管理机构,承担适航技术、管理与监督职能,并与民航局上海审定中心就安全保障合作计划(PSP)条款进行了研讨,形成PSP草案。2010年7月28日,航空工业通飞与中国民航局签署了PSP。2012年2-4月,各专业先后完成了联合概念定义;5月23-26日,先后召开了可行性研究报告评审会和总体技术方案评审会,标志着项目正式转入初步设计工作。2013年4月25-26日,在珠海组织召开了初步设计评审会。评审认为:飞机主要性能指标达到立项批复性能,可转入详细设计工作;7月5日召开首次型号合格审定委员会(TCB)会议,标志型号审定工作全面启动;11月17日,工信部召开可行性研究报告评审会,通过可研评审;同年12月,项目可研批复。2014年9月18-19日,AG600详细设计评审会召开,评审组一致同意飞机通过详细设计评审,可以转入下一阶段工作。2015年8月21日,召开了型号合格审定委员会(TCB)中间会议,确定了AG600飞机型号合格审定基础。

  设计方案完成之后,考虑到飞机的质量和安全,以及欧美在技术上的垄断,飞机主承制商在全国范围内“招兵买马”,确定了70多家国内供应商,其中航空工业成飞/成飞民机承担机头的制造,航空工业西飞承担中机身和机翼的制造,航空工业陕飞承担后机身和尾翼的制造,航空工业通飞华北公司承担发动机短舱的制造,航空工业复材中心承担碳纤维复合材料部件的制造,哈飞工业承担浮筒制造,航空工业起落架承担起落架系统的研制。其余主要部件和系统也由航空工业、中国航发、中电科及国内其他大型企业所属相关单位研制。

  2014年3月中旬,AG600飞机机头、机身和尾翼零部件制造相继开工;9月30日,航电综合试验室完成调试;12月29日,AG600首个大部件中机身在西飞下架;12月30日,完成铁鸟试验台架建设。2015年,AG600机头大部件、中后机身/后机身先后下架,完成适航挂签;7月17日,AG600第001架机顺利实现机身段对接。2016年7月23日,AG600第001架机在珠海总装下线日交付试飞中心,开始各项地面试验工作。2017年2月13日,AG600第001架机发动机试车成功;4月25日完成全机地面共振试验;4月26日完成全机67%静力试验;12月24日,AG600在珠海成功完成了陆上首飞。

  为保障AG600飞机部件及总装试制工作顺利开展,2014年,航空工业特飞所/研究院各专业(部门)联合航空工业华南公司质量、工艺近百人参与了部件跟产工作。先后成立了航空工业西飞、成飞民机/成飞、陕飞、华北公司、哈飞、复材、特种所、起落架跟产队;2015年,随着总装工作正式开始,航空工业特飞所/研究院又成立了珠海现场001架总装跟产队。三年来,跟产队员常年驻守在生产一线,为配合现场装配的轮班工作制,经常晚上十一点才回到住处,有时为了配合生产需要甚至通宵达旦。他们主动发现问题,及时解决生产装配中出现的各项技术难题,对生产过程中出现的超差、代料等问题及时做出反应,迅速制定解决措施,为各部段、各系统构件、全机总装的生产、装配保驾护航。同时,为保证单据处理快速流转,提高适航协调速度,派驻人员常年在上海实时协调局方,提升了单据的审批效率,使各现场单据能得到快速落实解决。

  9年里,广东省、湖北省、珠海市和荆门市等地方政府也给予了项目最大的支持。广东省、珠海市历任领导多次到航空工业通飞珠海基地考察,要求通飞加强与地方相关部门的沟通,广东省、珠海市将尽力支持通飞在珠海的产业,特别是AG600飞机的研制和发展,积极打造我国通用航空产业发展的示范区。2018年8月,AG600转场荆门以来,湖北省、荆门市积极协调民航、空管、消防、应急等部门,给予项目水上试飞滑行最大的支持。

  “主-供”模式,擦亮“中国智造”牌。AG600作为我国专门研制的特种飞机,采用了基于MBD技术的全三维数字化设计,它的研发与制造,肩负着提振“中国智造”的战略使命。而它主制造商的核心竞争力在哪里,一直是很多人争论的问题。

  “主承制商—供应商”模式是世界大型飞机制造商普遍采用的一种研发模式。在此模式下,对系统供应商的管理能力以及对机载系统的集成能力,被视为主承制商的核心竞争力,就像把隐藏在各个供应商的一颗颗珍珠挑拣出来串成项链。要把“珍珠项链”串起来并不是容易的事,是对年轻研制团队的巨大挑战。只有基于需求层层分解,在顶层架构上重新设计,才能得到最终的成果。

  在AG600型号研制过程中,航空工业通飞借鉴国内其他民用飞机项目的成功经验,提出了相应的基于模块化、有效性管理的工艺构型管理方案,为产品数据管理(PDM)系统中计划物料清单(PBOM)的管理提供可行方案;实现了供应商工程更改控制及主制造商内部工程更改控制的方案及构型纪实控制,为AG600及我国“主-供”模式下大型通用飞机研制的构型管理奠定了基础。

  数字化协调技术和低成本对接工装,让大飞机总装更精准。作为AG600主承制商单位,不仅要降低生产成本、提高工作效率,还需要管控所有机体供应商部件的装配技术协调。为保证结构装配的协调,航空工业通飞华南公司全面采用了数字化协调装配工艺,研制了6套标工和7项协调数据集,满足了大部件装配协调要求,经过飞机总装验证,所有协调部位均满足设计要求,表明研制团队初步掌握了大型飞机数字化结构装配协调技术。

  在进行AG600大部件对接工装研制过程中,航空工业华南公司综合考量飞机的产量和生产速率,提出并研制了低成本半自动柔性对接工装,简化了总装对接工装形式,大幅度降低了飞机大部件对接工装的成本。

  AG600总装阶段需要进行三段机身和中央翼、外翼、尾翼等大部件的精确对接工作,在大部件对接过程中,航空工业华南公司成功解决了大部件对接测量基准规划设计、大型异形机身对接面工艺协调、部件姿态调整、大部件数字化测量以及全机对接质量综合评价方法等多项难点,成功完成了AG600大部件对接工作,全机测量结果符合设计技术要求。

  起落架创国内最高、最复杂的单支柱起落架纪录。滑行是飞行的前奏。对民机而言,在完成首飞前要经历低、中、高地面滑行试验以验证滑行震动状态下机体结构、各系统工作是否正常,飞机刹车效率以及滑行中的转弯能力和保持直线底部为船底外形,机翼为上单翼。为保证船身式机体的水动性能和不破坏汲水舱的底部结构设计,主起落架不能像其他运输机或民航客机收藏于机腹或机翼内,而是收藏于机身侧面主起落架的整流罩内。悬臂外伸式高单支柱起落架布局对气动外形、滑水性能、飞机侧翻角、收放运动机构设计提出了很高的要求。设计过程中,通过风洞试验、水动试验等,不断优化,使起落架收藏空间尽量紧凑,最终确定了整流罩外形;通过CATIA三维建模及运动仿真技术,不断优化起落架收放机构的形式及收放路径,最终确定了主起落架收放机构的形式及收放路径。同时,为满足AG600飞机的水陆特性,机轮刹车严格考虑防水密封,防盐雾腐蚀;具有良好的湿态刹车性能,刹车装置采用碳/陶刹车盘,目前在大吨位飞机上应用还是首次。

  船体结构助力上天入海。作为一款主要用于执行灭火及水上救援任务的四发涡桨综合救援飞机,采用单船身、高上单翼,T型尾翼、前三点式起落架设计。

  飞机在水面高速滑行和自由起降,需要克服强大的水阻力和波浪干扰,这是船身设计首先需要考虑的技术难题。借鉴船身外形设计机身是第一步,工程人员将机身下部设计成“V”型船身设计,从机头到机尾呈多曲变截面形状,这是AG600最大的特征。它能使飞机像船一样在水面自由漂浮而不倾覆,具备良好的横向稳定性。同时为了克服飞机在水面滑行过程中出现不可控制的“海豚运动”和弹跳、摇摆情况,飞机船身采用大长宽比设计,极大地降低了降落时水面载荷对船身的冲击,提高了水上飞机在水面滑行时纵向稳定性。

  AG600能在水面上快速短距起降,还有一个重要设计——断阶。通俗地讲,断阶就是水面起飞减阻并离开水面用的台阶,即飞机起飞离水时使飞机更容易脱离水面的一种结构设计,采用这样的设计能使得机体后部有足够的空气流通量,消除后部机身上下表面压差,防止离开断阶的水花升起或依附于后滑行底面从而增加摩擦阻力。

  作为一款具备灭火功能的飞行利器,AG600配装有快速汲水系统。只要有广阔的水面,即可在滑行时最快20秒内汲满12吨水,缩短灭火过程中的准备时间。同时,为了提高飞机水箱取水的便捷性,还设计了可以地面注水系统,从而实现快速反应、灵活机动、高效灭火,满足森林灭火“打早、打小、打了”的特殊要求。

  攻克气水动布局难题,打造高水平设计团队。为满足AG600的总体设计要求,在气水动布局设计中,设计团队大量采用了系统工程设计方法和气水动布局综合优化设计技术。在飞机总体/气动/水动/结构布局一体化设计、翼身组合体气水动布局的优化设计、高升力机翼/襟翼/动力装置的综合优化设计、机身/船体气动外形的综合优化设计等核心设计中大胆创新,通过多方案权衡迭代与优化,气水动特性影响因素的建模与综合分析优化等项目攻关,完成了AG600的气水动布局设计任务,达到了顶层设计要求。

  通过AG600气水动布局的设计与创新,不仅满足了大型水陆两栖飞机的顶层设计需求,也使得设计团队得到了锻炼和提升,为将来我国大型水陆两栖飞机的灭火和救援任务能力的提高打下了基础,同时填补了我国大型水陆两栖飞机研制领域的一个空白。

  2017年4月29日,AG600首飞机组按滑行任务单进行了滑行,并实现了180度转弯,这标志着AG600首次滑行取得了圆满成功,为接下来的滑行试验及首飞工作奠定了坚实基础。

  正是航空人吃苦耐劳的职业精神和勇于争先的团队精神,支撑着这架飞机在这么短的时间内完成了一项又一项任务繁重的试验与攻关,他们也用自己的行动践行着“航空报国”的责任与担当,也正是这股子精神,让AG600试飞之路势如破竹……

  2017年12月24日9时39分,由机长赵生、副驾驶陈明、机械师魏鹏和监控观察员孙康宁组成的首飞机组,驾驶AG600飞机在珠海机场西南3000米高度规定的空域内平稳飞行64分钟,完成了飞机各系统和基本操纵特性初步检查、模拟着陆等预定试飞科目后,于10时43分安全返航着陆。

  AG600陆上首飞成功,是我国通用航空产业乃至整个航空工业的重大历史性突破!

  中共中央、国务院向参加AG600项目研制的全体参研参试单位和人员发来贺电,表示热烈的祝贺和亲切的慰问,希望研制团队大力弘扬航空报国精神,勇攀科技高峰,加快我国大型水陆两用飞行器研制进程,促进国家应急救援航空装备体系建设及发展,为建设创新型国家和中国制造强国,为实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦再立新功。

  AG600陆上首飞,标志着型号研制从试制转入试验试飞阶段,飞机的研制试飞和型号合格审定试飞将逐渐展开。

  一场大幕已经拉开,冲锋的号角已然吹响,此刻,所有人正整装待发,向AG600的各项试飞工作发起冲刺。

  陆上首飞结束后,航空工业通飞董事长吴光权曾向媒体朋友公布AG600的中文代号——“鲲龙”,以及它的品牌意义:这是一艘会飞的船。然而如何让这艘会飞的船成功地在水上起飞,成为了全体参研参试人员的当务之急。

  为确保AG600水上首飞成功,2018年4月,航空工业通飞旗下的中航通飞研究院有限公司、中航通飞华南飞机工业有限公司、珠海中航通用飞机客户服务有限公司和市场营销事业部四家单位整合成立了珠海通用航空研发制造基地,形成6大支持保障部门、11个业务运营部门组成的新组织架构体系,以AG600飞机研制任务为核心,清晰核心能力定位,实现产品全生命周期管理;实现市场、设计、供应链、制造、交付、客服一体化管理;以客户需求为导向,建立研发构型响应机制,满足市场需求,实现商业成功。

  5月8日,AG600船首着水工况限制载荷静力试验在西安阎良航空工业强度所顺利完成,标志着AG600水上首飞准备工作又向前迈出了重要而坚实的一步。

  随着试飞技术团队完成AG600飞机001架机陆上转场前调整试飞大纲的编制,陆上转场前调整试飞于7月11日至8月24日在相应航线进行,对调整试飞大纲中飞行性能、操稳特性,以及操纵、液压、动力、燃油和航电等系统的主要特性和功能进行了检查,完成了38项科目的试飞验证。调整试飞共进行18架次,累计试飞时间1679分钟。

  通过陆上转场前调整试飞,确定了飞机的转场速度和重量等转场状态参数的范围,飞机转场状态的主要飞行性能和品质,飞行性能和品质满足转场飞行要求,飞机其余各系统的主要功能和技术指标满足转场飞行的要求。

  8月26日9时43分,AG600 跨越广东、湖南、湖北空域,顺利从珠海金湾机场转至荆门漳河机场,成功完成转场任务。这标志着“大飞机”家族中具备水陆两栖特性的“鲲龙”AG600将开启它的又一全新旅程,全面进入水上试验、试飞阶段。

  8月30日,AG600试飞机组按水上预首滑试飞任务单进行了首次下水滑行。此次滑行试验验证了飞机的水面滑行操纵特性、飞机在低速水面滑行过程中飞行仪表的可读性、飞机各系统工作状态是否正常、飞机的水密性及飞机是否可以进入水面滑行试验等。机组反映:飞机状态良好,上下水平稳,各系统工作正常。AG600首次下水滑行取得圆满成功,为接下来的水上滑行试验及水上首飞工作奠定了坚实基础。

  为保障AG600水上滑行及首飞安全,在荆门漳河机场还完成了试飞遥测接收及实时监控系统的建设工作,监控大厅内配置两台前端服务器,实时显示AG600水上滑行及舱内试飞员操作、水舵及喷溅画面,可保障AG600飞机机首飞监控需求。此外还完成了转场、水上滑行、检飞及水上首飞的机载遥测数据的实时接收及监控。

  9月2日至13日,AG600在荆门漳河水上机场完成了水上低、中速滑行任务。期间进行了8架次共552分钟的水上滑行,主要验证了飞机气/水动操纵性、稳定性及水密性能,飞机各系统工作正常、稳定。

  9月17日至27日,相继完成了航空工业通飞组织的AG600水上首飞试飞大纲评审;通过了民航上海审定中心的审查,并得到了航空工业对AG600飞机水上首飞试飞大纲的批复。

  通过水上低、中和高速滑行试验任务,初步检查了飞机滑行时水动和气动特性,纵向滑行稳定性、低速机动性能、喷溅特性、纵向操纵特性、航向稳定性和横向操纵性,与设计相符,满足水上首飞的要求;飞机各系统的主要功能和技术指标满足水上首飞要求。

  10月20日,AG600水上首飞如期举行。上午8时40分,首飞机组驾驶着AG600,按预定科目,开车、滑行、入水,逐渐加速,昂首起飞,在漳河机场上空盘旋3圈。在平稳飞行14分钟,完成既定的一系列试飞科目后,飞机于9时05分平稳地贴着水面滑行,顺利着水降落。试飞机长向总指挥报告飞行情况,总指挥宣布大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600水上首飞成功。

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