曾几何时,我们为求一块飞机零件远赴莫斯科,却只换来一句冰冷“战略装备,一律不出口”。
但谁能想到,正是这傲慢的“闭门羹”,竟催生出一台重达2.2万吨、高42米的钢铁巨兽,彻底改写全球航空工业格局,让昔日卡脖者反过来排队求购?
2003年,C919大型客机项目重启的前夜,中国代表团带着诚意飞往莫斯科。当时,大型飞机起落架必须用4万吨以上的压力整体模锻成型,这项技术掌握在全球极少数国家手中。俄罗斯拥有苏联时代留下的两台7.5万吨模锻压机,这是当时全球最大的同类装备。
谈判桌上,俄方官员甚至没有翻开合同草案。“战略装备,一律不出口。”这句话直接截断了所有谈判空间。
大型模锻压机不仅是工业装备,更是一个国家工业底牌的“验光机”。对方通过订购锻件的尺寸规格,就能反推出你在造什么吨位的坦克、什么射程的导弹、什么级别的核电站。
买的是零件,交出去的是底牌。从莫斯科回来后,决策层定下了一个目标:直接上马8万吨级。
要造这种级别的巨兽,中国人的底气来自1958年。那一年,沈鸿给中央写信,承诺一年半内造出万吨级水压机。
当时,中国连能浇铸80吨大钢锭的炉子都没有。苏联和捷克明确限制向中国提供6000吨以上锻造水压机。沈鸿带着团队在上海的简易工棚里,用胶泥和木板搭出模型,用剪刀剪纸样,硬是靠最原始的物理模拟,逆向推导出一万多张零件图纸。
四根18米高、80吨重的大立柱,是最大的难题。没有整块的大钢锭,工人们发明了“电渣焊”技术——把小块的铸件像拼积木一样拼起来,用特殊焊接工艺融为一体。西方专家断言焊缝强度绝对比不上母材。试车数据出来,焊缝质量追平整钢。
安装时没有重型起重机。工人们用几百根枕木垫底,几十个千斤顶,一点一点地把几千吨的铁疙瘩顶上去。
1962年6月,这台1.2万吨水压机在上海重型机器厂发出第一声轰鸣时,它比美苏同类机型整整轻了800吨。沈鸿后来在美国机械工程师学会的演讲中说:“我们往往缺乏理想的装备,但是我们依靠了聪明勤劳的中国工人和技术人员,总是完成了任务。”
2007年,大飞机重大科技专项正式立项。国务院批准了中国二重“8万吨模锻压力机项目”。此前,全球只有美、俄、法少数几个国家拥有4万吨以上大型模锻压机。
研发团队从零起步。陈晓慈是二重的工程师之一,他后来回忆,上世纪70年代因为“运十”项目,二重曾承担研制6.5万吨大型锻压机的任务,可惜项目下马,“大压机”随之停步。多年后,师昌绪院士说,国产大飞机立项,研发大型锻件锻压装置必须立足于国内,否则会“受制于人”。
二重采取“产、学、研、用”结合的研发方式,联合机械科学院、中南大学、清华大学等单位共同研发。2008年汶川特大地震发生时,厂房受损,但项目组没有停下。他们克服困难,按期完成了技术方案。
2013年4月10日,8万吨模锻压机在四川德阳正式进入试生产阶段。中国成为拥有世界最高等级模锻装备的国家。
装备造出来了,但能不能造出合格的飞机零件,是另一场硬仗。起落架是飞机上最重、最复杂的关键承力锻件。C919落地瞬间,主起落架要承受70多吨的冲击载荷。2011年,全球知名起落架供应商德国利勃海尔公司的质量审核专家来中国二重考察时,并不看好。
“那会儿我们在国内生产大型客机的起落架方面是一片空白,”罗恒军回忆说,“当时我们在质量体系过程中的控制细节难以满足对方的要求。”德国团队列出了15项待整改问题后离开了。
试验团队光在试验阶段就制造了30件起落架。经过3年的试验和改进,2014年终于通过了利勃海尔公司的质量体系审核。研发团队用2500多个日日夜夜,画了上千张图纸,开展了几百次模拟和工艺迭代优化,攻克了10余项关键核心技术。
2018年7月,C919大飞机主起外筒锻件成功通过中国商飞和利勃海尔公司技术与质量专家的联合现场审核。
8万吨压机的操作手叶林伟,2009年进入中国二重。2012年,他从100多名锻造工中脱颖而出,成为8万吨模锻压力机的首任操作员。
C919的缘条精密钛合金锻件,是连接机身和机翼的关键承力产品。技术要求锻件从坯料到成品一次成型,温度损失必须控制在100摄氏度以内,整个操作流程要在50秒内完成。
1200摄氏度的坯料出炉,必须在20秒内完成所有动作。叶林伟和队友们凭借对液压系统的深入了解和无数工件的锻造经验,高质量完成了任务。他后来编写了《8万吨模锻压力机操作规程》,总结出十余项操作标准化手册。
8万吨压机投产后,全球航空锻造市场的格局开始改变。波音787、空客A350的起落架锻件订单飞向中国二重。曾经的顶级供应商,如今需要排队等待中国的船期。
西南铝锻造厂模压工艺支持团队在2025年解决了起落架锻件残余应力开裂问题,通过数值模拟仿真优化工艺,让锻件内应力分布更均匀,为规模化量产扫清了障碍。
截至2023年,中国二重万航模锻已为C919研发锻压出130多件关键承力锻件,技术成果成功推广到多项国际民机起落架产品中。罗恒军对此的总结是:中国二重实现了与世界一流起落架锻造制造商从“跟跑者”到“并跑者”、甚至局部领域“领跑者”的历史转变。
而当年那台让俄罗斯人拒绝出口的7.5万吨压机,如今在全球参数表上只能屈居第二。
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