文 | 青茶
前言
聊起中国航空工业,大家常想到C919、涡扇发动机,却少有人知道大型锻件才是核心支撑,锻造它的8万吨级模锻压机,曾只有美俄掌握技术。
几十年前中国工业底子薄,这类关键设备只能进口,还遭技术封锁。
但中国工程师咬牙攻坚,成功研制出这款重器,不仅填补了国内航空工业的空白,还让中国从技术追赶者变成全球领跑者,甚至攥住了这项技术的话语权。
美媒:当初俄罗斯就不该拒绝中国合作请求,如今中国垄断全球市场!
中国航空工业的“卡脖子”问题
在任何一架现代飞机的生产过程中,除了发动机、航电系统、机身结构等外部组件,最难以忽视的部分就是飞机的关键锻件。
它们不仅关乎飞机的承重、耐久性和安全性,还决定了整个飞机的制造精度。
在这些关键锻件中,有许多需要通过重型锻压设备进行加工,这时候,模锻压机就成了其中最重要的设备之一。
然而,在上世纪五六十年代的中国,航空工业处于初步发展阶段,重工业基础几乎为零,几乎所有大型锻件的生产都依赖进口。
即便是最基础的飞机起落架、发动机涡轮盘等重要部件,也因缺乏足够强大的锻造设备,无法完全自主制造。
当时,全球能生产出这种大型模锻压机的国家屈指可数。美国和苏联是少数几个能制造8万吨级模锻压机的国家。
中国在这一领域的技术几乎空白,想要借助进口设备,已经很难满足快速发展的航空工业需求。
中国的崛起
1958年,沈鸿,这位当时仅有三年小学学历的普通工人,提出了一个大胆的建议:中国自己制造万吨级水压机。
这个想法看似荒谬,因为当时的中国工业基础几乎为零,连一颗螺丝钉都要依赖进口,更别说那种能够制造几千吨重的巨型设备。
沈鸿的提案源于1957年一次屈辱的谈判。
当时,中国为了推动航空和重工业的发展,曾试图购买苏联的万吨水压机。
然而,苏联专家对中国的工业水平嗤之以鼻,直接拒绝了中国的请求,认为中国连这样的设备都无法操作,甚至连设备的维护都成问题。
这个侮辱性的拒绝,彻底激发了沈鸿和中国工业界的决心。
他深知,若中国没有自己的重型锻造设备,就永远无法在国际竞争中占据一席之地。
于是,他带领团队开始了艰难的研发工作。
沈鸿没有理会外界的质疑,而是迅速组织了由清华大学机械系毕业的高材生林宗棠等人组成的攻关团队,集结了一批技术过硬的工程师,开始着手攻克万吨水压机的研制难题。
面对当时几乎没有任何先进技术参考的困境,沈鸿决定从最基础的设计做起,解决了多个技术瓶颈。
其中,最艰难的就是如何解决设备超重的问题。
原本按照苏联的传统设计方案,万吨水压机的自重达到了3000吨,设计和安装都需要巨大的基础设施支撑,还可能导致运输途中道路桥梁的损坏。
林宗棠提出了一个革命性的构想,对设计进行轻量化改造,减少设备的总重量。
经过数月反复推算、实验,最终团队成功将水压机的自重从3000吨减至2200吨,成功解决了运输难题。
破解“焊接禁区”
在制造万吨水压机的过程中,技术难点不止在于设计,核心部件的焊接技术也是一个巨大的挑战。
特别是水压机的四根立柱,每根长度达到18米,直径接近1米,无法通过整体铸造来完成,只能分段制造后再焊接成型。
而当时,电渣焊技术是焊接大型构件的最先进技术,但这一技术却被苏联牢牢掌控。
沈鸿和团队派人前往苏联学习电渣焊技术,但却遭到了冷遇和嘲讽。
最终,在没有任何外部支持的情况下,中国的焊接专家邹积铎挺身而出,带领团队开始了自主攻关。
从零基础开始,邹积铎和他的团队,通过查阅所有可能的焊接书籍,改装普通焊机,逐步摸索出适合中国情况的焊接方案。
经历了数百次失败后,最终成功掌握了电渣焊技术,并且还在技术上超越了苏联的原有标准,为万吨水压机的制造提供了必要的技术保障。
1962年,第一台12000吨水压机成功投产。
这不仅是中国工业的一项重大突破,也象征着中国从此不再依赖外国技术,成功打破了西方国家在大型锻造设备上的技术垄断。
水压机的成功投产,标志着中国在航空和重工业制造方面的自主能力达到了一个新高度。
8万吨模锻压机的研制
随着中国航空工业的进一步发展,特别是在C919大飞机的研制上,迫切需要一种更大吨位、更高精度的模锻压机来满足大型飞机部件的生产要求。
2003年,国家正式启动了8万吨级模锻压机的研制计划。
对于大型飞机的锻件制造,尤其是飞机主梁、机翼根部和发动机涡轮盘等核心部件,8万吨级模锻压机具备足够的能力进行加工,能够确保C919大飞机的高精度要求和整体结构的强度。
当时,全球仅有美国和俄罗斯具备8万吨级模锻压机的生产能力,法国的设备吨位也仅为6.5万吨。
如果中国能够研制出8万吨级模锻压机,将意味着中国在全球航空制造领域能够站稳脚跟,不再受制于人。
与12000吨水压机相比,8万吨级模锻压机的研制难度高出了不止一个量级。
设备的总高度达到了27米,重量超过2万吨,工作台面尺寸达到4.5米×12米,精度要求达到极高的标准。
尤其是核心零部件的公差要求控制在0.01毫米以内,几乎达到了极限。
在此过程中,很多技术难题和工程障碍迎面而来,然而,中国工程师们在继承前辈的精神和经验的基础上,成功克服了这些难关。
从追赶者到市场主导者
2012年,经过数年的努力,8万吨模锻压机终于完成了热负荷试车,所有性能指标均达到或超过设计要求。
2013年,8万吨级模锻压机正式投入使用,并迅速开始大规模生产。
随着设备投产,世界各大航空公司和制造商纷纷表示对中国模锻压机设备的兴趣,波音、空客等国际航空巨头主动排队下单,购买中国制造的锻件。
中国不仅成功满足了国内航空工业的需求,还一跃成为全球航空市场的技术领导者,极大地提升了中国在全球航空产业中的话语权。
如今,中国的8万吨模锻压机正不断为C919等大型飞机的制造提供支撑,而中国航空工业也从原先的“追赶者”变成了全球领先的“领跑者”。
不仅如此,中国还凭借低于美国和俄罗斯的价格迅速占领了全球市场,成为航空工业中不可忽视的超级强国。
结语
今天,8万吨模锻压机不仅是中国航空工业的一张“名片”,更代表了中国在全球航空制造领域的崛起。
从最初的技术封锁到如今的全球市场主导,中国工业人凭借坚韧不拔的创新精神,走出了属于自己的发展道路。
这不仅仅是一个设备的胜利,更是中国工业全面崛起的缩影。
未来,中国在更多领域的自主创新,将继续突破极限,书写更多从追赶到领跑的传奇。
信息来源:
1. 《中国机械工业发展史》,机械工业出版社,2015年
2. 《新中国航空工业发展历程》,航空工业出版社,2018年
3. 中国重型机械研究院档案资料,1958-2013年
4. 《大国重器:中国装备制造业创新发展纪实》,人民出版社,2016年
5. 国家科技档案馆馆藏文献:万吨水压机研制项目档案(1958-1962)