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《造飞机的那些事》——NO.028《空客复合材料中心一次难忘的问与答》

《造飞机的那些事》——NO.028《空客复合材料中心一次难忘的问与答》 沈阳特种加工
2025-08-16
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导读:在飞机制造领域,每一次突破都蕴含着无数的创新与坚持。《造飞机的那些事》就是飞机制造领域的知识宝库,强烈推荐业内外对飞机制造感兴趣的人士关注,一起探索飞机制造的无限可能!

  先进复合材料制件在飞机上应用得越来越多,中国在新支线和大客飞机研制结束后,迎来了大比例应用复合材料的宽体客机研制,给复合材料领域的供应商带来了机会和希望。很多地方综合运用各方面条件,争先恐后地选点,建造飞机复合材料产品生产基地,可是,这个选点不是有钱有地就是资源,毕竟还要科学选点,客观选点和有效选点。

这里就我三十多年来的经历和研究,对飞机复合材料产品生产基地的选点论上一二。

1991年,我有机会参加中德MPC75飞机研制,到德国不莱梅空客公司进行一段时间的飞机制造专业的全领域培训,最难忘的是,到了空客复合材料产品生产基地斯达德Stade工厂进行培训,这个工厂的技术总监全程陪同我们一行三人,指导我们的见习培训。在这里,用现在时髦的话就是“沉浸式”培训,把斯达德工厂的所有生产流程都进行了学习实践。空客斯达德基地成立于1983年,我们在的时候,主要是生产碳纤维增强塑料(CFRP)制成的A320飞机垂直尾翼。到1996年,该基地转型为专注于复合材料生产的工厂。如今,斯达德基地拥有约1800名员工,主要生产空客飞机的垂直尾翼、A380的后压力隔板、A400M的机翼外壳以及A350XWB的机翼和机身外壳。斯达德位于德国北部,具有良好的公路交通基础设施和地理位置,便于原材料的运输和成品的分发。此外,该地区靠近空客在德国的其他重要工厂,如不来梅(Bremen)和汉堡(Hamburg),便于协同生产。    

在Stade,我们进行完现场实习后,和技术总监有一个总结性的座谈,我们就实习期间遇到的问题进行了讨论,特别是,我好奇地问技术总监,为什么把空客的复合材料生产基地建在一个十分偏僻的小镇,周围没有厂矿企业,也没有铁路交通,更没有飞机场,技术总监看我刨根问底,就详细地给我讲了为什么选择这个地方为空客的复合材料产品生产基地。

一是这个地方纬度高,常年无高温气候,天然的冰柜之地,低温对于复合材料无论是原材料储存,还是周转和生产温度控制都十分有利,不要花费高成本来控制温度。复合材料的生产对温度和湿度非常敏感。斯达德基地的生产环境需要严格控制温度和湿度,以确保复合材料的质量和性能。    

二是这个地方远离海岸线,湿度特别小,干燥对于复合材料的操作是个很好的环境。一般来说,复合材料的生产环境温度需保持在一定范围内(如15℃-20℃),湿度则需控制在较低水平(如相对湿度低于60%),以避免材料吸湿膨胀。斯达德的这种环境条件有助于保持复合材料的尺寸稳定性和机械性能。

三是这个小镇美丽如画,是一个人口较少的小镇,街道干净整洁,天空清澈,空气质量极佳,低污染对于复合材料的生产也是个不错的选择。复合材料生产过程中需要高质量的空气环境,以避免灰尘、颗粒物或其他污染物对材料造成污染。再加上斯达德基地的生产设施配备了高效的空气过滤系统,确保车间内的空气质量。良好的空气质量有助于提高复合材料的表面质量和粘结性能。   

我又问,那附近没有工厂,远离铁路,没有飞机场,不是不利于运输和工厂间的合作吗?

技术总监点点头,说,你这个问题问得好极了。复合材料产品的生产除了需要低温,低湿,干净环境外,还需要没有外来干扰的稳定环境,复合材料的制造过程需要高精度的设备操作,例如自动纤维铺放(AFP)和自动铺带(ATL)技术,这些设备对震动非常敏感。斯达德基地的地理位置和建筑设计考虑了减少震动源的影响,确保生产过程的稳定性。这种低震动环境有助于提高复合材料的成型精度和质量。    

附近有大工厂,必然会有重型机械,这是一个震动源。火车从工厂附近经过,也是一个震动源。还有一个常被人忽视的震动源,那就是飞机起降对空气的冲击波会通过空气传到工厂,对车间内的复合材料敷层和固化都会有影响。说着,他拿出来一张纸图表给我们看,这张图表是德国某个研究院在汉堡国际机场附近测得的飞机起降时空气冲击波造成的波动图,对五公里范围内物体的影响。之所以空客把复合材料生产基地选址在Stade,这张图标起了关键的作用。

另外,空客公司制定了严格的环境条件和测试要求(如ABD0100标准),斯达德基地的环境控制和生产设施完全符合这些标准。这些标准涵盖了振动、腐蚀、温度、湿度等多种环境因素,确保复合材料在生产、存储和使用过程中的质量不受影响。

所以,斯达德基地的环境因素设计充分考虑了复合材料生产的特殊需求,通过严格的温度、湿度控制、空气质量保障以及低震动环境,确保了复合材料的高质量生产。

1994年,为了把高污染的产业向欧洲外转移,空客派专家到中国进行空客复合材料生产基地的洲外选点,根据ABD0100标准要求,空客专家拿着一厚摞选址调查表,到中国的淮河-秦岭以北进行了考察,到陕西时,专家指名要我陪他们考察,因为在空客实习的那段时间,双方都建立了相互信任的关系,加上我与他们之间的语言交流不是问题,所以,我陪同他们在西北地区进行了考察选点,我问他们,为什么只到中国的北方地区进行考察,专家说,中国的南方地区是高温、高湿地区,从一开始就被空客从考察区域上给划去了。最终,空客选择了纬度和地理条件接近于Stade的哈尔滨城东南(远离飞机场)作为终选生产基地,直到如今,该工厂还在生产中。    

哈飞空客公司

我的观点:无论有任何理由,复合材料产品的生产地基都要远离高温,远离高湿,远离高污染源,远离震动源!

文章一开始就说复合材料选点要三选,科学选点,客观选点和有效选点,科学选点靠调查研究,客观选点看自然环境,有效选点讲究低成本运作    







沈阳市特种加工学会

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沈阳市特种加工学会是沈阳市特种加工学科的群众性学术团体。以学术交流为中心,大力促进沈阳市特种加工领域新技术、新工艺、新装备的开发和应用,加快科技成果转化为生产力的进程提高学术水平,发展产业市场,为沈阳市的经济建设做出贡献。
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