探秘浦东祝桥"巨无霸"基地:看中国第一架大客机怎么"装"
浦东国际机场,第四跑道和待建的第五跑道之间,南侧,曾经遍地的农田和芦苇荡褪去大半,取而代之的是还不为外界熟知的“巨无霸工厂”——里头随便挑出一个车间,长数百米,宽几十米。
工厂和跑道之间,一座连接吊桥刚刚建好。貌不惊人的小桥,却能承受大型客机的重量;桥边的栏杆特地设计得很低,以免过桥时悬挂在机翼下的发动机擦到护栏。
桥的南端,是一间喷漆厂房,如果一切能按照计划,明年,中国第一架自己造出来的大型客机,会从这间厂房开出来,过桥,上跑道,滑行,起飞。
今天,这架型号C919,代号101的飞机,将在“巨无霸工厂”中国商飞浦东总装基地敲下第一颗铆钉,将最先运抵上海两段机身连接起来,它的结构总装正式开动。
神秘的大飞机总装地,在闻得到大海味道的地方
浦东总装基地的行政所属地,浦东机场边上的祝桥镇。
很多人觉得浦东机场已经是上海最东面了。而祝桥的总装基地更远。
走进祝桥,通常方式是开车过浦东机场2号航站楼,一直开到出租车蓄车场,再拐过几段乡间路,等到差不多闻得到“大海的味道”了,工厂才进入视野。其实过了蓄车场,车载导航也就没了方向,因为那里根本还没有路名。
祝桥,是距离上海市区非常偏远的小镇,濒临东海和机场,人口相对稀少,城镇里有些小公司,做些和机场航空相关的生意。
2009年中国商飞总装基地在祝桥镇奠基,一度成为小镇上最大的新闻。当时外界这样预言:这里将成为中国的“西雅图”航空城。
现实与理想之间,距离其实还很远。参与总装基地建设的工程人员回忆,基地2011年正式动工,当时条件非常艰苦,周围到处是农田和长满芦苇的滩涂。别说汽车,自行车走的路也没有,走路还得专门穿上雨靴。
“基地离开镇中心很远,工厂范围内没什么人住。”中国商飞上海飞机制造公司副总经理卢小安说,当时选址考虑过浦东和奉贤两个方案,除了机场、海运等优势条件,人少、地偏、影响小,也是最终选址祝桥的因素。
祝桥之前,上海唯一的飞机制造基地是宝山大场的上海飞机制造公司,多年来上飞厂苦于没有自己的跑道,而且地处闹市,做事情,总感觉伸展不开拳脚。
如今站在残存的芦苇荡边,每分钟,头顶都有飞机轰鸣而过。“看看,这是多大的市场,浦东机场现在每小时起降60多架次航班,没有一架是中国人造的,我们一定要改变这种局面。”上飞厂的工程师从大场来到祝桥,天天听着这些声音,暗暗下定决心。卢小安告知,浦东基地建成后,大场基地的员工需要逐步向新基地转移,虽然“新家”位置很偏,但对厂里5000名职工做的问卷调查结果显示,不愿搬的,不到10个人。
走进部装车间,第一感觉是C919看上去“很小”
海边滩涂上造大厂,让人联想起当年的宝钢。30多年前长江边上建宝钢,人们担心土质撑不住,桩基会带着厂房统统滑到江里去。事实证明宝钢的建设方案可行。
但对于飞机工厂,海边的特殊地质还是不容轻视。总装基地打桩前,先在267万平方米的土地上,填了整整1米厚的土;部装车间打桩时,每根37米长、40厘米见方的桩,开始按常规打了近700根,检测后发现不行,最后足足打到2000根才行。
2000根桩支撑下的部装(部件装配)车间,长297米,宽97米;总装车间,长305米,宽78米。部装车间需要容纳飞机各个部段分散装配,所以更宽敞些;总装车间引入移动生产线,整架飞机要在其中不断移动,所以需要更长些。
不管哪个车间,来参观的人,都会感叹其前所未有的庞大,不管他之前见识过多少大大小小的工厂。走进部装车间,第一感觉是C919看上去“很小”。现场工程师笑着解释:“你得走近了看,因为厂房太大了,将近40米长的飞机,首尾相连能排7架,看一架自然觉得小。”
空间貌似粗犷,但内部的生产线绝对精细。卢小安说,生产线安装时,200米范围内两根平行钢轨,上下误差不能超过0.5毫米。
虽然还有一些厂房建筑还没建完,但整个“巨无霸”工厂框架已经呈现。从南到北,分别是复合材料、部装、总装三大车间;从东到西,C919、ARJ21和规划中的下一代宽体客机,分别拥有三大车间。这个工厂未来将成为中国商飞的“重心”所在,到2020年,规划形成150架C919、50架ARJ21的年批产能力。如果宽体客机研制进展顺利,年产30架“双通道大飞机”的目标也将在这里实现。
最受关注的机头很快将从成都出发,走长江水路抵沪
造飞机,和汽车一样,从头到尾自己造的时代早已过去。波音、空客、中国商飞,大家都采取“主制造商-供应商”的模式。
主制造商,负责总体设计和总装,世界各地的供应商提供各个零部件。
今天开始的结构总装也是如此,飞机机体被拆分为机头、前机身、中机身、后机身、机翼、尾翼等多个部段,所有机身部段由中航工业旗下、分散在全国各地的几大航空制造厂建造。西飞、成飞、沈飞、洪都、哈飞、昌河……熟悉我国航空工业的人,或是那些军事迷们,都知道,这些都是生产出一代代军机,大名鼎鼎的工厂。
尽管都是军机研制的行家里手,但民航客机是完全不一样的产品。今年5月,C919第一个大部段前机身,在江西南昌洪都工厂下线。外头看,前机身就是一个巨大的圆筒状“铁家伙”,里头却包含1600多个零件,1900多个工装项。从图纸设计到产品下线,花费了两年多时间。
2012年中国商飞设计团队将图纸交付,洪都工厂面临的工艺是全新的,技术需从头攻关,设备要重新采购,甚至连厂房也必须从平地建起。过去从没造过客机的洪都基地,如今已成为一座拥有现代化大型客机部件制造能力的“航空城”。
5月开始至今,各地的大部段陆续下线并发运上海。最早到达的是前机身和西飞运来的中机身;洪都工厂下线的第二个部段后机身,于9月17日从陆路运到浦东基地;最受关注的机头很快将从成都出发,走长江水路抵沪。
“无论陆路还是水路,进入浦东基地都很方便。”卢小安介绍,现在基地西面的下盐公路,一头连接两港大道,一头接着G1501高速公路,水路运来的从临港上岸,再走两港大道很快就能进来。未来基地还打算兴建自己的海运码头,用来接运从世界各地运来的设备与部件。
会开放总装车间供参观,但真正的秘密在部装车间
中国商飞已经在考虑,像欧美一样,未来将浦东总装基地的“航空城”作为工业旅游项目对外开放,成为上海最东面的新地标。
或许很快,这会是一条超级热门的旅游线路:到浦东机场,第一天参观“航空城”,第二天去迪士尼。“我们会开放总装车间供大家参观,但真正的秘密在部装车间,不会对外。”中国商飞上海飞机制造公司总工程师姜丽萍说。
结构总装启动,敲下铆钉的地方,就是神秘的部装车间。所谓部装,就是将运抵基地各个大部段拼接起来。姜丽萍介绍了最概括的机身对接过程:第一步,机头进来,和前机身连接;第二步,飞机断面、翼盒安装,为了便于移动,机翼先不装;第三步,后机身安装;第四步,机身整体成龙;第五步,安装机翼。整体成形后,还要进行额外的第六步——气密试验。
说起来简单,但每一步,其实都包含着各种细节填充和修改完善。“世界飞机制造趋势是模块化设计,部装过程中,能早装的就早装,减少总装时间。”姜丽萍说,飞机机身成龙后再做一些细节工作,会比较困难,因此在部装期间多做一些工作,整体效率就能提升,这也是部装比总装更复杂、更困难的原因。
上海飞机制造厂老资格的员工都记得,6年多前开始建造第一架ARJ21新支线飞机时的景象。当时大场工厂还没改造,厂房破旧不堪,机身拼接很多环节要靠肩拉手扛,用绳子吊上去。6年并不长,但部装过程完全是“两个时代”,吊装、定位、钻孔、铆接……各个过去依赖人工的主要工序,如今均能自动化操作,总体自动化率达到70%左右。浦东总装基地招聘现场工人时,曾中途叫停过一次,要求工人必须技术型,装配工也需要会编程。
“对接前各个部段要先定位,造ARJ要靠眼睛看、手摸,会互相喊‘你近点、再近点’……”现场老师傅指着生产线上的激光定位仪说,如今全自动定位;要测量距离,两位工人手上戴着戒指大小的方型仪器,站好位置一伸手,精确到毫厘。
在不间断的生产线上,工人的岗位和工作是固定的
从部装车间出来,飞机还是空空的壳。
安装电缆、导管,装上系统设备、调试,安装发动机,装上座椅、座舱设备……工程师介绍整架飞机进入总装车间后的装配流程,这好比给一个躯壳装上“心脏”、“神经”、“大脑”。
未来有望成为工业旅游项目的总装车间,对游客来说,这些复杂的“内部操作”很难看懂。而最好看的,是一架飞机随着平台慢慢往前走,移到一个地方,完成一些装配,做完了再往前。“最低速度每小时0.6米,开始慢,后来会快一些。”姜丽萍说。
过去造ARJ21时,人们还没有现在的概念:流水线上的飞机,会不停地往前移动。
移动生产模式,最早来自丰田汽车,通过对流水线的革命性改进,大幅提高效率,改变了全世界汽车行业的格局。
波音公司最先把汽车的移动式流水线引入飞机生产,从737开始,747、757、767、777,所有项目都“移动”起来,造就7天造出一架飞机的速度。
姜丽萍介绍,飞机总装的移动模式有两种:一种是波音那样不间断地移动;一种是脉冲式,在一个位置上停留几天,完成了再移向下个环节。
“波音怎么造飞机,我们也怎么造。”姜丽萍说,一开始,C919就瞄准世界上最先进的生产方式,当然,采取不间断移动意味着难度更大,生产线一停全停,这也对管理提出了更大挑战。
不间断移动的生产线上,工人的岗位和工作则是固定的。这符合精益化生产的理念:固定的操作,熟能生巧,差错率最低、效率最高。“工人需要几颗螺丝,在岗位上发信息给物流中心,物流小车就会配送上门,比叫快递还方便。”姜丽萍回忆当初造ARJ时,工人们需要填写领料单,跑到库房自己拿零件,这样的情形将在新的总装基地彻底消失。
当然,工人在“航空城”里的生活,不会像电影《摩登时代》里描绘得那样枯燥呆板。比如西雅图的航空城,早已是真正的“小城市”:航空城里,在美国排得上号的咖啡店一应俱全,工人们天天骑着自行车来来回回,颇有后工业时代的情调。
“我们这里还没有咖啡店,但已有了不少饮料自动贩售机,自行车和电瓶车也在配备了。”
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C919大型客机
这是我国拥有自主知识产权的中短程商用干线飞机。标准航程型,设计航程为4075公里;增大航程型,设计航程为5555公里,可满足航空公司对不同航线的运营需求。标准航程型飞机最大起飞重量72500公斤,其基本型全经济级布局为168座,混合级布局为158座。它的座级相当于波音737与空客320机型。
围绕“更安全、更经济、更舒适、更环保”的目标设计,C919大型客机具备新型飞机的特征:一是先进的气动布局;二是采用低油耗、低噪声、低排放的新一代发动机;三是采用先进的材料;四是采用先进的电传操纵和主动控制技术;五是拥有先进的综合航电系统。