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为飞机、火箭制“外衣” 他们在“鸡蛋壳”上“雕花”

2023-05-26 19:23:07 来源：华夏经纬网

王宇晗教授　受访者供图

(相关资料图)

中新网上海5月26日电题：为飞机、火箭制“外衣” 　他们在“鸡蛋壳”上“雕花”

记者郑莹莹

国产大飞机、“中国造”运载火箭……人们看到的是中国高端制造的整体崛起，鲜少留意到：潜藏在背后的一个个工艺突破、一项项技术迭代。

在上海，有这么一个团队，他们由高校学术人“下海”与企业共创。这个团队在“鸡蛋壳”上“雕花”，突破技术难题，为飞机、火箭提供牢固又环保的“外衣”。

在26日揭晓的2022年度上海市科学技术奖中，这项名为“航空航天大型曲面蒙皮/箱底双五轴镜像铣削技术与装备”的项目获得了技术发明奖特等奖。

昂贵的“外衣”：一克重量，一克黄金

“飞机、运载火箭这些飞行器对重量有非常苛刻的要求，我们形容：一克重量，一克黄金。”上海交通大学机械与动力工程学院教授、上海拓璞数控科技股份有限公司董事长王宇晗说。

经过10多年的努力，他的团队解决了飞机、火箭超大超薄“外衣”的加工难题。

蒙皮，被形容为飞行器的“外衣”，它是决定飞机疲劳寿命的主承载零件，占机身面积的80%，占机身重量的21%。

新型飞机的蒙皮最薄处和鸡蛋壳差不多厚，相当于8张A4纸叠加的厚度，或相当于8根头发丝的直径总和。

蒙皮的精密加工是大型客机批量生产的一个重要工艺技术突破口。王宇晗介绍，为了保障安全，飞行器采用了很贵的铝合金蒙皮，加工过程中得去掉蒙皮大部分重量(如中国国产大飞机的“外衣”要去掉蒙皮毛坯90%的重量)，然后才能给飞行器“披上”。

“机械加工最怕碰到软的东西，怕刀具一碰上就变形。飞机蒙皮柔软到什么程度?一个手指头按了都会变形，所以以前用化学腐蚀的方法来去除多余的材料。”王宇晗说。

但传统的化学腐蚀方法污染非常严重，需要二十几道工序，占用大量人力，也会出现多种制造缺陷，精度差，阻碍了高性能飞机的研制。据介绍，该项目以“镜像铣削”法代替“化学腐蚀”法，产品精度提高了5倍，产品疲劳寿命提高了10%，大大提升了飞机的性能。

王宇晗说，该团队目前是国内唯一掌握镜像铣削技术的团队，“我们现在已经为国产大飞机提供了12台设备，还为支线客机批量生产提供了全套装备生产线。”

该产品用于航空航天。在火箭方面，中国新一代运载火箭对加工工艺提出新需求。箱底是火箭发射载荷的主承力零件，新一代运载火箭采用液氢液氧燃料，需要保障贮箱在极端低温条件下的承载能力，必须采用整体箱底代替传统拼焊箱底。

这就碰到一个大难题：如何去除蒙皮的多余材料?这时，传统的化学方法已经无法实现了。“镜像铣削”法的应用突破了这个问题，如镜像一般的铣削技术可以整体性地削去多余的材料，让火箭的制造技术又提升了一个层次。

学术人“下海”：坚持求索、助“中国造”更坚韧

上海拓璞数控科技股份有限公司(简称：拓璞)由上海交通大学的5位博士和机床行业的一些企业家组成。

搞学术出身的要“下海”做企业，并不容易。

王宇晗说，作为一名教授，自己擅长远期战略、懂得洞察技术发展，但刚开始的时候，对产品的理解并不深。

他还记得某产品第一次融资时融了1500万元，由于不懂产品研发体系，团队三个月就把这笔钱全部花完了，“我们刚融资的那一年春节，就遇到了财务危机。”

这是个非常痛苦的过程，后来他才理解，即便产品核心精度都达到要求，也并不代表产品就合格了，就如同“手机一点划痕都不能有”一样。

摸索多年，王宇晗总结了搞学术的人“下海”经营企业的两条经验：

一、转型。搞学术出身的，在办企业上需要理解产品。技术和产品相距甚远，要让技术转化为产品、在全球“卖起来”，团队还需要多琢磨。

二、专注。办企业难免每年都会碰到危机，不是财务的危机就是产品质量的危机，团队一定要专注自己的方向，不要因为哪个地方赚钱就往哪“跑”。

科研成果从高校“出生”，到进入社会“成长”，离不开各方的支持。镜像铣削技术的应用背后也有这样的故事。

“高端装备对土地是有需求的，但那时我们没钱，我们赚点钱都投入研发了，没钱去买土地、建厂房。”王宇晗说。

那时候，为了支持企业发展，上海相关部门要给拓璞土地，王宇晗拒绝了，“我的很多朋友都说，你傻啊，上海的土地你不要。我说不要，我要搞研发，我要搞产品。”

后来，厂房是当地政府代建的，所有的装修设施都由政府出资。“整个投资超过2亿元，我们企业搬迁过来只花了200万元，全是政府在建，为我们‘量身定制’。”王宇晗说。

这样的支持，让拓璞这些企业成长起来了。也是这样的支持，让“王宇晗”们甘于在研制上继续求索、在市场上坚持搏击，让“中国造”更坚韧。

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