提到飞机制造,很多人会想到先进的发动机、精密的航电系统,却常常忽略了那些看似笨重的大型锻件,而正是这些大型锻件,实际上卡住了全球航空工业的脖子。而锻造这些锻件的核心设备——8万吨级模锻压机,曾经只有美国和俄罗斯掌握。回顾历史,早在上世纪50年代,中国曾试图求购万吨水压机,但遭到苏联的无情拒绝。半个世纪后的今天,中国不仅自主制造出8万吨级模锻压机,而且创造了世界纪录,波音、空客等国际航空巨头纷纷主动上门排队下单。更为讽刺的是,当中国锻压机技术成功逆袭全球时,美国的媒体却发表了最滑稽的评论,称如果当初苏联没有拒绝与中国合作,今天中国就不会在全球市场中占据主导地位。
那个时候,新中国刚刚成立,国内工业基础相当薄弱,重型机械所需的大型锻件几乎全靠进口。为了改变这一局面,国家派遣了一批研究员前往苏联,学习水压机的有关技术,希望可以引进技术或展开合作。然而,令中国科研人员没想到的是,苏联的科学家面对中国研究员的请教,竟然表现得极为傲慢,甚至当众讽刺:你们连基本的重型加工设施都没有,怎会是搞得起万吨水压机?这简直是天方夜谭。这番话深深刺痛了中国科研人员,也让沈鸿下定决心,必须自主研发,不能再依赖他国。
沈鸿的提议一提出,立刻遭遇了不少质疑。那时,国内外的普遍观点认为,制造万吨水压机一定要具有三大前提:特大型铸锻设备、训练有素的专家团队以及长期的重型机械制造经验,而中国在这三方面几乎一无所长。甚至有苏联专家公开表示,中国想在三缺条件下造出万吨水压机,根本不可能。面对这些质疑,沈鸿并未退缩,而是坚定地回应:别人能做到的,我们凭自己的力量也能做到。
为了克服这一难题,沈鸿主动请缨担任总设计师,带领20多名技术人员扎根上海的江南造船厂。面对没有现成图纸的局面,他们就跑遍全国所有有中小型水压机的工厂,逐一考察设备的结构与原理,并从国外的专业期刊中搜集零散的资料。没有计算机,所有的技术数据只能靠手工计算。仅仅是水压机框架的静不定难题,技术人员徐希文就日以继夜地计算了一个多月,才最终攻克。
研发过程中,最大的难关是特大件的焊接。万吨水压机的四根大立柱,每根长18米、粗1米、重80吨,必须用厚钢板拼焊而成,传统的焊接技术根本没办法保证焊接质量。电焊大王唐应斌带领团队成立了电渣焊技术研究室。试验初期,他们多次遇到漏渣事故,熔液温度高达2000多度,随时有引发危险的可能。唐应斌每次都冲在最前面,亲自用耐火泥堵住焊缝漏洞。
为了观察焊缝降温的变化,他经常通宵守在工件旁,甚至把自己的棉衣脱下来,盖在焊缝上进行保温。经过无数次的试验,他们终于掌握了电渣焊技术,使焊缝可承受3倍以上的拉力。此后,团队又成功攻克了特大件的起重运输、热处理、金属切削和高压水压试验等五大难关,每一步都异常艰难。最终,1962年6月22日,中国首台12000吨自由锻造水压机成功试车。
这台高达16.7米、重达2200吨的工业巨无霸,在试验中竟能输出超过1.6万吨的极限压力,远超设计标准。消息一经传出,全国震动,《人民日报》头版专门报道了这一突破,数十个国家的嘉宾专程来华参观,甚至美国记者埃德加·斯诺将其锻压钢锭的场面拍成了电影。这台水压机的成功诞生,彻底改变了中国重型工业的格局。
然而,当时中国最大的锻压设备只有1.2万吨,而全球只有美、俄、法等少数国家拥有超过4万吨的锻压能力,其中俄罗斯的7.5万吨设备曾是世界纪录。更为关键的是,8万吨级水压机的制造难度远超于1.2万吨型,其总重量达到2.2万吨,高度42米,需要60台油泵驱动300吨液压油在10公里长的管路中流动,才能产生巨大的压力,对结构设计、精度控制和操作技术的要求都是前所未有的。
为了掌握精准的操作技巧,叶林伟和团队白天守在设备旁,记录每个动作的细节,听液压阀的声音,观察压力表的波动;晚上,他们则把原理图铺在床上,标注每个参数。面对1200摄氏度的钢坯,他们必在20秒内完成锻压。经过反复试验,最终在一个凌晨,他们成功找到了临界点,成功在6秒内完成了C919起落架锻件的成型。
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