专家:ARJ21燃油系统全进口 国产件可靠性不足

2014-01-21 08:50:00 中国航空报 分享
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  自1982年大学毕业参加工作至今,陈隆凯在泛华已经整整工作了32个年头。这期间,他见证了泛华公司燃油测量与控制系统(以下称燃油测控系统)专业的发展壮大,产品市场占有率超过95%,在市场上占有绝对主导地位;这期间,他在企业的惨淡时期仍然选择了坚守与奋斗,最终成为中国燃油测控系统专业的领军人物。如今,他虽然从总工程师的岗位上卸任,但是一颗心仍在关注着专业的未来与发展。

  四十余年铸成行业翘楚

  作为泛华公司的两大专业之一,燃油测控系统专业的发展大致经历了四个阶段。第一个阶段是上世纪60年代末期到70年代,即作为泛华公司前身之一的291厂建厂之后十多年间,主要是参考原苏联的设计图纸为为歼6、运7等飞机生产和配套燃油测量设备。作为企业发展的初期阶段,这时候的特点是以生产为主。第二个发展阶段是上世纪80年代到90年代初期,这个阶段主要是跟踪和追赶西方,研制生产电子模拟式的燃油测控系统。对于专业来讲,这个阶段应该是一个创新发展的时期,但是由于当时的大环境所致,企业任务不足,产品产量小,所以企业发展速度仍然比较慢。第三个阶段,从90年代中期到新世纪开始,由于一批新型号的上马,推动国产燃油测控系统从模拟式向数字式的飞跃。特别是歼10的研制,它的燃油测量控制系统是率先采用了数字化技术和电子计算机技术,在产品的功能,性能方面都有了大的飞跃,成为专业发展的一个里程碑。通过歼10燃油测控系统的研发,与国外的差距大大缩小,在这之后由于新研型号的逐渐增多,专业发展速度更快了。

  “2000年之后,我们进入了新的发展阶段,从专业方面来讲,开始从分离式的系统向系统综合迈进。在这个时期,在技术进步的推动下,包括飞控、航电、机电等都在内的机载系统都在向系统综合迈进。不过,燃油测控系统属于机电系统,它的很多部件是以机械产品为主,其系统综合与航电系统相比相对发展较慢。但是系统综合是一个大的发展趋势,未来还将加快速度。”陈隆凯说。

  小系统的大功能

  燃油测量控制系统,属于燃油系统的子系统,它的作用就是为飞行人员提供一个准确的燃油储量信息和发动机的燃油消耗量信息,是飞机的基础功能保障系统之一。与飞机的任务系统等其他机载系统相比,燃油测控系统有着自己特点。一是在飞机的全部飞行过程中都要不间断的工作。所以燃油测控系统对飞行安全、飞行的经济性,以及任务的完成有着直接的影响。如果燃油油量测量不准,对商用飞机来讲,会直接影响其经济性,据权威的资料统计,油量测量相差百分之一,可以影响10个人的商载;对战斗机来讲则会影响飞机的航程。二是系统在飞机上的分布非常广,传感器遍布飞机的机翼和机身,以及飞机的内部和外挂,所以对系统的可靠性要求比较高。按照国际民航适航条例的规定,民航飞机每飞行一千万小时准许出现一次故障。三是测量精度的要求也比较高,对于飞机这样一个高度动态的平台,要满足测量精度的要求是很困难的,特别是在爬升,滚转,加速减速等飞行姿态,要保证测量精度就更加困难。也正是这些特点,使得业内公认燃油测控系统是燃油系统的核心子系统。

  “燃油测控系统作为一个集电子、机械、计算机于一体的机电一体化系统,它还有一个特点,就是免维护。特别是燃油测控系统的传感器、电缆、信号器都是装在油箱里面,而进入油箱维护非常困难,因此,对于油箱内部的传感器、电缆、信号器等,免维护要求非常高,一般要求与飞机同寿,或者与大修周期同寿。”

  泛华公司燃油测控系统专业从最初的仿制发展到今天,飞机性能提升对技术需求的牵引是直接的促进因素。陈隆凯介绍说:“燃油测控系统最初的功能比较简单,主要是供油箱的油量测量,而随着对飞机整体性能要求的提高,燃油测控系统必须能够对飞机所有油箱的油量都要测量;其次是燃油测控系统的控制和管理功能也在增加,包括地面加油的控制,空中油量消耗的控制,飞机重心的控制,都要通过燃油测控系统来辅助控制。”

  专业优势就是能力

  陈隆凯认为,泛华公司第一个优势就是拥有完整在产品系列。经过40多年的发展,泛华公司的产品已经形成了系列化,能够满足几乎所有机型的需要;就系统本身来讲,从传感器,到中间部件,到终端显示部件,泛华公司全都可以研制生产。这种能力是竞争对手所不具备的。第二个是核心技术优势。这里所说的核心技术,包括设计技术、制造技术和试验技术。以设计技术为例,泛华公司掌握了油量测量的不同原理,包括机械式、电子式、超声波式等,并成功进行了工程化。第三是系统的集成技术与能力。系统集成,不是单纯的多个部件的简单组合,要考虑到整个系统的综合能满足系统的性能要求,比如精度指标,电磁兼容要求等。在这方面,泛华公司有很成熟的技术。第四是制造技术与工艺。截至目前,泛华公司掌握了燃油测控系统中各类传感器,包括传感器中的关键部件的技术和工艺制造体系。比如传感器薄壁管的加工工艺等,都是泛华独有的。第五就是试验技术。泛华公司有国内行业内唯一的六自由度模拟台,能够模拟飞机的俯仰、滚转等各种飞行姿态下燃油系统的工作状态,满足系统功能、性能设计和测试要求。

  上述的种种专业优势,最终转化为市场的成功。目前,泛华公司的燃油测控系统在国内市场的占有率超过了95%。 对于这一技术密集的机载系统,能够确立近乎垄断的优势地位,陈隆凯知道这一切都来之不易。“一是靠外部环境,航空工业从上世纪90年代之后进入一个快速发展时期,这为我们提供了很好的发展机遇和大平台。二是从内部来讲,在企业最苦难的时期,当时企业的领导始终没有放弃专业和军工产品,保留了一支相对完整的科研队伍。这些保留下来的力量,遇到后来的发展机遇,迅速转化为企业发展的强大动力。”

  在燃油系统这个专业,泛华目前的设计队伍约有五六十人,近几年的增长比较明显。但是队伍的结构中年轻人偏多,中年骨干相对比较少,整体的科研力量偏弱。这还不能满足未来研发驱动的发展要求,所以,以后还要加快人才队伍建设,特别是专业领军人物的培养。

  正视与差距才能继续进步

  据陈隆凯介绍,与国外同行业相比,我国在技术层面,特别是原理技术方面差距并不大。但是一落实到产品性能指标上,差距就很明显,包括产品的精度、可靠性等工程化指标和国外的差距比较大。“这也直接导致了我们的产品在国内民机产品上,包括C919,MA700,ARJ21上都成不了主角。像C919的燃油系统,由美国帕克公司作为系统供应商,负责计算机系统的提供以及整个系统的集成,我们只负责提供传感器和电缆等部件,而在ARJ21上,则全部采用国外产品。”

  “我们与国外的差距,还表现在自主创新能力的不足。国外企业一直非常重视新原理、新技术的的研究和探索,并进行重点投入。比如美国已经在波音777客机和F-22战斗机上使用了超声波原理的燃油测控系统。尽管后来在波音787和F-35上又回到了当前主流的电容式燃油测控系统,这也是新技术发展过程中难免出现的反复。而我们往往是跟踪式的研究,自主的探索研究相对较少,大部分时间还是被型号牵引。所以,未来要想真正做到与国外同行并驾齐驱,必须在自主创新能力方面下大力气。”

  在这方面,泛华公司其实已经做了不少的工作。在最近几个五年计划中,泛华公司都会结合产品未来发展需要确定一些自主的预研项目,并积极争取国防科工局以及集团公司的预研项目。2013年,其光纤测量预研项目得到了国防科工局的支持。

  向着系统供应商的目标迈进

  按照价值来衡量,燃油测控系统是飞机上的小系统。而如何将这个小系统的专业做大,既能支撑企业的长远发展,从国家层面来讲又有利于航空工业的技术进步?解决方法就是对专业进行扩展,将其扩展到整个燃油系统,而这就涉及到了专业整合问题。

  简单来说,飞机研发项目可以划分为主机层、机载系统层和部件层三个层次,而目前国内最缺乏的就是中间的机载系统层。“由于历史及其他原因,当前我国机载系统的研发现状是,主机层面向下延伸,本该由系统供应商做的事情他们来做了,而作为具体的企业来讲,工作的中心在于部件的研制,缺乏系统集成能力。这就造成中间层的系统供应商两头为难。”国外的企业包括波音这样的巨头在内,此前也走过这方面的弯路,后来吸取教训改为系统供应商模式,由系统供应商直接对波音公司负责。这样既降低了波音公司的管理负担,又能够更好地保证产品的质量。

  因而,基于30多年的经验,以及对行业现状的深刻观察,陈隆凯认为在中航工业系统,可以通过专业整合,打造这样的系统供应商。“目前国内从事燃油测控系统研发的企业有十多家,但是规模都不大,并且企业间的技术交流与融合基本停滞。长期下去,我们根本无法同国外同行竞争,更难于走向国际市场。所以,如果由集团公司来推动,进行专业的整合,形成一个专业龙头单位,加上研发试验平台的建设,就可以成为系统供应商,面对国内所有的飞机研制项目提供燃油系统的解决方案。”

  而如何进行专业的整合,陈隆凯认为,“燃油测量控制系统是燃油系统的核心,所以燃油系统的综合,以燃油测量系统为龙头进行整合是最科学,也是最可行的。”

  就在不久前,泛华公司刚刚完成了新的燃油系统综合试验平台的建设评审,并获得了国防科工局科研体系化建设的大力支持。该平台的建设,将使泛华公司的燃油测控专业扩展到整个燃油测量系统专业,其研发、测试、生产能力也将上到一个新台阶。

责编:周扬
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