学科专业评审组:机械组
项目名称:大尺寸机翼精准可靠制造关键技术与装备
提名单位: 陕西省航空学会
提名等级:一等奖
提名单位意见: 针对大型飞机机翼大尺寸、高承载、长寿命要求所引发的高精度加工、低应力装配、精准可靠制造等难题,在国家科技支撑计划、型号研制专项等项目共同支撑下,中航西飞联合西北工业大学、一飞院通过理论创新、技术突破、装备研发,构建了大尺寸机翼精准可靠制造技术体系。该成果技术难度大、系统复杂、创新性强,具有完全自主知识产权,相关技术成功应用于我国大型飞机(运-20、C919、AG600等)机翼制造,并推广应用至空客A320机翼、法航ATR42机翼等国际转包生产。该成果通过了陕西省航空学会组织的科技成果鉴定会,被评价为“整体技术达到国际先进水平,具有重大的社会、经济效益,应用前景广阔”。 提名材料属实、内容完整、资料齐全,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科技进步奖提名条件。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:
主要完成人:
  1. 姓名:赵安安
    排名:1
    行政职务:总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1、2、3做出如下创造性贡献: 1、提出了从产品指标到工艺参数的动态映射方法。建立了多物理场下的成型、加工、装配工艺参数数据库 ,实现了生产现场制造工艺参数的动态快速修正。; 2、突破了大尺寸壁板随位重组调姿定位技术。实现了机翼交点的空间力—位快速控制; 3、探明了带筋复杂构件应力场梯度化分布与构建性能演化关系,提出了基于应力梯度分布的大尺寸变曲率复 杂构件抗疲劳精准成型与强化方法。(附件1. 1. 1、1. 1.2、1. 1.3、2.2.4) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:2020年度浙江省技术进步一等奖,新型飞机机翼跨代装配技术及工程应用,排名2,2020-J-1-029-R02; 2021年度陕西省技术进步二等奖,大飞机机翼模块化装配技术,排名1,2021-ZY-219-2-R01
  2. 姓名:程晖
    排名:2
    行政职务:系主任
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1、2、3做出如下创造性贡献: 1.构建了成形、加工、装配等制造全流程工艺参数作用下大尺寸机翼的几何-物理量变迁模型,揭示了几何-物 理量变迁对精度、强度、密封等性能的作用规律; 2.建立了装配界面应力逆向调幅的动态均衡模型,提出了胶螺混合连接接头的质量在线测控方法,实现了胶螺 混合连接的多钉结构自动钻铆质量在线监测与控制。(附件1. 1.3、2.2.5) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:2018年度国家科学技术进步奖二等奖,大型功能壁板自动精准装配关键技术与装备,排名2,2018-J-216-2-1-01- R02; 2021年度陕西省自然科学一等奖,复合材料/金属叠层薄壁结构装配应力均衡理论及性能控制方法,排名 2,2021-Z-212131-1-R01;
  3. 姓名:杨锋
    排名:3
    行政职务:总工艺师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1、2、4做出如下创造性贡献: 建立了几何-物理场多维数据实时测控系统,发展了具备多场感知、协调定位、精准保型的多功能智能装备 ,形成了大尺寸机翼制造全流程几何-物理融合的动态协调体系。(附件2.2. 1) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  4. 姓名:林伟
    排名:4
    行政职务:副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1、3做出如下创造性贡献: 揭示了界面应力不均量与胶螺混合连接接头寿命、密封性能的映射关联关系,提出通过界面应力逆向调幅平衡 服役过程引起的应力不均增量,发明了装配界面应力逆向调幅的动态均衡方法。(附件2.2.6) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:2021年度陕西省科技进步二等奖,大飞机机翼模块化装配技术,排名8,2021-J-ZY-219-2-R08
  5. 姓名:罗群
    排名:5
    行政职务:副总工艺师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1、4做出如下创造性贡献: 发展了具备多场感知、协调定位、精准保型的多功能智能装备,形成了大尺寸机翼制造全流程几何-物理融合 的动态协调体系,自主研发了活动翼面制孔中心。(附件2.2.7) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:2018年度国家科学技术进步奖二等奖,大型功能壁板精准装配关键技术与装备,排名9,2018-J-216-2-1-01- R09; 2020年度浙江省科技进步一等奖,新型飞机机翼跨代装配技术及工程应用,排名7,2020-J-1-026-R07
  6. 姓名:孙仁俊
    排名:6
    行政职务:总师办主任设计师
    技术职称:研究员
    工作单位:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所(航空工业第一飞机设计研究院)
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点3做出如下创造性贡献: 提出了大尺寸变曲率带筋复杂构件载荷测试及强化方法,实现了壁板压缩许用应力的提升。(附件2.2.8) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:王新峰
    排名:7
    行政职务:厂长助理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1、2、3做出如下创造性贡献: 自主研发了机翼壁板自动化装配系统、翼盒装配数字化装配系统、机翼对接数字化装配系统等高性能装配装备 。(附件1. 1.2) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  8. 姓名:韩艳彬
    排名:8
    行政职务:副总工艺师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点2做出如下创造性贡献: 发明了双曲度变曲率蒙皮多角度渐进包覆拉伸方法,解决了蒙皮拉伸成型过程褶皱及断裂问题,提高了蒙皮成 型精度。(附件2.2.2) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:余剑峰
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1、3做出如下创造性贡献: 揭示了多物理场影响下的大型工装变形机理,建立了大尺度工装在多物理场作用下的变形模型。揭示了多物理 场影响下制造工艺对产品性能的内在影响规律。(附件2.2.3) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:2015年陕西省科技进步一等奖,大尺寸薄厚度飞机壁板自动精准装配关键技术与装备,排名6,2015-1-15-R6
  10. 姓名:郭文娟
    排名:10
    行政职务:副厂长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1做出如下创造性贡献: 建立了随位调姿定位运动控制算法,通过多定位器精准调姿实现了机翼交点的空间力—位快速控制,保证了机 翼结构高精度随位重组调姿。(附件2.2.8) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  11. 姓名:冯华
    排名:11
    行政职务:副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点2做出如下创造性贡献: 发明了基于数字量-模拟量互参技术,提出了大尺寸壁板多点并联调姿定位方法,实现机翼交点空间位置快速 准确定位与装配。(附件2.2.8) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  12. 姓名:马国鹏
    排名:12
    行政职务:副厂长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1做出如下创造性贡献: 提出了大尺寸机翼制造全流程几何-物理融合的动态协调技术,根据制造工况和现场环境动态调节工艺参数 ,以满足产品指标要求,实现了制造过程由几何精度协调向几何-物理耦合的动态协调的转变。(附件2.2.8) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  13. 姓名:任宇航
    排名:13
    行政职务:主管
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点1做出如下创造性贡献: 基于几何-物理模型的分析结果,针对机翼产品的精度、强度、密封性等控制要素,提出了产品指标-环境物理 场参数-制造工艺参数的映射方法。(附件2.2.8) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  14. 姓名:周文东
    排名:14
    行政职务:部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点2、3做出如下创造性贡献: 提出了大尺寸机翼翼盒结构精度检测以及强度性能测试方法,形成了活动翼面安装检测、耐压管路气密及油密 、电气系统集成测试三大模块化系统安装测试系统性方法。(附件2.2.8) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
  15. 姓名:程毅
    排名:15
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:本人对创新点3做出如下创造性贡献: 建立了曲面装配界面应力逆向调幅的动态均衡模型,提出了胶螺混合连接接头的质量在线测控方法。(附件 2.2.8) 本项目中投入的工作量占本人工作总量的80%。
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    单位贡献: 中航西安飞机工业集团股份有限公司作为该项目的完成单位,历时十余年,以制造过程中几何-物理 量实时测控为核心,构建了大尺寸机翼精准可靠制造技术体系。建立了几何-物理融合的大尺寸机翼制造 全流程工艺动态协调方法,实现了制造过程由几何精度协调向几何-物理耦合的工艺动态协调转变。突破 了应力-温度-误差耦合的机翼制造精度主动控制技术。攻克了双曲度变曲率蒙皮多角度渐进包覆拉伸技术 ;发明了面向加工温度变化-应力释放的变形补偿方法。在机翼尺寸扩大一倍的情况下,将机翼I区气动外形 精度由±1.2mm提升至±1.0mm,实现了机翼制造精度由事后精加工向在线主动控制的转变。突破了应力- 误差在线测控的大尺寸机翼制造性能控制技术,突破了多钉结构自动钻铆质量在线测控技术。在我国航空 制造领域首次满足了410MPa级许用应力,实现了大尺寸机翼结构的高性能制造。自主构建了大尺寸机翼 制造系列化装备。基于上述技术创新,围绕机翼制造成型、加工、装配三大核心环节,自主构建了包含活 动翼面制孔装置、机翼翼盒装配、机翼对接系统等9类18台/套机翼自动化装配装备,持续工程应用于我国 9种大型飞机机翼制造现场,实现了大型飞机机翼高精度、高可靠制造,推动了我国航空型号跨越发展。

  2. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:西北工业大学作为该项目的完成单位,围绕大尺寸机翼装配,突破了多钉结构自动钻铆质量在线测 控技术,建立了界面应力时空域计算模型,揭示了界面应力不均量与胶螺混合连接接头寿命、密封性能的 映射关联关系,提出通过界面应力逆向调幅平衡服役过程引起的应力不均增量,发明了装配界面应力逆向 调幅的动态均衡方法,实现了胶螺混合连接的多钉结构自动钻铆质量在线监测与控制,并参与构建了活动 翼面制孔装置、机翼翼盒装配等大尺寸机翼制造系列化装备,实现了大型飞机机翼高精度、高可靠制造。

  3. 单位名称:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所(航空工业第一飞机设计研究院)
    单位贡献:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所作为该项目的完成单位,负责大尺寸机翼翼盒试验件结构优化设计与 性能测试等相关研究内容。完成了大尺寸飞机机翼整体加筋壁板优化设计,将壁板最大许用值由以往组合 加筋壁板的380MPa提高到了415MPa(与ARJ21飞机相比,机翼整体壁板材料比ARJ21壁板材料强度低约20%,而壁板设计许用值却比ARJ21飞机(380MPa)提高了9%)。由于机翼整体加筋壁板许用值的提高 ,取得了显著地减重效果,强度设计水平也得到了明显提升,有利的推动了我国实现大型飞机机翼高性能 制造。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处