本报通讯员 杜立华 骆建利
2017年12月25日，我国大型客机发动机验证机（CJ-1000AX）首台整机在上海完成装配，标志着我国第一个民用大涵道比涡扇发动机整机验证平台已经建立。首台验证机突破了多项先进技术，最具代表性的是钛合金宽弦空心风扇叶片设计制造技术，首台验证机的装配完成，标志着我国具备了大涵道比发动机钛合金宽弦空心风扇叶片的研制能力。
钛合金宽弦空心风扇叶片是先进军、民用航空发动机的代表性结构，具有减重、抗颤振、抗鸟撞、脱落冲击力小等优点，CJ-1000AX发动机风扇叶片具有空心率高、弯掠叶型、疲劳性能要求高等特点，研制难度大，技术综合性强。航空工业制造院立足多年研究基础，2011年组建了由李志强院长为负责人的CJ-1000AX宽弦空心风扇叶片研制团队，专业领域涵盖结构力学、材料科学与工程、机械加工、表面工程、分析与测试和质量工程等多个学科方向。研制团队主体为青年科研人员，面对空心风扇叶片自主研制的重任，凭着初生牛犊不怕虎的冲劲，团结一心，勇往直前。
钛合金宽弦空心风扇叶片的主要成形方法是超塑成形和扩散连接技术，前者类似于“吹糖人”，能够在特定条件下使金属获得几倍伸长变形而不断裂；后者是在将近1000摄氏度和几十个大气压的高温高压环境下实现多层金属板之间的高质量固态结合。从毛坯到最终零件的叶片制造过程中，共涉及了十几个用于不断改变形状和结构性能的冷、热加工工艺，必须通过细到毫厘的控制，才能保证最终完成制造的叶片满足几何精度和疲劳性能等使用要求。在项目初期缺乏结构设计经验、制造工艺规范以及专用装备保障的情况下，年轻的项目团队与中国航发商发公司设计人员一起组建了联合攻关团队，秉承“一个目标、一个团队、一个计划”的原则，推行设计和制造一体化研发模式，制定了“典型件—缩尺试验件—全尺叶片试验件”逐步递进的研制技术发展路线；大胆应用叶片全流程数字化建模和检测方法，开发了专用求解软件工具、配套激光扫描检测设备监控叶片成形全过程变形，提高了工艺工装设计效率，获得了工序控制能力及改进方向，通过逐级验证，打通全尺空心叶片制造工艺路线；综合运用结构力学、材料科学、机械加工、表面工程、试验测试等多学科基础研究成果，先后突破了空心叶片结构优化设计、几何精度控制、表面完整性加工、高周振动疲劳性能保证等一系列关键技术，实现了空心叶片试验件的形性协同控制。项目团队对标国际先进水平，建立了一整套面向空心叶片研制全流程的专用设备保障条件，为空心叶片制造技术的发展和应用提供了有力保障。
2016年7月，CJ-1000AX首台验证机空心风扇叶片设计图纸正式下发，首台装机件的研制工作正式拉开了序幕，这也标志着CJ-1000AX钛合金空心风扇叶片项目进入一个全新的发展周期。为了满足整机动平衡的要求，叶片与叶片之间的重量、质心位置差异必须形成严格的匹配关系，意味着对叶片的技术参数、质量要求更加详细和严格，同时，随着适航质量要求的逐步贯彻实施，过程控制、特种工艺管理、制造符合性等项目和质量管理工作也提出了更高的要求。为保证交付节点、技术指标和质量要求的全面实现，项目组成员坚持年度策划、月计划、周例会的计划管理方法，跨部门统筹资源、跟踪进度、及时发现并解决问题，完成了从试验件向装机件的研制阶段转变；采取立足核心、辐射发展、完善提高的思路，依据结果导向、指标分解、补足短板的问题解决主线，从高周疲劳性能和几何精度等叶片的主要技术特性和要求出发，分解细化控制要求，找到短板工序并针对性地进行重点改进；同时针对项目运行过程中的风险，制定了详细的应对方案，形成了项目总体计划，使得项目工作分解及实施有依可循。
2017年9月14日，项目团队完成了CJ-1000AX验证机首台18件装机叶片研制并按期交付总体单位，保障了首台验证机年度装配任务的完成。钛合金空心风扇叶片技术发展从缩尺试验件到在首台验证机上完成装配，经历了从无到有，尺寸从小到大，结构性能从低到高的层层蜕变，也见证了整个项目团队坚持自主创新，不断成长、成熟的艰辛历程。这是叶片制造技术由实验室阶段迈向工程化应用的重要里程碑，为我国航空发动机的自主创新发展闯出了新路，为后续大涵道比发动机的发展提供了有力的支撑。
不断研发出好用、管用的先进制造技术，支撑我国先进飞机和发动机发展，是国家赋予制造院人的光荣使命，项目团队将夯实基础，开拓创新，实现钛合金空心风扇叶片技术取得更大的突破，为我国航空和国防事业做出更大的贡献，强我“中国心”，助力中国梦。
