许佳 ¦ 俄罗斯航空武器装备基础制造能力（下）：军用直升机及启示

本篇接续许佳女士2018年12月24日发表于本号的上篇（对俄罗斯第五代战斗机和军用无人机的生产能力介绍，见文末专栏文章清单中的链接）和12月26日发表于本号的中篇（对俄罗斯远程轰炸机制造和军用运输机生产能力的介绍），将介绍俄罗斯直升机制造能力，并归纳对俄罗斯航空武器装备基础制造能力进行系统梳理的其实。五、直升机制造能力俄罗斯在苏联时期积累了丰富的直升机研制生产能力，在重型直升机、共轴直升机的研制方面处于世界领先地位，研制了目前全球在役的最大的重型直升机米-26，在此方面建立了的深厚的工业基础。苏联解体后，俄罗斯对直升机产业进行了持续多年的整合，目前直升机的研制生产能力主要集中在俄罗斯直升机控股公司中（俄直公司）。1. 总装生产罗斯托夫直升机公司是俄直在超重型直升机制造方面的关键企业，由1939年的一家苏联民营直升机制造商改组成立，1956年开始生产米里设计局的直升机型号，包括米-6、米-10、米-24/35、米-26、米-28等，销售市场包括30多个独联体国家、欧洲、亚洲、非洲和南美国家。目前该公司的主要生产任务是米-24/35、米-28和米-26系列直升机。罗斯托夫直升机公司的总装车间可进行机身内部所有部件的装配（例如发动机、传动轴、导航系统、武器的装配）（图1）；直升机各部件和系统的装配完成后的地面试验检测和调试；在工厂试飞站开展进行进一步的系统调试；以及生产最后阶段的飞行试验，检验所有系统在空中的工作能力。罗斯托夫直升机公司的锻造生产车间是从事直升机生产的主要部门，具有5吨冲压锤，可进行大体积的有色金属和黑金属锻造工作（在加工过程中金属温度达到1000-1100度）。电镀车间可进行自动化阳极处理，主要对机械加工工序前的直升机铝合金零件进行防腐处理（图2）。部件装配车间负责直升机机身部件装配，俄直升机型号的大量工作在此车间完成（例如米-26直升机上有超过2万个铆接点）。

图1  罗斯托夫直升机公司总装车间

图2  罗斯托夫电镀设备2. 部件制造俄直公司主要的部件配套生产厂包括斯杜宾机械制造厂、彼尔姆减速器公司、乌兰乌德航空工厂等。斯杜宾机械制造厂成立于1948年，是俄罗斯航空部件制造的领军企业，拥有从坯件加工到零件安装的全套生产线，主要为米-6、米-8、米-10、米-26、图-142、图-95、卡-52，以及他们的改型直升机提供螺旋桨部件。制造厂拥有的专业化生产设备包括：——具有现代化设备的加工车间（图 3），能够生产各种复杂外形的高精度零部件；——具有制造设备、铣刀、测量和装配工具（压模、钻模等）的专业化工具室；——生产不同的橡胶、塑料和复合材料零件；——冷冲压和深拉伸零件制造工艺。

图3  斯杜宾车间“彼尔姆马发动机—航空减速器和传动轴”公司成立于1995年，是俄罗斯一家专门生产和维修直升机减速器和传动轴的大型公司。彼尔姆减速器公司的产品主要应用于米-8、米-8MTV、米-17、米-26T、米-38、安萨特等直升机。为提高生产效率，公司不断配置新型生产设备和节能试验台。2009年，俄直公司通过了在彼尔姆减速器公司基础上，建立研制和生产直升机传动部件和试验平台的专业化公司的决议。2011年，公司自行设计研制出可进行米-28N直升机减速器和尾部传动轴的技术检验和寿命试验台（图 4）。

图4  减速器配套厂车间乌兰乌德航空工厂成立于1939年，2007年并入俄直。该厂是米-8/17、米-8AMTSH、米-171等直升机及其零部件的主要生产厂，同时也是俄罗斯高速直升机计划的参与企业。工厂拥有完整的生产链和现代化的飞行试验设施，具备复合材料配套产品制造能力。毛坯冲压车间、机械加工车间和组装车间是主要的3个大型车间（图 5）：——毛坯车间生产材料以金属、复合材料、塑料、有机玻璃等为主，生产产品包括蒙皮、附板、夹片等部件和零件；——机械加工车间以中型和大型综合性机床为主，能够生产从螺栓到直升机机身格框、轮毂等不同尺寸的部件。随着俄罗斯对航空武器装备发展重视程度的提高，工厂生产设施和设备的现代化程度也得到改善。2013年，工厂搬移至具有国产新型专业化生产设备的新厂区。2016年，工厂增添了包括DMU 65和СТХ gamma 1250 ТС铣床在内的200台新型设备。

图5  乌兰乌德生产厂车间3. 制造工艺俄直公司在生产工艺上不断进步，其下属多家制造企业都在不断提升生产工艺水平，积极引入先进加工技术，通过自动化技术实现高质量的缠绕法桨叶生产等。本文在表 1中汇总了部分俄直公司当前应用的主流制造工艺。表1  俄直公司部分制造工艺应用序号生产工艺应用企业应用效果1橡皮液压成型法金属加工喀山直升机公司零件高重复率在一个挤压周期公差范围内的零件制造替代手工研磨，工作量降低到原有的40%2金属拉伸成型罗斯托夫直升机公司双曲率变弯度零件成型保障较低的残余应力保障较低的残余应力3磨料水射流切削“进步”航空公司/斯杜宾机械制造公司材料切削厚度达到300mm定位精度+0.05mm/1000mm可加工钢，铝、钛和镁合金4在3D打印设备“FORTUS  900MC”上模型制备和成形“进步”航空公司根据数字模型直接制备零件分层制造可以获得复杂几何外形的零件制备精度达到0.127mm砂模自动进给和精确树酯剂量的系统浇注前快速制备模型和型芯5在3D打印设备“S-MAX”上模型制备和成形“进步”航空公司/罗斯托夫直升机公司根据数字模型直接制备零件6自动化生产线喀山直升机公司提高产品生产质量毛坯重新装配的数量减少到1-2个减少对高度熟练的生产工人的需求零件加工工作量减少到40%7大尺寸样件加工“进步”航空公司/罗斯托夫直升机公司采用高速加工设备高精度制造零件，无需后续精加工零件加工工作量减少到40%8大型减速器壳体加工彼尔姆减速器公司工具磨损的测量和校准采用综合的测量系统和校准方法台面尺寸1250*2000mm，能够加工大型零件生产工作量减少到30-40%，9金属零件的化学热处理加工彼尔姆减速器公司零件表面硬化的自动化过程稳定的高品质零件表面硬度在59-62HRC的均匀层采用渗碳后直接淬火方式10齿轮切削彼尔姆减速器公司齿轮加工时较高的重复性与传统工艺相比，质量提高到2-3倍加工工作量减少到30%11缠绕法桨叶生产罗斯托夫直升机公司通过自动化过程实现高质量制造形成均匀拉伸（7-50N）12织物浸润（预浸件制备）库梅尔套航空制造厂高品质预浸件制备预浸件拉平装置织物拉力检测高效的辐射烘干系统13电镀生产罗斯托夫直升机公司自动检测工艺参数空中喷射的纯度达到99.5%污水量减少二分之一以上六、启示俄罗斯的生产能力早在苏联时期就得到过验证，进入新时代后，俄罗斯的生产能力开始面临一些挑战，为适应世界先进发展趋势，俄罗斯加大了对航空工业的生产能力的调整和改革力度，其中数字化生产、工艺改进、人才培养和技术储备是主推的发展措施。1. 推进数字化生产数字化已经成为全球生产企业高度重视和积极引进推广的先进生产技术，在提高生产率、降低生产成本、提升生产质量方面几乎能起到颠覆性的作用。《俄联邦2030年航空工业发展战略》草案中指出，俄罗斯当前航空工业企业在使用先进数字技术方面与世界领先企业差距很大，仅在SSJ-100的开发过程中引入了虚拟设计工具，建立了数字格式的技术文档，在其他型号的设计、制造和生产中，数字化程度仍不够高。该战略同时分析了俄航空工业面临的首要问题，明确提出了要在航空工业产品的开发、生产和使用中积极推广和采用先进数字技术，包括：建立综合的软硬件平台，将生产准备系统（CAD、CAM、CAE、PDM）、生产管理系统（MES和ERP）和资金管理系统（EAM）的功能都集合在其中，同时确保较高的技术信息安全标准。具体措施包括：制定数字空间内航空工业企业统一的工作标准、规则和规程、为航空工业企业和机构创建统一的信息基础设施、按统一格式对现有技术文件进行编号、建立可对运行中的设备和飞机状态数据进行收集、处理、储存和向用户提供的系统、培养航空工业人员在数字技术领域的能力。2. 改进生产设备和工艺俄罗斯航空生产企业仍面临设备不够先进等问题。除承担大运生产的乌里扬诺夫斯克航星工厂外，其他工厂生产设备的先进程度均不尽人意。为改善这一局面，俄罗斯近些年正在大力推动航空工业基础设施现代化，包括为运行的工厂、在建的工业体系、工业园区和技术园区、工业集群等提供国家支持。联邦预算是国家支持的主要方式，在俄罗斯航空工业战略文件中同样对该预算的申请和提供做详细规定。除依靠国家扶持外，各航空企业还会与地区政府开展联合项目，吸引投资和分享利润，图波列夫公司与地区的工厂改造联合计划就是一项典型案例。生产工艺是生产设施改善后亟需重视的一个方向，目前各航空企业在该方向的主要做法是与科研机构和高校成立联合研发中心，广泛吸引高素质人才，针对工厂的需求开展提升工艺水平的研究项目。这类研发中心的资金一般来自航空企业和国家津贴，高校出资较少。3. 培养和储备人才俄罗斯人才培养体系非常全面，在《俄联邦2030年航空工业发展战略》草案中，规划了现代化的专业人才培养体系，包括：形成未来能力模型，并在专业高校和中等职业教育机构的教育计划中应用；高校和航空工业企业以网络形式开展合作，以创建新的教育计划和标准；实现行业教育机构的教学实验室、研究、实验和生产基地的现代化；组织到航空装备与配件生产企业和领头科研组织中进修和实习；与外国公司在航空和机床制造领域开展合作，组织课程培训和经验交流。顶层战略的指引对行业人才的储备起到了关键导向作用。各航空企业在人才发展方面的实践力度非常高，在各企业的发展规划等文件里，人才已成为不少缺少的一部分。俄罗斯教育体系发达，到目前为止已形成了培养航空工业所需专业和方向人才的职业教育体系，包括莫斯科航空学院（国家研究型大学）、莫斯科物理技术学院（国立大学）、鲍曼莫斯科国立技术大学（国家研究型大学）中大型高等教育机构等。这些高校与航空企业均保持紧密联系，除成立联合研发中心、实验室外，还为航空企业的开发、制造和生产方面的人力资源储备做好基础。（全文完）许佳女士已为《空天防务观察》撰写6篇专栏文章，如下表：序号篇名发表日期1岂止中央研究院和莫大？六大主体推动俄罗斯国防科技创新发展2017年6月16日2第十三届莫斯科“国际航空航天展”回顾7月26日3乌克兰航空工业扫描（上篇）、（下篇）9月25日、10月11日4“苏氏三兄弟”之白俄罗斯航空工业（上）、（下）12月23日、12月25日5俄罗斯2018年胜利日阅兵新装备回顾2018年5月29日6俄罗斯航空武器装备基础制造能力（上）、（中）、（下）（即本篇）12月24日、12月26日、12月28日