许佳 ¦ 俄罗斯航空武器装备基础制造能力（中）：远程轰炸机、军用运输机
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），将介绍俄罗斯远程轰炸机制造和军用运输机生产能力。
三、远程轰炸机制造能力
图波列夫公司下属的喀山飞机制造厂承担了俄罗斯目前最先进的轰炸机图-160M2的生产任务，代表着俄最高的远程轰炸机生产和制造能力。
喀山飞机制造厂承担了包括图-22、图-22M、图-104、图-16、图-95、图-128、图-124、图-134和图-154、图-160等大量的型号生产任务，这使喀山飞机制造厂富有此类产品的生产经验，生产活动的管理、组织和运行机制也逐渐趋于成熟。在俄罗斯航空发展战略的指导和新型号生产任务的牵引下，喀山飞机制造厂加快了生产设备和相关工艺的改进，为俄未来可能的更先进的轰炸机型号生产任务做准备。
喀山飞机制造厂能够完成全寿命周期的轰炸机生产任务，包括零部件的制造和生产、机身和部件组装、成品试验和检测、售后维护等。喀山飞机制造厂当前的主要生产和维护任务是图-214及其改型，图-134、图-154和图-204/214的配套运行，图-134和图-154的工程改装、大修，图-204系列飞机的改装，图-160M2的批产前准备等。
在近20年中，喀山目前已基本替换了苏联时期的老旧设备，全面推广应用了增材制造（3D打印）、电子束焊接、自动化管理系统等，大幅降低了生产成本。
1. 3D打印
2017年，喀山飞机制造厂投入使用了美国ExOne S-MAX 3D打印和铸造生产综合设备（该设备已在联合飞机制造集团下属厂所全面推广）（图 1），并在此基础上成立了数字技术中心。ExOne S-MAX打印设备主要用于飞机和机械制造领域的铸造坯件打印，可在沙土和树脂中铺层形成任意形状铸件（图 2），铺层厚度约0.28毫米，定位精准度为0.1毫米，ExOne S-MAX的ATOSⅢTRIPLESCANXL高精准激光3D扫描仪装配了可扫描大尺寸物体的AtoStritop系统，可快速获得误差不超过2微米的3D打印件，系统中的X光三维图像系统还可对铸件的内部结构、缺陷和非铸造性破坏进行快速检测和分析。该设备的使用可以为工厂缩短5～6倍的工期和成本。
图1 喀山飞机制造厂3D打印设备
图2 3D打印件
2. 电子束焊
考虑到焊缝尺寸和工作环境中的人为因素，一般的大尺寸航空元件需要使用电子束焊技术进行制造。为满足未来生产任务中的先进技术需求，喀山飞机制造在近几年对电子束焊设备和相关制造技术进行了全面升级，包括与全俄航空材料研究院、国家航空技术研究院、基辅电子焊接研究院联合制造领域的相关专家研制出了电子束焊技术（该技术最初在莫斯科的制造厂得到应用，随后在喀山航空制造厂等工厂得到推广）。
基于电子束焊必要的真空环境，喀山航空制造厂对电子束焊中的真空设备也进行了升级。制造厂目前的强功率真空泵确保了1500立方米制造舱内的真空度能够达到0.01333帕，在该环境下，机械手在自动化设置模式下进行部件焊接，并将焊接的部件装载至真空退火箱内加热至750度，为部件进行应力释放。
喀山航空制造厂接下来的工作重点——图-160M2轰炸机型号生产需要大量的钛合金焊接件，为满足生产需求，制造厂与全俄航空材料研究院、全俄轻合金研究院、电子机械公司，以及上萨尔达冶金工厂共同研制出了24米长的大尺寸钛合金模压“轨道”，改造出了新型的钛合金电子束焊设备ILU24/16等。2017年春季，制造厂已开始使用新的钛合金焊接设备进行制造，并为此复建了超大型钛合金焊接技术生产工区。钛合金电子束焊技术的进步，对于整机中钛合金焊接材料占比达到38%的图-160轰炸机生产任务非常重要（例如图-160M2的6吨重中翼横梁），同时也为工厂未来开展更先进轰炸机型号生产任务做好了技术储备。
图3 真空烤箱UVN-45-180/8.5
图4 喀山工厂电子束焊设备
四、军用运输机生产能力
俄罗斯军用运输机的生产任务主要集中在位于乌里扬诺夫斯克的航星飞机制造厂。乌里扬诺夫航星工厂是俄罗斯联合飞机制造公司下属企业，主要生产任务包括当前先进的军用运输机伊尔-76MD-90A，图-204系列飞机的生产和售后维护，安-124运输机及的改装和维护，以及SSJ-100支线客机的系统装配和舱内装修。
90年代末期开始，航星工厂就积极申请国防预算，持续进行工厂现代化升级，其设备和工艺的现代化程度在俄工业领域位列前茅，成为很多军民工业生产厂的标杆。
1. 生产车间和制造设备
航星工厂生产车间包括零部件生产制造车间、大型组件生产制造车间、组装车间、涂装车间等，其中，机身、机翼、尾翼生产厂房面积约150000平方米；组装生产车间面积53250平方米（包括2条独立的伊尔-76生产线、图-204生产线、1条安-124-100组装线）；涂装厂房长宽约96米，高36米，装配了空气净化和温度调节系统，涂装设备主要采购于GRAGO、KREMLIN、WAGNER等公司的产品，这些设备可以进行洗涤、清洁、去除表面陈旧物质、涂装新的环氧树脂或聚氨酯的涂层。
图5 航星工厂组装车间
如图7所示，工厂组装车间根据完成情况不同依次排列，即将完成的飞机离车间大门最近，组装完成的飞机将接受地面检验和飞行检测。
航星工厂的这些车间中生产设备总数超过1000台，拥有可储存飞机零部件的自动化配套厂房。这些大型生产和制造设备包括：
——350台大型冷模压、弯曲、拉伸和挤压设备；
——200台DER片状和管状制造设备（图 7），包括可使用10米长板材制造相关零件的特有设备；
——100台TRIMIL的VE4525金属加工机床（图 6），加工材料包括铝合金、钢、钛合金和镁，加工材质长度最大达到30米；
——200台玻璃塑料、复合材料、碳塑材质材质加工机床，包括热压罐设备，可加工26米长、直径4米的板材；
——400台机械加工机床，例如用于机翼和机身壁板的GEMCOR公司的自动化铆接设备。
图6 TRIMIL的VE4525金属加工机床
图7 DER片状和管状制造设备
2. 数字化生产
航星工厂可以完成全寿命周期的生产和维护任务，在当前的飞机制造生产的各个阶段和工序中，航星工厂已完全摈弃传统落后工艺，将数字生产技术最大化普及，同时采用了统一信息源，使航空产品的生产质量、经济型指数得到大幅提升，生产周期得到有效缩减。值得一提的是，航星工厂数字化生产线的先进程度几乎位列俄军工工厂首位，例如在图-204SM和伊尔-76MD-90A的生产中，已全面覆盖全权数字模型生产技术。
根据航星工厂在2016年举行的“俄罗斯和独联体国家航空IT论坛”上的发言，航星工厂拥有一套完整的数字化生产应用规划。在数字化道理上，航星工厂将与其他5个设计局、5个组装厂和7个配套厂同时联合构建统一信息系统（图 8），并根据现有技术方向，在不同类型飞行器的批生产中应用不同类型的数字生产技术和管理方法。
图8 在伊尔-76MD地板部分的技术组装过程中应用统一信息系统
航星工厂将在之后的生产过程中应用一套“生产技术建模”管理系统（图 6）。这种管理系统可以在工具、设备、劳动量、工人数量、持续工作时间和生产面积6项可变参数基础上，反映设计局、生产厂和不同配套厂生产系统的现状，反映指定生产时间和生产资源基础上的当前和可预见的生产系统情况。该系统的具体任务包括：形成生产进度表，反映生产线在执行生产任务时的实时状态、关键参数，以及对执行过程进行3D审查；根据生产任务编制生产团队和工作制度计划；制定生产设备和工具采购计划；生产消耗计算。
图9 “生产技术建模”管理系统的应用
其他方面，如零部件制造飞机组装和质量检测等均在逐步提升设备现代化程度、工艺水平和管理效能：
——在零部件制造方面，工厂可制造各种合金、镁和铁质材料的锻造件和模压件；可制造板材、型材和管状部件（冷模压、材料弯曲、拉伸和挤压），可加工的最长板材尺寸为10米；可对铝、钢、钛合金和镁等材质进行所有类型的机械加工，最长加工长度为30米；在热压罐设备中进行塑质产品加工，进行板状塑料真空成型等；
——在飞机组装中，航星工厂通过激光技术保证组装精准度，同时引进了现代化组装架，方便组装工作的检测和循环；
——在飞机试验方面，航星工厂采购了大量地面自动化检测站，这些检测站大部分都拥有无线电导航系统，可以自动收集所有的数据和信息，以进行参数校对，是传统飞机试验检测手段的跨越式发展。
许佳女士已为《空天防务观察》撰写7篇专栏文章，如下表：
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序号 |
篇名 |
发表日期 |
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1 |
2017年6月16日 |
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2 |
7月26日 |
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3 |
9月25日、 10月11日 |
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4 |
12月23日、 12月25日 |
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5 |
2018年5月29日 |
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6 |
12月24日 |
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7 |
俄罗斯航空武器装备基础制造能力（中）（即本篇） |
12月26日 |