文 | 青茶
前言
聊起中國航空工業,大家常想到C919、渦扇發動機,卻少有人知道大型鍛件才是核心支撐,鍛造它的8萬噸級模鍛壓機,曾只有美俄掌握技術。
幾十年前中國工業底子薄,這類關鍵設備只能進口,還遭技術封鎖。
但中國工程師咬牙攻堅,成功研制出這款重器,不僅填補了國內航空工業的空白,還讓中國從技術追趕者變成全球領跑者,甚至攥住了這項技術的話語權。
美媒:當初俄羅斯就不該拒絕中國合作請求,如今中國壟斷全球市場!
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中國航空工業的“卡脖子”問題
在任何一架現代飛機的生產過程中,除了發動機、航電系統、機身結構等外部組件,最難以忽視的部分就是飛機的關鍵鍛件。
它們不僅關乎飛機的承重、耐久性和安全性,還決定了整個飛機的制造精度。
在這些關鍵鍛件中,有許多需要通過重型鍛壓設備進行加工,這時候,模鍛壓機就成了其中最重要的設備之一。
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然而,在上世紀五六十年代的中國,航空工業處于初步發展階段,重工業基礎幾乎為零,幾乎所有大型鍛件的生產都依賴進口。
即便是最基礎的飛機起落架、發動機渦輪盤等重要部件,也因缺乏足夠強大的鍛造設備,無法完全自主制造。
當時,全球能生產出這種大型模鍛壓機的國家屈指可數。美國和蘇聯是少數幾個能制造8萬噸級模鍛壓機的國家。
中國在這一領域的技術幾乎空白,想要借助進口設備,已經很難滿足快速發展的航空工業需求。
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中國的崛起
1958年,沈鴻,這位當時僅有三年小學學歷的普通工人,提出了一個大膽的建議:中國自己制造萬噸級水壓機。
這個想法看似荒謬,因為當時的中國工業基礎幾乎為零,連一顆螺絲釘都要依賴進口,更別說那種能夠制造幾千噸重的巨型設備。
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沈鴻的提案源于1957年一次屈辱的談判。
當時,中國為了推動航空和重工業的發展,曾試圖購買蘇聯的萬噸水壓機。
然而,蘇聯專家對中國的工業水平嗤之以鼻,直接拒絕了中國的請求,認為中國連這樣的設備都無法操作,甚至連設備的維護都成問題。
這個侮辱性的拒絕,徹底激發了沈鴻和中國工業界的決心。
他深知,若中國沒有自己的重型鍛造設備,就永遠無法在國際競爭中占據一席之地。
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于是,他帶領團隊開始了艱難的研發工作。
沈鴻沒有理會外界的質疑,而是迅速組織了由清華大學機械系畢業的高材生林宗棠等人組成的攻關團隊,集結了一批技術過硬的工程師,開始著手攻克萬噸水壓機的研制難題。
面對當時幾乎沒有任何先進技術參考的困境,沈鴻決定從最基礎的設計做起,解決了多個技術瓶頸。
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其中,最艱難的就是如何解決設備超重的問題。
原本按照蘇聯的傳統設計方案,萬噸水壓機的自重達到了3000噸,設計和安裝都需要巨大的基礎設施支撐,還可能導致運輸途中道路橋梁的損壞。
林宗棠提出了一個革命性的構想,對設計進行輕量化改造,減少設備的總重量。
經過數月反復推算、實驗,最終團隊成功將水壓機的自重從3000噸減至2200噸,成功解決了運輸難題。
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破解“焊接禁區”
在制造萬噸水壓機的過程中,技術難點不止在于設計,核心部件的焊接技術也是一個巨大的挑戰。
特別是水壓機的四根立柱,每根長度達到18米,直徑接近1米,無法通過整體鑄造來完成,只能分段制造后再焊接成型。
而當時,電渣焊技術是焊接大型構件的最先進技術,但這一技術卻被蘇聯牢牢掌控。
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沈鴻和團隊派人前往蘇聯學習電渣焊技術,但卻遭到了冷遇和嘲諷。
最終,在沒有任何外部支持的情況下,中國的焊接專家鄒積鐸挺身而出,帶領團隊開始了自主攻關。
從零基礎開始,鄒積鐸和他的團隊,通過查閱所有可能的焊接書籍,改裝普通焊機,逐步摸索出適合中國情況的焊接方案。
經歷了數百次失敗后,最終成功掌握了電渣焊技術,并且還在技術上超越了蘇聯的原有標準,為萬噸水壓機的制造提供了必要的技術保障。
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1962年,第一臺12000噸水壓機成功投產。
這不僅是中國工業的一項重大突破,也象征著中國從此不再依賴外國技術,成功打破了西方國家在大型鍛造設備上的技術壟斷。
水壓機的成功投產,標志著中國在航空和重工業制造方面的自主能力達到了一個新高度。
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8萬噸模鍛壓機的研制
隨著中國航空工業的進一步發展,特別是在C919大飛機的研制上,迫切需要一種更大噸位、更高精度的模鍛壓機來滿足大型飛機部件的生產要求。
2003年,國家正式啟動了8萬噸級模鍛壓機的研制計劃。
對于大型飛機的鍛件制造,尤其是飛機主梁、機翼根部和發動機渦輪盤等核心部件,8萬噸級模鍛壓機具備足夠的能力進行加工,能夠確保C919大飛機的高精度要求和整體結構的強度。
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當時,全球僅有美國和俄羅斯具備8萬噸級模鍛壓機的生產能力,法國的設備噸位也僅為6.5萬噸。
如果中國能夠研制出8萬噸級模鍛壓機,將意味著中國在全球航空制造領域能夠站穩腳跟,不再受制于人。
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與12000噸水壓機相比,8萬噸級模鍛壓機的研制難度高出了不止一個量級。
設備的總高度達到了27米,重量超過2萬噸,工作臺面尺寸達到4.5米×12米,精度要求達到極高的標準。
尤其是核心零部件的公差要求控制在0.01毫米以內,幾乎達到了極限。
在此過程中,很多技術難題和工程障礙迎面而來,然而,中國工程師們在繼承前輩的精神和經驗的基礎上,成功克服了這些難關。
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從追趕者到市場主導者
2012年,經過數年的努力,8萬噸模鍛壓機終于完成了熱負荷試車,所有性能指標均達到或超過設計要求。
2013年,8萬噸級模鍛壓機正式投入使用,并迅速開始大規模生產。
隨著設備投產,世界各大航空公司和制造商紛紛表示對中國模鍛壓機設備的興趣,波音、空客等國際航空巨頭主動排隊下單,購買中國制造的鍛件。
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中國不僅成功滿足了國內航空工業的需求,還一躍成為全球航空市場的技術領導者,極大地提升了中國在全球航空產業中的話語權。
如今,中國的8萬噸模鍛壓機正不斷為C919等大型飛機的制造提供支撐,而中國航空工業也從原先的“追趕者”變成了全球領先的“領跑者”。
不僅如此,中國還憑借低于美國和俄羅斯的價格迅速占領了全球市場,成為航空工業中不可忽視的超級強國。
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結語
今天,8萬噸模鍛壓機不僅是中國航空工業的一張“名片”,更代表了中國在全球航空制造領域的崛起。
從最初的技術封鎖到如今的全球市場主導,中國工業人憑借堅韌不拔的創新精神,走出了屬于自己的發展道路。
這不僅僅是一個設備的勝利,更是中國工業全面崛起的縮影。
未來,中國在更多領域的自主創新,將繼續突破極限,書寫更多從追趕到領跑的傳奇。
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信息來源:
1. 《中國機械工業發展史》,機械工業出版社,2015年
2. 《新中國航空工業發展歷程》,航空工業出版社,2018年
3. 中國重型機械研究院檔案資料,1958-2013年
4. 《大國重器:中國裝備制造業創新發展紀實》,人民出版社,2016年
5. 國家科技檔案館館藏文獻:萬噸水壓機研制項目檔案(1958-1962)
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