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飞机制造

归档日期:07-15       文本归类:敌机距离      文章编辑:爱尚语录

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  飞机制造(aircraft manufacturing)是指按设计要求制造飞机的过程。通常飞机制造仅指飞机机体零构件制造、部件装配和整机总装等。飞机的其他部分,如航空发动机、仪表、机载设备、液压系统和附件等由专门工厂制造,不列入飞机制造范围。但是它们作为成品在飞机上的安装和整个系统的联结、电缆和导管的敷设,以及各系统的功能调试都是总装的工作,是飞机制造的一个组成部分。

  飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。飞机制造从零件加工到装配都有不同于一般机器制造的特点。

  飞行的主要组成部分及功用 到目前为止,除了少数特殊形式的飞机外,大多数飞机都由机翼机身尾翼起落装置和动力装置五个主要部分组成:

  1,机翼——机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行,同时也起到一定的稳定和操作作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼,操纵副翼可使飞机滚转,放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。

  2, 机身——机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备,将飞机的其他部件如:机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。

  3,尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成,有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转,保证飞机能平稳飞行。

  4,起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成,作用是起飞、着陆滑跑,地面滑行和停放时支撑飞机。

  5,动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力,使飞机前进。其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。现在飞机动力装置应用较广泛的有:航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮风扇发动机。除了发动机本身,动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。 飞机上除了这五个主要部分外,根据飞机操作和执行任务的需要,还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。

  飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术(如模线样板工作法)和大量的工艺装备(如各种工夹具、模胎和型架等),以保证所制造的飞机具有准确的外形。工艺准备工作包括制造中的协调方法和协调路线的确定,工艺装备的设计等。

  型材和管材的形式由冶金工厂提供。飞机上还有大量锻件铸件,如机身加强框,机翼翼梁和加强肋多用高强度铝合金和合金钢锻造毛坯,这些大型锻件要在300~700兆牛(3~7万吨力)的巨型水压机上锻压成形。零件加工主要有钣金零件成形、机械加工和非金属材料加工。金属零件在加工中和加工后一般还要热处理和表面处理。

  装配中各部件外形要靠型架保证,对接好的全机各部件相对位置,特别是影响飞机气动特性的参数(如机翼安装角、后掠角上反角等)和飞机的对称性,要通过水平测量来检测。在各部件上都有一些打上标记的特征点,在整架飞机对接好后,用水平仪测出它们的相对位置,经过换算即可得到实际参数值。总装工作还包括发动机、起落架的安装调整,各系统电缆、导管的敷设,天线和附件的安装,各系统的功能试验等。总装完成后,飞机即可推出外场试飞。通过试飞调整,当飞机各项技术性能指标达到设计要求时即可交付使用。

  焊接工艺是飞机制造中常用的连接工艺。熔焊用于起落架、发动机架等钢制件的连接。接触点焊和滚焊用于不锈钢和铝合金钣金件的连接。金属胶接用于制造蜂窝结构。胶接制件表面光滑,疲劳特性好,但对于胶接面的准备、加温、加压控制都有严格要求。现代飞机制造中还广泛采用电子束焊、钛合金扩散连接、胶铆、胶接、螺接、胶接点焊等多种连接工艺。

  飞机制造的机械化和自动化程度比较低,特别是飞机部件装配和总装工作,手工劳动是主要工作方式。加之飞机制造中要使用大量的成形模胎、模具、装配型架和供协调用的标准工艺装备(样板、标准样件等),使得生产准备工作十分繁重,飞机生产的周期比较长。应用计算机辅助设计和制造技术可以提高飞机生产的自动化程度,大量压缩生产准备工作量和缩短飞机生产的周期。

  飞机生产的批量小,生产中还要经常修改,所以飞机钣金零件(蒙皮翼肋框等)的制造力求用简单的模具。广泛应用橡皮成形、蒙皮拉形、拉弯等钣金成形技术,尽量采用塑料制造成形模具。随着现代飞机尺寸增大,蒙皮厚度增加,以及成形性能较差的钛合金、铍合金、不锈钢板材的应用,对钣金成形技术提出更高的要求。不断使用各种大尺寸、大功率的型材拉弯机、蒙皮拉型机、强力旋压机和压力超过100兆帕(约1000公斤力/厘米^2)的橡皮成形压床。同时一些新的加工方法,如超塑性成形、加热成形、真空蠕变成形、半模或无模成形技术也不断涌现。

  现代飞机上广泛应用的大型整体结构件,如机翼整体壁板、翼梁、加强框等,它们形状复杂、切削加工量大、自身刚度差,需要在工作台面很大(有的长达数十米)的、带有多个高速铣削头的现代数控铣床上加工。整体壁板的加工还需带真空吸盘的大面积工作台(见整体壁板制造)。加工立体形状复杂的大型框架,如座舱风挡骨架、舱门、窗框等,还需要采用多坐标联动的数控铣床或立体靠模铣床(见数控加工)。此外,为加工切削性能不好的材料和形状复杂的零件,还广泛采用电加工、化学铣切等特种加工工艺。

  复合材料在飞机结构上的应用日益增多,现已成功地用于制造舱门、舵面、垂直尾翼和直升机的旋翼。复合材料构件由高强度纤维与树脂复合,在模具中加温、加压制成。所用设备是自动铺带机、预浸带和预浸布成形机等。复合材料构件制造的关键问题是要控制构件的变形,要求细致研究铺层工艺、模压技术,并在加工中精确地控制温度和压力变化。

  飞机的装配是按构造特点分段进行的,首先将零件在型架中装配成翼梁、框、肋和壁板等构件,再将构件组合成部段(如机翼中段、前缘,机身前段、中段和尾段等)。最后完成一架飞机的对接。

  飞机制造中装配工作量占直接制造(即不包括生产准备、工艺装备制造)工作量的50%~70%,现代飞机的零件连接方法以铆钉连接为主,在重要接头处还应用螺栓连接。这种连接方法简便可靠,但是钻孔、铆接多是手工操作,工作量很大。应用自动压铆机可以提高铆接生产率,改进铆接质量,同时也可改善装配工人的劳动条件。为了增加使用成组压铆的比例,要在构造上将飞机各部件分解成许多壁板件。

  装配中各部件外形要靠型架保证,对接好的全机各部件相对位置,特别是影响飞机气动特性的参数(如机翼安装角、后掠角上反角等)和飞机的对称性,要通过水平测量来检测。在各部件上都有一些打上标记的特征点,在整架飞机对接好后,用水平仪测出它们的相对位置,经过换算即可得到实际参数值。总装工作还包括发动机、起落架的安装调整,各系统电缆、导管的敷设,天线和附件的安装,各系统的功能试验等。总装完成后,飞机即可推出外场试飞。通过试飞调整,当飞机各项技术性能指标达到设计要求时即可交付使用。

  我国飞机制造能力虽然与世界先进水平还存在一定的差距,特别是飞机制造的关键技术有待突破,设计人才有断层,风险较大,资金短缺等严重等制约了行业的进一步发展和品质的提高。但经过半个世纪的发展,通过不懈地进行基础研究、应用研究和产品研发,已全面拉动飞机制造科技的发展。

  因此,我国飞机制造及修理企业必须抓住新的发展形势,加大科技创新,开展技术前瞻研究,与国外企业建立优良的合作体系,完善配套措施,提高整体效益和竞争力,只有这样才能在新形势下立于不败之地。

  我国十一五期间将适时启动大型飞机研制项目。一方面是国家对民机发展的支持,另一方面是国家对军机研发新型号的要求,我国航空工业面临重大的发展机遇,处于历史转折点。

  2007年沪深两市共有5家飞机制造与维修类上市公司。主要从事的是轻型、小型飞机和教练机直升机的制造。航空零部件企业更是主要以承接转包业务为主。自主发展大型、高附加值飞机以及诸如航空发动机等关键零部件的能力还极其薄弱,但随着中国航天航空业的发展,飞机制造业未来走势看好。

  据了解,C919大型客机和ARJ21新支线飞机项目承担主体——中国商用飞机有限责任公司正在加紧项目攻关,力争实现C919早日首飞,ARJ21在2014年取证交付。

  规划明确提出,要按照“支线飞机—单通道干线飞机—双通道大型干线飞机”的发展路线,加快民用客机产业化进程。计划到2020年,国产干线飞机国内新增市场占有率达到5%以上,支线飞机国内市场占有率大幅度提高。其中,C919大型客机完成研制、生产和交付,ARJ21涡扇支线飞机实现产业化。

  中国产业洞察网《2013-2017年中国飞机制造产业市场专题调研及投资方向分析报告》

  近日,俄罗斯远东联邦大学校长谢尔盖·伊万内茨参观了阿尔谢尼耶夫市的“进步”飞机制造厂。该公司是俄罗斯直升机控股公司的一部分,公司代表向伊万内茨校长介绍了该公司与远东联邦大学合作进行的现代化改造项目的成果。目前“进步”飞机制造厂正在生产著名的卡-52“短吻鳄”武装直升机,以及...

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