航空制造技术发展现状与展望
雷新学 晁政 祝立军
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雷新学 晁政 祝立军,. 航空制造技术发展现状与展望[J]. 中国航空航天科学,20244. DOI:10.12721/ccn.2024.157349.
摘要: 主要以降低结构件制造的稳定性、热加工和精密成材的稳定性为主要内容,对复合材料标为高效率、低成本和质量的环保性、舒适性需求的不断采用,对航空制造技术的发展现状和前景进行了分析。本文分析航空制造技术发展现状与展望。
关键词: 航空制造;技术发展;现状展望
DOI:10.12721/ccn.2024.157349
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一、航空制造技术发展现状

航空制造技术所追求的航空产品以复合材料标为高效率、低成本和质量的环保性、对舒适需求的持续采用为主要内容,以降低结构件制造稳定性、热加工稳定性和精密成材为主要目的,对安全性、经济性和制造技术发展迅速。不断提升的航空产品对安全性、经济性、环保性和舒适性的需求,使得航空制造工艺在轻质高效结构制造、高效率低成本制造、长寿命制造以及节能环保制造等方面的追求得到了不断的提升。飞体连接器发展到轻巧、可靠性高、寿命长、周期短、成本低、制造周期绿色等整体结构的制造;发动机发展到整体上,更精密,速度更快,成本更低,耐高温的结构制造;机载设备系统则向Micro-Light机电技术,微纳加工,三维立体封装等方向发展。但航空制造技术正由经验型向过程仿真、模拟、实时监控、智能化发展,随着信息技术和前沿交叉学科向高效率发展。

二、数字化自动对接装配技术

随着全球飞机生产水平的迅速发展,新型的先进技术也越来越多,材料、加工、总装等各方面都投入到了实际应用中。在飞机的结构、总装等领域,复合材料技术在实际应用中得到了广泛的应用。复合材料制造技术与机械连接技术、装配技术、检测技术的综合系统。复合材料飞机装配是目前飞机前沿生产技术的集成,其容差分配、制孔工艺、连接工艺、工艺补偿工艺、检测工艺等都比金属飞机更差别。所以,与一架复合材料飞机相比,装配一架金属飞机的难度要大得多。就我国的某种飞机类型而言,它的复合材料横向尾部采用全动式平尾,平尾采用电脑的局部大轴与机身进行连接,而平尾上的摇摆臂与机身操纵系统的拉杆连接则以平尾为中心,这是我国的某种类型的复合材料横向尾部结构以主箱段、副箱段和后箱段为主。其它复加结构部件按金属平尾等代设定,在除后段是整体胶接的。通过分析平尾拼装图,平尾的其他部分都是单件,除了后段是整体的胶接结构,主箱段的壁板是一个胶接的组合件。综合考虑,以型架装配为主,划线定位为辅,是选择平尾装配工装的原则。飞机总装是目前飞机制造技术中最困难、生产周期、总装质量等技术难度大、多学科领域的综合整合技术,是飞机核心技术。传统的飞机各零件对接主要采用工装和工艺补偿的对接,零件对接要留有多量,通过精加工、起重机等方式进行对接。该方法具有低精度和可靠性差的对接方法,容易导致超差问题,难以进行实时测量和组装时的位姿调节误差,导致不能反向飞机侧向测量参数的问题,从而极大地影响了整个飞机的质量。近几年来,科技和制造业水平迅速发展,不断提高。尤其是先进国家航空企业开发飞机大型零件数字化自动对接装配技术,国内外已投入了几种人力、物力等方面的研究,取得了明显的效果。数控定位、激光测量、集成控制等技术,在机翼数字化自动对接装配中进行了研究,并对数字化对接过程和精度控制技术进行了分析。数字定位仪使用分散式,而千斤顶的定位仪则可以使用 千斤顶的定位仪,从而实现对数据的支持和传动。各个定位器和人体各个零件之间通过工艺支持与电动机相结合,通过伺服电动机带动,通过34个或更多的定位器间的协同配合,对飞机各零件的支撑、调整和定位,实现 X、 Y、 Z三个坐标方向的运动,实现了飞机各零件的自动化对接。集成整个支撑体系。这种对接系统是一体的。定位器不是直接连接飞机机体,而是通过托架连接部件,实现机体部件的位姿调整,通过伺服电机驱动托架。它的优点是:飞机各部件在调整时,有利于产品的设计,便于生产线的运动。
三、数控加工技术

数控加工技术的高精度和智能化发展,主要有两个方向:一是材料去除率的提高,工件精度的保证,资源消耗的降低。例如,利用切削参数优化技术提高工件材料去除速率,发展基于智能化的自适应加工技术,以自动化过程代替人工作业。做到工件加工精密。实现了以MBD为基础的三维数字化定义、数字化工艺设计和数字化预装,通过现场MES系统传输制造数据,实现了全三维研制,实现了从概念到应用飞机研制到人的全数字化设计和制造阶段。全三维数字化发展催生了当今飞机研制生产的主流模式——动态企业联盟、虚拟制造企业、全球联合研制和异地协同发展等新型飞机研制组织模式,使传统航空制造业运行模式发生了根本性变化。国外飞机研制模式逐渐向全球一体化协同模式转变,移动化生产线,进入了数宇化工厂时代,飞机制造已经走出了一条模线样机互联网在带来巨大机遇的同时,也对制造业造成了重大冲击。

四、航空制造技术未来展望

全球制造业的格局和业态正在信息技术、互联网的夹击下发生着翻天覆地的变化。制造业生产模式由大规模批量生产向满足客户需求的大规模定制生产和个性化生产转变,业务范围由生产型制造向服务型制造转变,企业由全能型生产向网络化协同制造和云制造转变,生产模式由标准化生产向个性化生产转变。可以说,全球制造业正处于变革时代,航空制造业亦是如此,当前全球制造业面临的挑战不可小视。

五、结束语

航空制造技术的发展,将体现在以信息技术为驱动,通过与信息技术的融合来提升传统工艺的技术水平,并从整体上提升传统工艺的仿真、仿真技术水平,这是我国航空制造技术发展的一个重要方面。未来二十年,航空制造技术将发生巨大变化,信息技术与制造技术的融合将越来越深,制造过程中的模拟仿真作用将越来越大,同时制造过程中对环境保护和可持续发展要求的考虑和支持也将更加充分。

参考文献

[1]余华国.航空制造技术的发展[J].中国航班,2021(19):9-10.

[2]航空制造技术进入发展“快车道”[J].现代制造,2021(06):64.