飞机制造

飞机制造

按设计要求制造飞机的过程
飞机制造(aircraft manufacturing)是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。
  • 中文名:飞机制造
  • 外文名:aircraft manufacturing
  • 用途:
  • 作用:完成零构件制造、部件装配和总装

制造方法

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。

零件加工

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。

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。

机体装配

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。

焊接工艺

也是飞机制造中常用的连接工艺(见焊接技术)。

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。

行业现状

历经半个世纪的发展,我国飞机制造科研能力尽管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。

但通过基础研究、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》指出尽管国产飞机制造项目已取得一定进展,但国产飞机制造面临的竞争日益激烈。

“干线飞机的竞争对手是波音、空客,支线飞机的竞争对手主要是庞巴迪、巴西航空工业,此外,俄罗斯、日本也是潜在的竞争对手。”他称,国产飞机项目要力争实现“研制成功、市场成功和商业成功”三大目标,立足国内市场,并逐步走向国际市场。

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