飞机机翼整体壁板管理论文

大型运输机并非仅仅是将小运输机按比例放大那么简单，事实上，随着机体尺寸的变大，设计和制造难度可能会随之以几何级数增加。一个大运型号最终定型，意味着该国航空工业至少在十大关键技术上取得了突破。以下是小编精心整理的《飞机机翼整体壁板管理论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

飞机机翼整体壁板管理论文 篇1：

飞机及机翼自动化装配技术研究

摘 要：随着工业的迅速发展，飞机的装配技术由人工装配，逐渐发展成半自动化再到数字化装配。飞机的装配需要精准性和互换性，而数字自动化装配技术要依据飞机的整体设计，零部件生产，数字化协调以及数字化测量和检测。缘于飞机机翼装配时的复杂和需要高精准度，须探究机翼的数字化调整及水平测量方式，避免出现误差。数字自动化装配技术代表着智能装配成为我国新的研究方向。

关键词：飞机;机翼;自动化装配技术;探究

引言：飞机装配的过程涉及多个知识领域，需大量的工作人员来共同完成，装配的质量绝对着飞机整体的质量。将零件依据技术指标实行衔接组合形成装配件是飞机的裝配过程。其自身产品的零部件较多，结构复杂，需投入大量的劳动力和物力，要保障飞机的平稳性和安全性，采用数字自动化装配，运用数字传递协调机翼装配。

一、机翼自动化装配技术

历经近二十年的研究和开发，欧美等发达国家在飞机自动装配技术上逐渐成熟。飞机自动装配技术包括数控柔性定位技术，数控孔技术，数字测量技术及计算机软件等许多先进技术和设备，是机械，电子，控制和计算机的先进集成。飞机装配与数字化和信息技术相结合，将传统的模拟量传输方式转换为数字量传输方式，实现了飞机装配的数字化，灵活性，模块化，自动化和信息化，成为飞机数字装配技术领域的中坚力量。飞机组件的主要工作范围包括对接机身部分，对接机翼和机身，对接水平和垂直尾翼和机身，安装起落架，安装发动机和系统。飞机组装过程中使用的主要技术设备包括柔性定位器，激光跟踪仪，自动钻机，车间地面运输车辆，空中吊装和运输系统以及集成控制系统。

国外应用数字自动化技术相对于国内较早，在国外装配飞机机翼的测量，生产，定位等已经完全实现数字化，受他们的影响，我国也积极研究发展自动化技术，数字化铆接等。

(1)互换协调。

保障生产，工装和产品之间的协调互换尤为重要，协调互换的方式是运用数控加工生产出达标的部件外形和定位元素。在整个机翼的装配过程中，测量最为主要，最后检验是否合格就是根据测量数据判别，而数字化测量可以提高测量结果的精确度，装配过程中，全方位的实时监测，例如GPS，激光雷达等都为常用的测量技术。而且，还会减少人为接触，降抵了人员工作量，大大提高了效率。虽然现在实现了数字自动化技术，但还是存有很多技术方面问题和一些部件的质量问题，况且飞机装配本身就是难度系数较大的工作，还需要结合软件进行研究分析。

(2)工艺装配与仿真。

飞机由上千万的零件构成，以及用到了同样多的工装，夹具，所以在操作中要做到仔细，精确。合理规划分析装配工艺可解决过程中失调，干涉，撞击等问题。提升装配速度和质量是关键。根据标准要求，建立工艺装配的方法和技术规范，包括预装配标准，模型建立，空间运动干涉规范，工作管理规范等。

对于装配生产，可以应用仿真软件建立动画模型，;针对需要文字的指令配备详细分解说明。工作人员可以根据软件的功能来解决装配零件与工装间存留的细节问题。

(3)机翼的柔性装配。

柔性装配技术是依据产品尺寸和数字控制完成产品的装配。它去除了传统制造装配的高成本，周期长且模式单一的缺陷。与现代化自动设备和工业机器人相结合，大幅度提高了装配效率和精准度。

因为机翼的形状，大小各不相同，柔性装配方式也略有不同，可分为翼盒数字化装配，前后缘类装配以及数字化对接。第一个装配类型是以平台移动为基础，联合激光定位系统来实现翼盒类部件装配。前后缘类装配是根据机器人的钻孔和柔性定位子系统来完成的。最后数字化对接则运用支撑构造，调节机翼在不同时段的方位来保障机翼装配。

(4)柔性定位。

运用柔性定位技术，在装配中可适应部件的结构变化，降低了刚性定位时不能躲避的应力。传统的定位是依据工艺孔的交点或者基准面实现定位，但这样导致工作繁琐，效率极低。而柔性定位结合了模块设计，同时可以调换不同的定位头，因此变得更加灵活实用。但是这样的柔性定位机构需要考虑结构的合理性，是否便于调整，是否适应孔及基准面的变化。有很多航空公司在设备上装配了多自由度伺服定位机构，它可以同时调整多个产品坐标，定位更加准确，这类的设备虽然已在市场发展的较为成熟，但生产成本过高，部分资源得不到有效利用。

二、机翼的自动化装配技术应用现状分析

从目前来看，我国新型飞机的牵引对飞机总装配的自动化技术，例如大部件对接、全机检测等技术进行的攻克，运用了柔性定位器、自动钻孔、激光跟踪仪、运输车等设备。通过查阅和收集国内外资料对比和分析了国内外自动化装配技术，国内的自动化装配技术的使用范畴已从简单组件装配拓展至大型且复杂的部件对接，并且掌握了自动化总装配中的关键技术，但是有待在装配生产线方面取得进展，为以后可以打造完整的自动化装配线奠定了良好基础。

新型飞机机翼的材料选用已将整体机加壁板替代了传统的铆接壁板，材料的使用上不仅提升了机翼的气动性和载重能力，而且还延长了机翼的使用寿命。伴随我国科技的创新，传统的外形和结构已不能满足新型式飞机的需求，在壁板的生产和装配上都提升了难度。现阶段国外的大多生产厂家大多采纳自动装配，靠计算机控制的定位器来调整衔接机翼的位姿。例如柔性装配技术，在波音机上应用广泛。

模拟量传递作为传统的飞机装配基础，工装设计不够新颖，使型架更加复杂又重，测量仪器也没有统一规范，已经严重阻碍装配的质量和飞机设备研制的进程。国内经过科研人员的不懈努力，在飞机设备的生产制造和数字化技术的研究上取得了很大成功，也都得到了实践应用。但更多的装配技术还处于设计实验阶段，与国外相比还有差距。所以还需要不断地研究创新有关数字化装配技术，为航空部门的全面发展提供了有效依据。

三、测量机翼的方式及飞机自动化装配方法

测量飞机机翼的方式可分为俩种，水平点测量和交点测量。运用传感器测量水平点，工业机器人直线位移传感器是将机器人平移至目标下方，随后传感器的探头升起，直至接触到飞机机翼的目标测量点，显示水平数据后继续移动机器人到下一测量点，整个过程完成以后，比对测量值判定飞机机翼是否达到水平。

机翼的的端面作为交点测量点，需要结合数字自动化技术，可选用的工具为激光跟踪仪。它是一种非接触式光学测量仪，主要由激光干涉装置和角度编码器构成。开始测量前，先设置跟踪仪的测试坐标为机翼的装配坐标。激光跟踪仪会在规定的范围内做旋转运动，检测被测量点的坐标，得到相关数据。要精准完成空间的平面和曲面的测量，运用辅助机器人对机翼外形进行自动测量，将机器人安装在移动导轨上，在工具顶端安装激光仪，伺服系统控制辅助机器人运动完成扫描任务。

在有关飞机自动化装配中，波音等公司运用了先进的装配方式，比如决定性装配，以骨架进行自动化装配。决定性装配又叫做DA装配，它零件以预先选定的形式实行装配，不需要繁琐的测量及定位工具，有点是可以减少成本，缩短生产周期。决定性装配存在以下特征：运用零件或组件间的空间关系;重点特征在工程设计时来定义;重点特征依靠数控机床在一定时间来制造零件。决定性装配保证了装配的质量和配件的一致性，除了减少了产品研制和改型的费用，还大大减少了装配工作量。

以骨架为基准来实行自动化装配，其本身大量用于骨架结构和机翼机身的壁板，这种装配方式优势在于用精确的骨架外形来装配壁板，这样壁板可被束紧带紧压，简化了工装，省去了工装费用，这种方式需要高精度、刚度的骨架，同时要控制壁板厚度的误差，否则会直接影响外形公差。

四、飞机装配自动化技术发展方向

就大型飞机的装配而言，不论是从技术角度看还是管理角度看，其都是一个很难被攻克的难题，依照制造飞机的全局考虑，目前飞机总装生产线的发展方向，无论是移动还是脉动，都是从生产方式或者布局方面的改善，主要运用提高飞机总装的生产效率，缩短生产周期。所以，要怎样提升飞机总装生产的协调性，提高工作质量，使装配达到智能化、高精度，使生产过程中愈加稳定，成为自动化装配技术改进和提升的难题。

依据国内先进的飞机自动化装配技术应用情况来看，未来飞机自动化生产线应从数字化装配、测量技术、自动化技术等方面重点研究，并慢慢推广和使用。

(1)装配自动化对接平台

飞机最终组装对接是飞机制造中的关键环节，并且在此阶段积累了初始零件制造和零件组装。飞机组装的主要工作范围包括对接机身部分，对接机翼和机身，对接水平尾翼和垂直尾翼和机身，安装起落架和安装发动机。用于最终组装的主要过程设备包括柔性定位器，激光跟踪器(或iGPS)，自动钻孔设备，车间地面运输工具，空中吊运系统和其他设备，以及整个控制系统。

波音公司使用的自动定位和校正系统主要包括机械传动，离散点扫描系统，激光雷达检测表面力分配系统，综合分析控制系统，离散点扫描技术和飞机的激光检测表面力分配技术。这是已申请专利的最终组装。

(2)飞机移动系统

使用飞机组装移动生产线技术可以实现低成本，高质量和快速响应的飞机产品制造，这对于中国下一代大中型飞机的开发和批量生产非常重要。飞机的移动系统包括整个飞机的运动(正常站运动，一般应急站位置转换)，主要是气垫运输技术，AGV手推车运输技术以及组件运动技术，包括激光跟踪仪测量和定位技术。

波音公司采用的移动装配线技术将飞机放置在生产线上，车轮通过传送链移动，从而使飞机可以沿着生产线移动和组装。射频信号的实时传输可实现对飞机移动装配生产线的远程控制，并监视飞机的运动。

大中型飞机的设计球重超过40吨，仅机身重量超过20吨。考虑到安全性，仅靠一般的牵引力很难解决这个庞大的运动问题。由于大型飞机的生产线是以脉动生产模式执行的，因此要考虑飞机在每个工位(正常和紧急情况)的运动，并且与大型平台结合使用时，必须考虑安全性，灵活性和运动便利性。建造和建造激光测量系统，数字零件运动体的研究非常重要。

因此，需要使用AGV小车和气垫悬挂移动技术来运输整个机器和大型零件。AGV手推车移动不受限，可以自动放置和旋转，采用气垫移动技术，配备灵活的装配支架(根据不同的部件形状进行调整)，并使用激光跟踪仪引导移动定位系统可以测量和放置。整机运输和大型零件运输。

机身和機翼各部分的专用支撑工具与标准的模块化运输系统结合在一起，形成部件支架。在飞机装配站工作时，部件移动技术用于实现飞机或部件和飞机在装配站的平稳移动。您可以快速安全地放置工具，并在飞机移动时清空整个工具。在航空航天领域，许多气垫运输技术和先进的测量定位技术(iGPS)与数控技术相结合，实现了大型零件的运输和装配，大大提高了装配的工作效率和装配质量。

结语：当飞机机翼完成装配之后，在满足机翼水平测量的高度时，还需确定机翼是不是满足与装配零件间的装配准确度以及二者的位置精度。联合现有的数字自动化技术与软件技术，对机翼的装配，调试进行分析，具体优化，达到使用要求。数字化技术展现了航空发展方向，为提高装配飞机的效率和质量，必定要研制成本低，质量高，多种类的设备，同时会改变我国航空设备生产的观念性，克服我国在飞机研发装配技术中的缺陷，完成航空技术领域的伟大突破。

参考文献：

[1]郑文利.飞机数字化装配定位技术研究[J].科技视界，2017(36)：111+106.

[2]周娟勤.飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术研究[J].内燃机与配件，2017(10)：124-125.

[3]齐鹏斌，薛兰珠.飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术研究[J].中国科技信息，2015(01)：15-16.

作者：石薇 刘鹏厚

飞机机翼整体壁板管理论文 篇2：

解析大运的十大关键技术

大型运输机并非仅仅是将小运输机按比例放大那么简单，事实上，随着机体尺寸的变大，设计和制造难度可能会随之以几何级数增加。一个大运型号最终定型，意味着该国航空工业至少在十大关键技术上取得了突破。

全面构思，大运的总体设计技术

飞机总体设计的任务，是把不同的专业技术和系统创造性地综合到一起，使飞机整体性能优化，达到规定的战术技术要求。总体设计实际上是一个综合考虑、总体权衡、反复迭代、逐步逼近的过程。只有清晰的设计思想和可行的技术途径，才能确保项目在规划、设计、制造和运行的各个阶段性能最优，才能研制出世界一流的产品。

飞机总体设计涵盖了飞机总体布局与参数优化，全机气动力综合设计，动力装置与飞机的一体化设计，新材料和新工艺，飞机性能和经济性的权衡，战术性能与技术性能匹配等等，是决定飞机优劣和项目成败的关键。飞机总体设计是整个飞机研制中责任最重大的阶段，成功的总体设计可以在单项技术不太先进的情况下，研制出整体性能优越的飞机;反之，在平庸的总体设计基础上，即使采用了某些先进的单项技术，也难以得到整体性能优越的飞机。

总体设计是一个实践性很强的领域，工程经验具有不可替代的作用，而这也是之前中国航空工业比较欠缺的。

性能保证，大运的气动技术

气动技术是大型运输机设计、发展的基础，其新概念、新理论、新方法的突破和应用，直接推动着飞机的更新换代，超临界翼型设计理论及层流控制技术的突破，使大飞机的气动设计水平得到了大幅度提升。

飞机的气动设计也是一个反复迭代、不断修改的过程，其效果取决于先进计算方法和超级计算机的应用，先进风洞设备和大量风洞试验的筛选，以及先进地面模拟设备和试飞手段的反复验证。

机翼是飞机上最重要的气动部件，机翼气动设计是全机气动力设计的核心，它直接关系到飞机的性能和使用效率，机翼气动设计的主要内容包括：高升阻比翼型设计、前后缘襟翼等增升装置的设计、机翼平面形状的选择及优化。机翼气动设计的难点，在于要进行高速、低速、动态、静态的综合优化，通常要借助超级计算机进行复杂流场的精确计算，最终确定机翼的外形。

老生常谈，大运的动力技术

动力系统(发动机)是飞机的心脏，同时也是推动大型运输机不断发展的关键因素。发动机不仅在很大程度上决定了飞机的飞行性能和任务能力，同时也决定了飞机的经济性、可靠性、保障性、环保性的主要指标。对于大型运输机来说，发动机及燃油装载量占起飞重量的40～60%，其寿命期费用占整个飞机的40%左右，燃油效率的提高、CO2和NOx的降低、噪声的降低，乃至飞机的续航时间、续航距离，有2/3以上要依赖发动机的贡献。因此，改善发动机性能，对于提高飞机性能起到“提纲挈领”的作用。另外，发动机的研制往往是整个飞机研制进度中最关键的环节，甚至是决定性因素，一种新飞机试飞时必须有一型相当成熟的发动机装机。

现代大型军用运输机都采用大涵道比的涡轮风扇发动机，配装多台(两台以上)。由于军用运输机基本采用上单翼布局，因此，发动机被安装在机翼下面的吊舱内。采取这样的安装形式的好处有：在飞行中发动机可以为机翼卸载从而减轻机翼的结构重量;发动机可为飞机在湍流中飞行时提供振动阻尼;发动机的维护和改装更加方便;减少发动机传到机舱内的噪声。还有一点也非常重要，发动机距离地面较远，飞机在地面滑跑或贴地飞行时，地面沙砾、尘土等杂物不容易吸入发动机，这样就降低了飞机对跑道道面质量的要求，便于飞机在没有被覆的土跑道上起降。

必须指出，航空发动机尤其是大推力(功率)发动机一直是中国航空工业的短板。研制航空发动机真的很难吗?确实很难!航空发动机的研制主要有四个特点：一、技术难度大，发动机虽然只是飞机上的一个分系统，但其涉及的学科与技术领域几乎与整个飞机相同，而且有些要求还更高;二、研制周期长，发动机研制是一个研究-设计-试验-修改设计-再试验的多次迭代过程，仅部件、附件、整机试验就要15万小时以上，与飞机机体的研制相比，一般要长3～5年时间;三、经费投入多，比如大推力的GE90，研制费就高达30亿美元;四、经营风险高，这里所说的风险包括技术风险、经济风险，也包含了政治风险。

钢筋铁骨，大运的结构与强度技术

结构与强度技术以机体结构为主要研究对象，是涉及多学科交叉的综合技术，它既要满足飞机总体对结构强度的要求，如载荷、重量、寿命、可靠性、维修、成本等，又要满足气动、推进系统、机载设备的技术要求，还必须与机体结构紧密相关的材料、制造、试飞等技术协调发展。

大型运输机的结构设计寿命，一般要求90 000飞行小时，或60 000飞行起落，或30个日历年，这必然给大型运输机的结构与强度技术提出非常高的要求;不仅如此，经济可承受性、安全性、环境兼容性、保障性等因素也成为大飞机结构设计需要考虑的重要问题。因此，不仅要进行结构的静强度、动强度、耐久性/损伤容限、气动弹性的综合优化设计与验证，还要综合考虑气动-伺服-热-结构-材料等多学科因素。目前，以可靠性分析为基础的一种结构完整性设计思想正在形成与发展中，必将率先应用于在研的大型运输机等高端航空器的设计当中。

与大型客机相比，军用大型运输机由于其特定的使命，在结构设计上有它独有的特点，比如，货舱截面不是像客机那样呈圆形，而是呈向上方收缩的矩形，或者呈梨形;再比如，军用运输机，特别是战略/战术运输机，一定要采用“多轮多支”起落架，还要设置一个方便大型装备进出的舱门，军机机体的截面尺寸和结构重量都明显大于民机。

摊子最大，大运的机电系统技术

机电系统是保障飞机各项功能发挥的必要条件和基础条件，也是飞机上“摊子”最大、内容最杂的一个领域。对于大型军用运输机而言，机电系统主要包括：电源系统、第二动力系统、液压系统、燃油系统、环境控制系统、空降/空投系统、货运系统、机轮刹车系统、空中加油系统(加油机)等。机电系统技术水平的高低直接影响到飞机的整体性能，同时对飞机的可靠性、经济性、安全性产生重要影响。

电源系统的作用是保证向机上所有用电设备提供符合要求的电能，通常分为发电系统和配电系统两部分，发电系统由主电源、二次电源、辅助电源和应急电源等组成，配电系统负责电能的传输与分配。早期飞机的电源是28V低压直流电源;后来出现了115/200V/400Hz恒速恒频交流电源系统，在轰炸机、军用运输机上广泛应用;目前，变频交流电源系统正在被越来越多的大飞机所采用。

对于大型飞机而言，都要加装一套或几套独立于主发动机之外的动力系统，这类动力系统统称为第二动力系统。第二动力系统为机上其他功能系统提供气、电、液以及轴功率，以满足主发动机起动、应急能源或其他需要。

液压系统是以油液为工作介质，靠油压驱动执行机构，来完成诸如收放起落架和襟翼、机轮刹车、前轮转弯甚至舵面操纵的整套装置。上世纪50年代之前，液压系统的工作压力为6.9～10.4兆帕，B-2、C-17、F-22等飞机的液压系统的工作压力提高到了27.6兆帕，V-22、A380、波音787甚至采用了35兆帕的液压系统。

环境控制系统的作用是保证飞机驾驶舱或者货舱内的空气压力、温度、湿度、洁净度以及气流速度符合人体生理要求，并为机上电子设备提供正常的工作环境。

空投空降系统是大型军用运输机上独有的系统。从大型运输机上空投重型武器装备的设备被称为重装空投系统，从距离地面500～1 500米高度实施空投的叫做标准重装空投系统，从距离地面3～7米高度实施空投的叫做超低空重装空投系统。C-17一次标准空投能力达到了27.24吨。

货运系统主要将货物运进、运出飞机，并在飞机货舱内的预定位置加以固定。目前大型运输机的货运系统装运能力大，最大起重达到10吨，具有综合控制功能，可自动完成装运、固定、解锁、卸下等动作，并具有安全防护装置。

信息触角，大运的航电系统技术

机载航电系统是对各种信息采集设备(传感器/数据链)、信息处理设备、信息管理设备、信息显示设备组成的机载信息网络以及相应软件的统称。航电系统是飞机的信息触角，是平台信息化作战能力的基础。与空中预警机、电子战飞机、战斗机等相比，军用运输机上的航电系统技术水平整体上要略逊一些，但是在信息化作战的大背景下，随着运输机使命和使用范围的扩展，现代军用运输机对航电系统技术的要求越来越高。

军用运输机的航电系统主要由如下四个分系统组成：通信、导航和识别分系统，探测分系统，电子战分系统，驾驶舱显示与控制分系统。现代军用运输机的通信、导航和识别分系统不再是一个个分立的电子设备，而是一个具有综合管理与控制、资源共享和统一调度的系统，在这个分系统中，战术信息分配、数据链通信、惯性导航、卫星导航、敌我识别等技术是其核心技术。在运输机的探测分系统中，一般不安装火控雷达和预警雷达，但必须配备气象雷达，必须配备一些综合传感器，有些运输机上还安装了监视和侦察雷达。军用运输机上的电子战分系统肯定比不上专门的电子战飞机，但必须安装导弹逼近告警系统，必须具备一定的电子对抗措施。驾驶舱显示与控制分系统更加强调飞行员的情境意识和态势感知，在大型运输机上都安装了电子飞行仪表系统、发动机指示和告警系统，以及多功能显示器等。

品质保证，大运的飞控系统技术

随着电子技术的发展和对飞机性能要求的不断提高，电传飞行控制系统(Fly-By-Wire，简称FBW)已替代传统的机械操纵系统，它为提高飞机的性能、改善飞机的飞行品质、减轻飞行员的工作负荷、增强飞机安全可靠性以及实现机载分系统综合控制等，提供了必要的手段。FBW完全取代了控制指令与伺服作动器之间的机械传输线系，具有重量轻、自检测功能、良好的容错能力以及多模式的工作状态等优点，提高了飞机的生存力且实现主动控制技术，使飞机具有优良的飞行品质。多年来，欧美等航空工业发达国家在努力发展大型飞机的同时，均投入了巨大的人力和财力，积极开发大型飞机的先进飞行控制技术，A380、C-17、波音787等均是以数字电传飞行控制系统为基础、应用主动控制技术的成功范例。

目前，自动飞行控制系统与电传飞行控制系统逐步呈现出一体化的特征。系统架构由传统的树型结构向巨系统网状结构转变，大型运输机的飞行控制系统逐步向高度综合化、模块化、通用化、智能化的方向发展。非相似余度配置技术、主动控制技术、系统智能化设计技术以及复杂巨系统的安全性及适航技术等成为飞行控制系统的关键性技术。

日新月异，大运的材料技术

“一代材料一代飞机”，这是流传于航空界的一句名言，这句话充分体现了航空材料在飞机发展中的重要地位。在我国，研制大型飞机是一项开拓性的工作，需要构建一个与大飞机相适应的材料体系，这是一项十分艰难的工作。

航空材料一般被分为两大类，一类是结构材料，一类是功能材料。结构材料的功能是承受结构载荷和保持结构的形状不变，但飞机不同部位承受的载荷不同，因此对结构材料的力学特性要求也不一样。功能材料是一些具有优良化学、电、磁、光、声学、力学和生物功能及其相互转换功能的、用于非结构的高技术材料，包括电子信息材料、红外材料、激光材料等。对于大飞机而言，关键性的航空材料主要是各类结构材料。

大型运输机所涉及到的结构材料主要有金属材料、复合材料、纤维金属层合板、铝锂合金等。一般认为，复合材料代表了飞机结构材料发展的主流，甚至用复合材料用量的多少作为衡量飞机先进性的指标之一，复合材料确实有许多优点，在民用客机上的用量越来越大，但是复合材料也有其不足，一是价格昂贵，二是遭受损伤后修复起来不如金属材料方便。鉴于此，大型军用运输机上，传统的金属材料铝、钛、钢及高温合金等仍然占据主流。纤维增强的铝合金层板在C-17上首创应用，具有很大的发展空间。铝锂合金一直被寄予厚望，但曾经几起几落，尽管它曾在C-17上发生过失效，但仍被美国国防部作为未来项目的优选材料。

门类繁多，大运的制造技术

大型飞机的制造技术明显有别于一般机械制造技术，在航空制造技术中也有其特点。根据产品的种类不同，大飞机制造的关键技术可以分为机体制造技术、发动机制造技术和机载设备制造技术等三大类。

机体制造的关键技术包括大型结构件制造技术、整体壁板喷丸成型技术、装配连接技术、钣金件制造技术、复合材料结构制造技术等。大型结构件制造技术是大型飞机制造中的难度最大的技术，其中，结构件的制坯技术、超塑性成型、高速数控加工，以及化学铣削和先进焊接是大尺寸结构件制造的关键;喷丸是利用高速运动的球形弹丸撞击板坯表面，使其形状发生改变，目前，喷丸成形过程已经实现计算机程序控制。

发动机制造技术包括精密制坯技术、特种加工技术、计算机柔性制造、先进焊接技术、表面处理技术等。精密制坯又称近净成形，包括如下几种：叶片定向凝固和单晶精密铸造、精密锻造、粉末冶金热等静压制坯精密辊轧等。特种加工技术是指以高能束为代表的特种加工技术，包括激光加工、电子束加工、离子束加工、电解加工等。

机载设备制造技术主要是为满足航空电子设备迅速发展的需要而发展起来的，包括微电子技术、超精密加工技术、微型制造技术、微机电系统制造技术等。

性能验证，大运的试验与试飞技术

试验与试飞是任何飞行器研制过程中都不可缺少的关键环节，常言道：“好飞机是试出来的，更是飞出来的。”对于技术高度复杂的大型运输机的研制更是如此。我们这里所说的“试验”指的是各类地面试验，而“试飞”则泛指各类空中试验，严格地讲，都属于飞行器试验的范畴。

大型飞机必须完成的重要地面试验有：空气动力学试验、结构强度试验、环境试验、寿命及RMS(可靠性、维护性和保障性的英文字头)试验、航电系统试验、飞控系统试验、机电系统试验、发动机试验等。若要完成这些必不可少的试验，必须要建设基本的试验条件，必须要研制或购买相应的试验设备，研制一款全新飞机，往往在这些方面所花费的经费，要远远超过飞机本身的造价。

试飞也被叫做飞行试验，是指飞机、发动机、机载设备及机上各系统在真实的飞行条件下所进行的各种试验。型号的飞行试验，往往是一个烦琐而冗长的过程，而且过程中充满了各种风险。若按照试验时机和任务不同，型号飞行试验，可以分为以下几种：首飞、调整试飞、鉴定试飞、使用试飞、出厂试飞、验收试飞等。大型军用运输机试飞若按试验内容，可以分为以下几类：空气动力和性能试飞、发动机试飞、飞行控制和飞行品质试飞、飞机结构试飞、着陆系统试飞、机械系统试飞、燃油系统试飞、航电系统试飞、电气系统试飞、环控系统试飞、装载及空投空降试飞等。

责任编辑：王鑫邦

作者：王旭东

飞机机翼整体壁板管理论文 篇3：

“空中国王”350i

将“空中国王”350i形容为浴火重生毫不为过，经历了豪客比奇公司的破产重组风波之后，这款经典机型重新成为了比奇飞机公司的象征。2012年年中，破产重组后的比奇飞机公司与美国运营商Wheels Up签订了通用航空历史上最大的一笔涡桨飞机订单，该公司由Netjets的公务机卡——“尊爵卡”的创办人创立。事实上，由于喷气机产品持续亏损，拥有80多年历史的豪客比奇飞机公司在2007-2013年间负债26亿美元。但与此同时，公司的螺旋桨飞机，尤其是“空中国王”系列飞机，在全球经济危机时仍然泰然自若。

“空中国王”系列飞机朴实耐用、经久不衰，它犹如柴米油盐，自始至终都在市场上保有旺盛的需求，其主要原因是该系列飞机执行短途飞行任务时良好的经济性。事实上，大多数公务机都在500～1000千米之内进行短途飞行，飞行时间往往不超过两个小时。虽然“空中国王”350i的飞行速度只有约600千米/时，不能像喷气式飞机那样在平流层中“耀武扬威”。但是，在短途飞行中，相比于“空中国王”，喷气式飞机的速度优势也仅能为之带来20～30分钟的时间优势，而“空中国王”350i却比同级喷气式飞机节省20%的燃油。

“空中国王”350i为8～10人的团队提供了一个优秀的低成本出行解决方案。经过估算，它的每小时直接运营成本尚不到1200美元(其中包括各类维修计划费用和6美元/加仑的燃油费用)。如此低廉的使用成本恰能迎合市场需求，尤其是正在经历经济衰退的西方市场。对此，公司CEO Bill Boisture评论道：“我们的飞机并非金字塔尖的豪华产品，但却非常易于使用，是很好的的区域运输解决方案。”

公务出行并非“空中国王”350i的唯一用途，它同样可以用于货运、空中急救、情报侦察和其他特种任务。参考“空中国王”350系列在过去十年的产量，“空中国王”350i的年产量预计在40架左右。

设计和结构

所有在产的比奇飞机都采用全金属、半硬壳式机身，其中翼梁、翼肋和蒙皮等结构由高强度的铝合金制成，只有少量的部件是由数控加工中心的滚轧机和其他自动化设备制造。比奇产品都是标准的劳动密集型产品，由于北美高昂的劳动成本，因此大多数“空中国王”350i的机身(包括尾部和上下机身段)都在墨西哥的奇瓦瓦市(Chihuahua)制造。与此同时，比奇飞机也是标准的劳动密集型产品，由于飞机头部的气动外形复杂精密，因此需要比奇飞机公司威奇托总部数百名技艺超群的工匠们花费大量时间手工打磨并最终完成制造。这种手工工艺生产结构流程的好处是方便在场地维修机身。铆钉和扣件可随时拧掉，只需拆下受损部件进行维修或更换。

“空中国王”350于1989年获得型号合格证，其前身B300型飞机是基于1973年获得取证的B200型飞机研制的。与B200相比，B300的客舱长度增加了0.86米，且增加了两扇舷窗并采用了两组俱乐部布局座椅，飞机最多能够搭载8名乘客。此外，B300的翼展也比B200增加了0.91米。最终的结果是，B300的最大起飞重量超过了5.67吨，这使得该机的结构完整性、空气动力学和单发性能都得到了显著的提高，飞机也因此“升级”成为了一架23部通勤类飞机。

“空中国王”350i则于2009年首次亮相，它客舱内部的噪声更低，并装配了罗克韦尔·柯林斯公司提供的Venue客舱管理系统，并加装了一对由Raisbeck公司生产的机身尾部整流片和该公司生产的机翼储物舱。

“空中国王”350i依然采用上世纪40年代出产的NACA 23000系列机翼，这件“老古董”饱受争议，不少现代航空技术的倡导者认为比奇飞机公司应当为新款飞机换装更为“先进”的现代化产品。但是，比奇飞机公司的空气动力学专家指出，这款久经考验的机翼拥有出色的失速性能，另外，即使在结冰的情况下，对机翼性能的影响也非常有限。而且，“空中国王”350i拥有两个2.67米直径的4叶螺旋桨，这款机翼在螺旋桨的紊流尾流中仍然能够保持出色的升阻比。换而言之，如果“空中国王”采取其他的推进布局，那么这款机翼可能确实需要替换，但是就目前的情况而言，这款机翼仍是飞机的最佳选择。

“空中国王”350i的机翼面积为28.80平方米，展弦比为10.8：1，它由三段构成，其中，靠近机身的内侧部分包括左右两个发动机短舱，该部分的翼型为NACA 23016.5。与B200相比，“空中国王”350i的该部分机翼前缘经过重新设计，新设计使得机翼具备了部分椭圆形机翼的特质，如翼尖绕流产生的阻力进一步减小，正常巡航速度时能够承载的机翼弯曲力矩进一步提高等。

机翼的最外侧部分带有6度的反角，它能够提高飞机的稳定性，同时帮助机翼内的燃油流向发动机。此外，机翼最外端的翼梢小翼进一步提高了飞机的升阻比，使其整体拥有非常高的升力系数，这对于着陆和起飞，特别是单发起飞至关重要。“空中国王”350i机翼最外端的翼型为NACA 23012。

Raisbeck公司为“空中国王”350i生产研制了一对安装在机身尾部的整流片，它能够提高飞机的航向稳定性，能让飞机在海拔5791.2米高度起飞，而未加装整流片的机型只能在1524米海拔起飞。

此外，该公司还为飞机设计研发了一个位于发动机短舱上的储物舱，但是，这个储物舱不能与选装的发动机短舱油箱同时共存，该油箱最多可以容纳0.72吨燃油。说起燃油系统，“空中国王”350i在标准配置下最多可以搭载1.38吨燃油，其油箱主要位于机翼和发动机短舱内。

“空中国王”350i仍然采用该系列飞机标志性的前三点起落架，它的前轮为单轮设计，两个主起落架则为两轮设计。28伏的直流电系统为起落架的液压系统提供能源，如果电力系统失效，飞行员还可以通过备用的手控液压装置收放起落架。此外，飞机还有一个无动力来源的液压系统作用于飞机的刹车，发动机引气则用于为刹车系统除冰。

此外，发动机引气还用于客舱增压、发动机进气道防冰、机翼和水平安定面前缘除冰、舷窗除雾等。“空中国王”350i在高度层350的最大巡航高度巡航时的，其客舱海拔高度仅为3164米。不过，飞行员需要手动设置客舱气压。与民航客机相同，“空中国王”350i也为飞行员和每名乘客设计了能自动下落的氧气供应系统和面罩。

“空中国王”350i配备了双区温度控制系统，它利用发动机引气进行制暖，此外，飞机还有电热系统，该系统可以在地面时由外部电源启动，因此无需启动飞机发动机。然而，由于右侧发动机驱动蒸汽循环系统的压缩机，所以飞机的空调必须在右侧发动机启动的情况下才能工作。

客舱舒适度

位于“空中国王”350i尾部左侧的登机舱门高1.31米、宽0.73米，登机舷梯左右两侧带有线缆，可以手扶。此外，飞机还可以选装1.37米高、1.43米宽的货用舱门。飞机尾部的盥洗室正对登机舱门，盥洗室内拥有抽水马桶、舷窗和选装的折叠梳妆台、化妆镜、水槽和储物架。飞机的尾部是一个容积1.56立方米的内部行李舱，但如果在盥洗室内选装了折叠梳妆台，那么行李舱的容积便会缩减到1.27立方米。不过，Raisbeck公司设计的发动机短舱储物舱还能提供0，45立方米的储物空间，能够装载272.16千克的货物。

“空中国王”350i加装了新式的噪声抑制系统，它拥有三层蒙皮壁板和7.62厘米厚的热隔绝和声音隔绝套件，它们能够隔绝大部分噪声，并动态地调节客舱内的震动。这套抑制系统使得飞机螺旋桨在1500转/分钟时的客舱噪声仍低于78分贝，与老款机型相比，降低了4分贝。

飞机的主乘坐区尺寸为1.46米高、1.37米宽、4.24米长，乘客可以使用的客舱总容积为7.02立方米。飞机机身的客舱横截面为方椭圆形，全平地板，但是由于机翼翼梁的存在，客舱的前端有一块隆起。

飞机主乘坐区的左右两侧各有7扇舷窗，与波音787上的舷窗类似，“空中国王”350i的舷窗也采用了电控变色技术。大多数“空中国王”350i都采用前后两组俱乐部式座椅布局，最多能够搭载8名乘客。两个前视座椅可以短时或永久改装为垫脚凳。飞机座椅可以选装加热功能。此外，飞机还可以选装15座的高密度客舱布局，或货运、货运/载客混合布局、空中救护车布局或其他特殊任务布局。

罗克韦尔·柯林斯的Venue客舱管理系统是“空中国王”350i的标准配置，这套系统包括一个客舱前部的可折叠38.86厘米(15.3英寸)LCD高清显示屏、手持电子设备的接驳插槽、蓝光视频播放器等，飞机右侧的对坐座椅旁的客舱饰板上还预留了US8和A/V等多种接口。飞机的选装设备包括2或4向的XM卫星广播娱乐系统、Airshow可移动航图、客舱尾部的高清显示器、每个座椅都可以选装的26.92厘米(10.6英寸)高清LCD显示器，此外还有Aircell Axxess第二代铱星卫星电话和Gogo Biz的空对地Wi-Fi网络。

机载娱乐系统和灯光、温度控制组件均集成在每个座椅旁的控制面板上，控制板上还带有iPod/iPhone的接驳端口，通过它们可以使机载娱乐系统播放电子设备中的视频和音乐。

飞行印象

笔者在位于美国特拉华州的威明顿市(Wilmington)的亚特兰大航空(Atlantic Aviation)FBO停机坪上登上了这架注册号为FL-0831的“空中国王”350i飞机，与我们同行的还有比奇飞机公司的试飞员ErrolWuertz Jr.，飞机由笔者主驾。

经过短暂的熟悉过程，笔者对该机的第一印象是“新老交汇”。“空中国王”350i同时汇聚了新旧两代的技术。

说它新，是因为它搭载了罗克韦尔·柯林斯的Pro Line 21航电系统，特别是前风挡上方的飞行导引系统控制面板和三个巨大的液晶显示屏，增加了很多功能并提高了飞行员的态势感知能力。Wuertz指出，“空中国王”350i装有Keith Products公司生产的温度控制系统，它能够自动进行加热、制冷操作，并控制出风口的强度，以使客舱和驾驶舱内的温度保持最佳状态。

但“空中国王”350i也保留了很多老飞机的特质。比如，飞机上并没有一套集成的告警系统显示在EFIS中，而是保留了原有的上下两排警报面板;由于航电系统未与燃油量指示系统相连，飞行员需手动输入燃油量才能启动FMS--3000;也是由于FMS未与增压系统勾连，起飞和降落跑道的海拔高度信息也需要手动输入增压控制面板。此外，飞机的航电系统并未与性能计算机整合，因此机组人员必须基于载荷、场地海拔高度和风力情况以及外部气温查阅各项速度参数和起飞跑道长度，而后手动输入主显示屏航速页面。

话说回来，我们首先对飞行管理系统进行了相关设置，并将飞行计划录入其中。“空中国王”350i的单飞行员基本使用重量为4.62吨，由于我们驾驶的飞机搭载了三名人员并加注了0.93吨燃油，外加行李和其他杂物，因此飞机的停机坪重量达到了5.87吨，Wuertz将其四舍五入，以5.90吨的重量计算出在当天的气象条件和场地情况下，飞机的起飞决断速度(V1)是183.35千米/时，抬前轮速度(Vr)是192.61千米/时，起飞安全速度是205.57(V2)千米/时，飞机起飞所需跑道长度为976.27米，飞机爬升速度为314.84千米/时。

“空中国王”350i的发动机拥有不对称推力功能，加上飞机平缓的刹车系统和通过脚踏板控制的前轮转向，因此驾驶飞机在地面滑行毫无难度。我们驾驶飞机来到32跑道的尽头短暂停留进行起飞前检查，笔者在此强烈建议，运营商承租这架飞机时，应在付费乘客登机前完成所有的起飞前检查。

一切就绪之后，我们将发动机的输出功率增大到85%，“空中国王”的皮托式进气道能够非常高效地将高速气流转化成气压，发动机在滑跑时因此获得了5%的额外扭矩。随后，我们将发动机开到100%功率，在发动机加速到1700转/分钟的过程中，客舱噪声也相应增大。坦白地说，客舱内并不十分安静。

“空中国王”系列毕竟是一款历史悠久的机型，即便是新款的350i飞机，其发动机仍然没有装配全权数字式发动机控制系统来降低飞行员的工作负担。我们在飞行中花费了大量时间和精力对发动机的输出功率进行交叉检查，并不断对起飞功率进行调整。

起飞后翻滚力很小。我们认为比奇轻柔渐进的控制力标准远超所有取证标准。在爬升过程中，我们收起起落架，完全感受不到由此产生的俯仰力矩。通过俯仰配平电门调整飞机姿态时，飞机的反馈稍有延滞。但使用手动俯仰配平控制轮进行调整，飞机则会立刻做出反馈，然而控制轮较小的调整就会产生很大的俯仰改变。另外，我们还注意到将发动机从起飞功率降低到爬升功率之后，飞机受到了明显的偏航力矩影响，此时，飞行员需要手动调整方向舵以便保持航向。该问题在我们到达巡航高度改平时也有出现，偏航阻尼器对此类变化没有足够的补偿。

我们将发动机降到了95%的功率，此时螺旋桨的转速降低到了1500转/分钟，驾驶舱内的噪声也随之明显地降低了。很显然，客舱的电调谐降噪是为1500转速下100赫兹的噪声而精心调制的。我们预先设定的航路是先飞到名为摩的那(Modena)甚高频全向信标台(VOR)，然后以收襟翼速度(V3)飞到索尔贝格(solberg)VOR，最后飞抵新泽西州的莫里斯敦(Morristown)，预计十分钟后到达巡航高度2134米但是，空中交通管制员要求我们在这段172千米的航路中下降到1219米。

因此，我们以370.40千米/时的速度飞进了费城(位于威明顿市以北，前往莫里斯敦需途经于此)的B级空域。在这样的低空以慢速飞行时，“空中国王”在经济节油方面尽显优势，这是喷气式公务机难以比拟的。Wuertz告诉笔者，无论是在纽约还是费城，他的大部分飞行任务都被空管限制在370.40千米/时的速度，在这样的情况下，选择涡轮螺旋桨动力的“空中国王”系列飞机绝对是实用而明智的，因为它跟涡轮喷气式飞机的功能是一样的。他打趣地说，他曾驾驶一架喷气式公务机从纽约长岛的法明代尔(Farmingdale)飞到新泽西州的Teterboro机场(两地相距仅70千米，约一小时车程)，结果花费了90分钟的时间。“开车比公务机快!”Wuertz调侃道。

当我们在费城的B级空域缓慢移动时，我计算了当前的燃油消耗量。此时飞机的重量是5.76吨，速度370.40千米/时，高度1219米，此时的燃油消耗量是331.12千克/时。飞机驶离费城的B类空域后，我们立刻提速到了463千米/时。在5.67吨的当前重量下，飞机的燃油消耗量提高到了462.66千克/时。加普惠的PT6A发动机对油门的反应非常灵敏，而且加速非常线性。

经过索尔贝格VOR后，我们进入了纽约(位于终点以东)的B类空域，因此我们再次降低到了370.40千米/时的速度。Wuertz将23跑道的仪表着陆系统(ILS)信息输入到了飞行管理系统中，飞行管理系统自动将VOR/LOC接收器调到了相应的频段。我们发现，由于发动机功率和燃油重量发生了变化，因此飞行管理系统重新计算了续航时间/距离/燃油剩余量，但它的智能化程度与喷气式公务机相比仍然稍显不足，它不能计算爬升、巡航和下降阶段的燃油消耗量和速度。“这就像一台计算器，你需要输入，他才会算出结果。”Wuertz解释到。

临近机场时，Wuertz开启了飞机选装的IR EVS视景增强系统，通过该设备，飞行员能够在夜间或能见度差的情况下识别地形和其他障碍物，大大增强飞机的环境感知能力，特别是在进近到“黑洞”或是最后进近路径上有障碍物时，能有效保障安全。

当地空管指挥我们从1219米的高度下降到了914米，并减速到296.32千米/时。我们展开了飞机的襟翼飞到了四边，飞机出现了一丝上升的势头，随后我们转到五边，并下降到610米的高度，开始进行ILS进近。为了不阻塞交通，我们计划以259.28千米/时的速度带襟翼进近。随后，飞机飞过名为BINGG的最后进场点，并减速至240.76千米/时。

离地152.40米时，我们减速到了187.05千米/时的着陆基准速度(Vref)。在离地高度30.48米时，我们关闭了偏航阻尼器。离地15.24米时，轻轻减缓油门。事实上，我们本可以更早地将发动机降到怠速运转，使飞机提前减速到Vref，这样的话，飞机在接地之间的平飘时间将进一步缩短。就总体而言，偏重低速性能的“空中国王”350i其着陆性能非常优秀，Wuertz也不免感叹：“减速着陆真轻松!”

结论

“空中国王”350i拥有出色的经济性，是替代喷气式公务机执行短途飞行任务的不二之选，而大多数公务机多以短途飞行任务为主。而且，它出色的可靠性和灵活性使得你能够做到说走就走。飞机的标准配置是可在满油的情况下搭载7名乘客，并携带不少行李飞行。搭载7人时，飞机仍可飞行5.6小时，航程可达2778千米。此外，罗克韦尔·柯林斯的Venue客舱管理系统使得“空中国王”350i的客舱环境能够匹敌该级别的喷气式公务机。

很多涡轮喷气式公务机的鼓吹者声称美国联邦航空局25部运输类飞机可以提供单发失效时的安全余度，而大多数一般类别下的涡轮螺旋桨式飞机不提供单发失效的数据，这就使得涡轮螺旋桨式飞机不能作为企业公务运输用途的资产。然而，空中国王350i是在23部通勤类别下认证的机型，提供与喷气式公务机相同的单发失效起飞性能余度。

不过，“空中国王”350i的驾驶感受仍然逊色于喷气式飞机。这主要是因为它的航电系统未能和飞机的其他系统进行深度整合，而且发动机缺少全权限数字控制系统。事实上，“空中国王”350i驾驶舱内仍有很多老派的电门开关，其中有的部件甚至和1964年的“空中国王”完全相同。