飛行器制造工程
[拼音]:feixingqi zhizao gongcheng
[外文]:flight vehicle manufacturing engineering
以一般機械制造工程為基礎,廣泛吸收各種先進技術和科學理論的成果,針對飛行器的特點研究各種制造方法的機理和應用,探求制造過程的規(guī)律,合理利用資源,經(jīng)濟而高效率地制造先進優(yōu)質(zhì)飛行器的一門技術科學。它是實現(xiàn)人類航空航天理想,使先進的設計思想變成現(xiàn)實的重要保證。
特點
在航空航天工業(yè)的發(fā)展中,飛行器制造工程的發(fā)展是一個重要的因素和顯著的標志。它的特點是:
(1)嚴格的質(zhì)量控制:飛行器質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響國防安全和乘員的生命。一架大型旅客機關系到數(shù)百名乘客的安全。一枚運載火箭包括千萬個零件,控制系統(tǒng)中一個小零件的失靈可能會造成無可挽回的巨大損失。制造中應該完全杜絕由于質(zhì)量不高造成的事故。飛行器重量要輕,設計中選擇的安全系數(shù)比一般機器小得多,工作條件嚴酷,加上構造復雜,要求飛行器制造有更為嚴格的工藝紀律和人員素質(zhì),確保制造質(zhì)量的穩(wěn)定性?,F(xiàn)代飛行器的生產(chǎn)必須從設計開始到原材料入庫、零部件加工、裝配、產(chǎn)品的檢驗和試驗、保管、運輸和用戶服務實行全過程質(zhì)量控制,才能保證飛行器的使用可靠性。
(2)多種技術的結合:飛行器的發(fā)展一方面要求設計結構上的改進,另一方面要求應用新的材料,制造技術在其中起著關鍵性的作用。如鈦合金具有航空結構要求的卓越性能,早在50年代就受到人們的重視,但由于鈦在常溫下的可加工性差,只能制造簡單形狀的純鈦或低強度鈦合金零件,后來因熱成形方法和設備得到了發(fā)展,先進的鈦合金結構才在航空航天飛行器上擴大應用。鈦合金在高溫下的超塑性成形和擴散連接組合工藝技術的發(fā)展,為制造復雜形狀薄壁整體構件開辟了可能的途徑。用這種方法制造的整體夾層結構實際上就是設計、材料與制造工藝多種技術的結合。50年代以來,人們?yōu)樘岣吆娇諊姎獍l(fā)動機渦輪前溫度,一方面研制高性能高溫合金,一方面發(fā)展先進的氣冷結構。在這個過程中,毛坯精化技術、高效率加工方法以及表面強化和涂層工藝、特別是定向凝固技術,起了決定性作用(見發(fā)動機制造)。這種設計、工藝和材料相互促進的趨勢,在飛行器制造中較一般機器制造更為明顯。飛行器的更新不斷給工藝和材料的研制提出新的課題,而工藝和材料的新突破,又會有效地支持飛行器的開發(fā)和創(chuàng)新。
(3)加工方法的先進性:飛行器零件形狀復雜,材料品種多,這些條件決定了加工方法的多樣化。一般機器制造的基本加工技術在飛行器制造中大多得到應用,但許多技術具有高于一般機器制造方法的先進性。例如飛行器制造中對大量高強度鋼、鈦、鈹和高溫合金等難切削材料的加工、微米級以上的精密加工和超精加工,是一般機器制造技術所難達到的。飛行器的許多外形復雜的零件需要除去多余的材料,要求進行高精度的型面加工,為此發(fā)展了各種靠模機床、多坐標聯(lián)動的大型數(shù)控機床和各種測量儀器和裝置。其他特種加工方法有:化學銑切、電加工和激光束加工等。
(4)生產(chǎn)上的適應性和靈活性:航空航天工業(yè)不同于汽車和柴油機等大批量或流水線生產(chǎn)的工業(yè)部門,它是以高性能、復雜飛行器的研制和小量生產(chǎn)為主的研制發(fā)展型的制造工業(yè)。如航天器為單件研制,大型火箭為小批生產(chǎn)。在生產(chǎn)上必須簡化工裝、發(fā)展適應多品種、小批量生產(chǎn)的加工技術(見數(shù)控加工、計算機輔助設計和制造),以降低單件成本、縮短研制和生產(chǎn)周期。在計算機技術和數(shù)控技術基礎上建立柔性制造系統(tǒng),即自動運送工件、自動更換刀具、自動加工和自動診斷故障。柔性制造系統(tǒng)在生產(chǎn)上能靈活地適應任務和條件的變化。
(5)科學的組織和管理:無論是大型旅客機,還是運載火箭與航天飛機的研制和生產(chǎn),需要千百家企業(yè)、科研機構和高等院校的合作。在飛行器制造中,組織管理具有十分重要的作用。組織管理的任務是對一定條件下的人力、技術、時間、費用等基本要素進行綜合和權衡,尋求一個最佳的方案,在規(guī)定的期限、按規(guī)定的經(jīng)費研制生產(chǎn)出達到規(guī)定要求的飛行器。
發(fā)展
飛行器制造工程涉及機械工程、電機工程、電子技術、計算機技術、材料科學、管理工程、控制工程和系統(tǒng)工程等許多科學技術領域。各種新結構(復合材料結構、整體結構、夾層結構、超塑性成形與擴散連接的組合結構)、新元件(新型激光元件、敏感元件)、新材料(鈦、鈹、高溫合金)、新工藝(各種型面的精密加工和超精加工、無余量精鑄和精鍛工藝、葉片的定向凝固和單晶技術、快速凝固技術)、新方法(先進質(zhì)量控制技術)的應用,正在加速整個飛行器制造工程的發(fā)展。 設計-結構-材料-工藝技術的最佳配合將是飛行器制造工程中的一個新趨向。
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標簽:飛行器制造工程
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