軍用運輸機制造技術發(fā)展研究

王振成

摘 要：近年來，軍用和民用運輸機的聯(lián)系越來越緊密，隨著民用運輸機技術的快速提升，其先進的制造技術已經(jīng)成功地運用到了軍用運輸機的制造領域。先進的復合材料以及輕質(zhì)的合金結構正在為軍用運輸機的制造技術提升發(fā)揮著巨大的作用。文章重點探索軍用運輸機制造技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。

關鍵詞：軍用運輸機；制造技術；發(fā)展方向

軍用運輸機在軍事作戰(zhàn)中的重要性是不言而喻的，其屬于一種特殊的戰(zhàn)略性武器配備，引起，對于軍用運輸機的核心技術各個國家都是嚴格保密的。最初軍用運輸機的核心制造技術只是掌握在少數(shù)的幾個軍事強國手中。隨著越來越到的國家和運輸機制造集團的加入，使得該領域的技術競爭異常激烈。與此同時，民用運輸機制造技術的快速發(fā)展，并逐漸與軍用運輸機制造技術相融合，其中A400M就是其中的典型代表。

1 整體結構制造技術

軍用運輸機的結構部件實現(xiàn)整體化，有利于降低飛機的整體重量，并且，降低生產(chǎn)成本，提高整體的生產(chǎn)效率。同時，在設計的過程中，可以更加地靈活，易于檢測，降低結構的腐蝕程度。目前，軍用運輸機的整體結構主要包括：整體框、梁以及整體壁板。其中最重要的制造技術主要有：整體壁板的噴丸成形技術以及攪拌摩擦焊接技術等。

2 復合材料結構制造技術

該技術不僅在整體結構制造中發(fā)揮出來巨大的作用，還在金屬替代型部件的制造當中顯示了不可替代的優(yōu)勢。既有效地降低了機身的重量，還將軍用運輸機的性能大幅度提升。目前，復合材料被廣泛的應用到運輸機的制造過程當中。在A400M運輸機當中，復合材料占總體材料的比例已經(jīng)超過了35%。復合材料的主要制造技術包括：手工鋪層、壓膜成型等。

3 輕質(zhì)合金結構制造技術

總體來講，金屬結構仍然在軍用運輸機的機體部件中占有重要地位。并且，很多部件的構成是不可能用其他材料替代的。因此，就要在金屬材料上下功夫。為了更好地降低金屬部件的重量，進而提高軍用運輸機的整體性能以及大幅度降低生產(chǎn)成本。一些合金結構走入了人們的視線，例如：鈦合金和鋁結構等。目前，鈦合金頭罩已經(jīng)在美國的C-17發(fā)動機掛架上的薄壁中成功運用。這一應用不僅有效地簡化的相應的制造工藝，并且，使得所有零配件的重量更輕，生產(chǎn)費用更低。

A400M軍用運輸機中的很多結構都采用了先進的鋁合金結構，例如：機身的“上殼體”就是利用鋁合金鍛造而成的，其中，一平米的面積重量還不到19kg。另外，在軍用運輸機的機翼和尾翼的增升裝置中，都選用了鋁合金蜂窩膠結構。

4 自動化裝配技術

該技術主要從三個方面得以體現(xiàn)：軍用運輸機的翼梁自動裝配、整體壁板的自動鉆鉚和機翼對接真空起重控制。第一個方面的廣泛應用，有效地免除了工人在拆卸、清洗等工作。龍門吊和手工制造過程的免除，不僅能夠降低對部件的意外損傷概率，還可以充分利用機器在多個工作站高效使用。在緊固過程當中，裝配型架可以有效地對部件起到加緊穩(wěn)固作用，進而不需要再對蒙皮和翼梁的精度進行確定，從而縮減了生產(chǎn)時間，生產(chǎn)效率顯著提升。目前，軍用運輸機的翼梁系統(tǒng)已經(jīng)突破到E5000，并且，已經(jīng)被廣泛地應用于C-17當中。

在A400M軍用運輸機的生產(chǎn)過程中，采用了一種專門設計的真空起重系統(tǒng)。機翼可以被該起重系統(tǒng)懸吊在機身的上方，從而更加精準的緩緩安置到既定的位置，然后，對其進行固定連接就可以了。

5 精益制造技術

目前，波音公司為了更好的發(fā)揮C-17軍用運輸機的作用。對其采取精益制造理念。主要的方法包括：增強工作人員的生產(chǎn)制造能力，對生產(chǎn)車間進一步改造，多職能團隊集成工作，工作流程進一步細化等。精益制造主要作用在：軍用運輸機的貨倉坡道以及艙門、機頭等。其中，在對機頭進行精益制造過程中，生產(chǎn)效果明顯提升，并且，生產(chǎn)周期降為原周期的40%。制造時間更是降為原來的15%左右。同時，之前遇到的很多安全問題出現(xiàn)的概率也大幅度降低。

6 數(shù)字化技術

波音在 C-17的機身制造中采用了數(shù)字化技術，選用達索公司的 Deneb/IGRIP 數(shù)字制造解決方案，并將其用于“Brotje”鉚接機，用來仿真該鉚接機的所有運動和功能，包括加工工具的自動更換。它也被用來檢查潛在的碰撞干涉。波音公司通過采用這種方法來縮短C-17 飛機的生產(chǎn)時間，并減少生產(chǎn)中的錯誤。空中客車公司則將 DELMIA V5機器人數(shù)字化制造解決方案用于A400M 制造。該解決方案是由達索系統(tǒng)公司和 IBM 公司聯(lián)合開發(fā)，主要用于制造過程模擬、驗證和規(guī)劃機器人裝配生產(chǎn)線。這一戰(zhàn)略選擇將使空中客車新機項目的設計和生產(chǎn)時間減少、成本降低并加速新產(chǎn)品的問世。A400M 飛機是第一架完全采用 CATIA V5 設計并采用 DELMIAV5 進行模擬制造的飛機。該模擬工具拓展了數(shù)字化制造領域，能夠提供A400M 項目檢查裝配以及維修過程中各種飛機零件的可達性。

7 結束語

近年來，隨著各種運輸機制造材料生產(chǎn)技術的不斷提升，以及民用運輸機生產(chǎn)技術的大幅度提升。軍用和民用運輸機在很多方面都出現(xiàn)了相融性。A400M軍用運輸機就是軍用和民用運輸機技術融合的典型代表。未來的軍用運輸機的發(fā)展主要集中在材料的創(chuàng)新以及安裝、生產(chǎn)技術的改革上。這些方面的技術創(chuàng)新能夠有效地提升軍用運輸機的生產(chǎn)效率，減低生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)時間。同時，還可以大幅度地提升軍用運輸機的性能，增強軍用運輸機在實戰(zhàn)中的作用。

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