世界民用飛機工業先進製造技術

2022-12-21 07:06:06 字數 2788 閱讀 1871

供稿人:istis供稿時間:2006-10-24

超塑成形/擴散連線技術(spf/db)

超塑成形的研究始於60年代,當時ibm用zn22al合金材料以兩種方式(鈑金成形和體積成形)來成形計算機部件,並在2023年4月申請了有關超塑成形的專利。

70年代鋁合金和鈦合金方面的超塑成形研究取得了突破,在美國空軍資助下,推出了有洛克威爾、麥道、格魯曼及波音4家大公司參加的blats計畫,即「組合式、低成本、先進鈦合金」計畫,鈦合金spf,spf/db技術是其中的重點研究專案,研究專案的各種結構驗證件在多機種上試飛,通過驗證並進入了批量生產。

spf,spf/db構件研製中的結構形式從單層spf構件到spf/db雙層板、三層板、四層板等,層數越來越多,構件尺寸越來越大,形狀越來越複雜。

美國有許多公司具有生產spf,spf/db構件的能力,主要有ltv aerospace and defense co.,ontaria technologies corp.,rockwell international,rohr industries以及波音公司、普惠公司等。

spf,spf/db作為一種高效能整體結構低成本先進製造技術在其他發達國家也倍受重視,歐洲超塑成形技術發展很快。俄羅斯具有世界上最大的超塑技術研究所,有數百人在從事研究。法國的超塑公司有:

snecma,dassauit,acb公司生產spf裝置並製造spf,spf/db構件,達索公司也具有spf,spf/db構件生產能力,哈佛公司從2023年開始研究spf/db工藝,已具備批生產能力。德國mbb公司用spf方法生產衛星上的推進劑箱體。bae英國宇航公司生產多種航空spf/db構件,如a320機翼檢修口蓋、a310機前緣縫翼收放機構蒙皮等。

美國和歐洲國家的超塑成形/擴散連線專用裝置採用了計算機控制或機械手工作,自動化控制程度高。當前spf/db發達的國家正在深入地開展鋁鋰合金、陶瓷材料、高溫複合材料、金屬間化合物及纖維增強金屬基複合材料等的spf,spf/db研究。無損檢測技術

無損檢測為產品提供內部質量資訊,既可作為產品評價的依據,也為工藝分析提供參考資訊。西方國家非常重視無損檢測技術研究,並開發了許多先進的無損檢測裝置。1.超聲檢測技術

超聲檢測利用聲波在物理介質(如被檢測材料或結構)中傳播時,通過被檢測材料或結構內部存在的缺陷處,聲波會改變原來的傳播規律,如產生折射、反射、散射或劇烈衰減等,通過分析這些規律的變化,就可以建立缺陷同被檢測物理量與聲波的幅度、相位、頻率特性、聲速、傳播時間、衰減特性等之間的相關關係。由於聲波的傳播特性與被檢測材料或結構有著密切的關係,因此通常需要根據被檢測物件研究制定相應的超聲檢測方法和檢測技術。

超聲檢測是目前複合材料和焊接結構中應用的最為重要、最為廣泛的無損檢測方法,可檢測出複合材料結構中的分層、脫粘、氣孔、裂縫、衝擊損傷和焊接結構中的未焊透、夾雜、裂紋、氣孔等缺陷,缺陷定性定量準確。超聲檢測通常利用壓電感測器產生和接收超聲波。國外大多數飛機製造廠在生產中都採用了先進的多座標數控掃瞄自動成像超聲無損檢測裝置進行產品檢測。

2.射線檢測技術

當射線通過被檢測材料或結構時,射線的強度會產生衰減,這種強度的變化與被檢測材料或結構內部密度均勻性有關,射線檢測基於這種原理來檢測零件內部的缺陷。

感光膠片是x射線檢測的記錄介質,當被測複合材料結構在x射線透射方向存在可檢缺陷時,感光膠片就會以黑度變化的形式記錄缺陷引起的射線強度變化。也可以將這種缺陷引起的射線強度變化通過感光屏、影象增強儀和利用計算機技術實現輔助成像顯示。

國外大型飛機製造廠家都有大型多座標的射線檢測成像裝置用於產品的檢測。美國和其他一些國家還開發了可攜式射線檢測裝置,用於外場檢測。

3.雷射超聲技術

雷射超聲檢測是利用雷射束與被檢測物體表面相互作用,激勵產生寬頻超聲波。按接收方式目前主要可分為兩大類:(1)利用光學方法接收雷射束在被檢測材料中產生的超聲訊號;(2)利用壓電感測器接收超聲訊號。

激勵光束與被檢測物體表面不需要保持嚴格的垂直等固定的角度關係,不要複雜的掃查機構,因此,雷射超聲特別容易實現快速自動化掃瞄檢測。目前,美、俄、法、加拿大等國家已用於複合材料、膠接結構和焊接結構的室內外無損檢測。這一技術既具有超聲檢測缺陷定量定性準確、又具有非接觸的特點,能實現構件的準確快速的無損檢測,被認為是21世紀的無損檢測技術。

高效能航空發動機技術

美國國防部的「綜合高效能渦輪發動機技術(ihptet)」計畫中提出了高推重比、高效能發動機結構質量減輕50%,推重比提高100%的發展目標。高效能發動機在新材料結構、新結構方面具有顯著的特點,並且突破了傳統的設計觀念,由設計-材料-製造三位一體實現高效能發動機的效能要求,材料和製造技術的貢獻率為50%~70%。預計在2015~2023年將有可能研製出推重比為15~20的渦扇發動機,它與目前使用的推重比8發動機相比具有如下特點:

1.風扇由3級減為1級,葉片為帶彎掠的空心結構,可減重30%;

2.壓氣機由9級減為3級,轉子為整體葉環結構,由鈦基複合材料製成,與傳統結構相比,可減輕質量70%;

3.燃燒室火焰筒材料由耐熱合金改為陶瓷基複合材料;

4.高低壓渦輪均為單級的對轉結構,在仍採用金屬材料的條件下,整體葉盤結構可減重30%;最終擬採用陶瓷基複合材料或抗氧化的碳/碳(c/c)複合材料,渦輪前溫度高達2200k以上;

5.由於渦輪進口溫度很高,即使按下限2200k計算,發動機單位推力也比f100高70%~80%,因而新發動機也可能不採用加力燃燒室;

6.尾噴管將採用固定結構的射流控制全方位向量噴管。

綜上所述,高效能航空發動機製造技術呈現以下發展趨勢:

(1)輕量化、整體化、新型冷卻結構製造技術向低成本、高效率方向發展;(2)新材料構件製造技術出現較大突破;

(3)新工藝技術成為現代航空發動機發展的重大關鍵製造技術,並得到廣泛應用;

(4)在傳統製造技術基礎上發展起來的先進製造技術已成為支撐現代製造業的骨架和核心,以資訊化帶動傳統製造業,企業資訊化工程得到長足發展。

民用飛機發動機指示系統設計考慮

作者 梁秋明 科學與財富 2011年第08期 摘要 本文詳細地描述了在設計民用飛機的發動機指示系統時需要考慮的因素,明確指出了在設計發動機指示系統時需要遵循的設計準則,並依據適航要求給出了發動機指示系統圖示設計的建議,為設計民用飛機的發動機指示系統提供了基本設計思路和基礎。關鍵詞 民用發動機 ei ...