据《Aviationnow》网站近期报道,未来的航空结构要求将使原设备制造商和材料供应商之间在设计、制造、测试和验证方面的联系更为紧密,将需要一种通用的结构设计语言,使材料制造和结构性能之间更好的结合。企业大多数采取改变设计和制造的方法来减少成本、提高安全和和可靠性,延长检修间隔时间并增加运营效率。因此,结构对材料的要求更高,需要采用新的设计方法和新的分析工具、新的制造技术以及新的连接与装配技术。对此美国铝公司副总裁举了一个空中客车A380后翼梁的例子,该翼梁是由美国铝合金公司提供的一种新的C80A轻合金制造的,采用这种合金不仅减轻了重量而且提高了强度,是迄今为止制造的最大一个飞机模锻件,尺寸为6.4米长,1.9米宽,重约3900公斤。另一个例子是支线喷气机机翼上面的一个紧急出口,它的主要结构件是一个整体锻件,整个舱门由40个零件构成,而传统结构是由147个零件构成的,这一新结构使成本降低20%~25%,装配时间减少80%,重量减少20%。此外,连接件数目的减少使结构件磨损和腐蚀的机率大大减少。
Howmet Castings公司是一家以铸造技术而闻名的公司,该公司为波音C-17军用运输机生产一种新的、由五个零件组成翼梢小翼,这五个零件是:整体锻造的芯结构件、前缘、两块盖板和一块内蒙皮,这几个零件需要近1000个紧固件装配到一起,但原来使用复合材料结构则有258个零件和近4000个紧固件。尽管现有结构在重量上有所增加,但这种合金结构设计估计节约成本大约40%。Eclipse Aviation也使用了新的结构设计方法,如采用磨擦焊接工艺代替Eclipse 500公务机主要机翼和机身结构件上60%的铆钉。
航空业复合材料与金属制造商的竞争不断推进航空制造技术的进步,而复合材料技术本身也不断突破。采用复合材料制造整体结构件要避免使用过多的紧固件,这就对粘结剂提出了更高的要求。最为典型的零件是JSF的RTM整体化尾翼结构件,RTM工艺把零件的数目从13个减少为1个,取消了超过1000个的紧固件,相应的制造成本减少60%。该项目还建立了树脂流动的模型,从而能够准确地识别最佳的注射位置和顺序,以确保彻底地注入整个零件。使用最恰当的模型预测可使模具填充完全,即无干点,对提高质量和降低成本极为有利。该垂尾是使用RTM技术曾经制造的最大和最复杂的复合材料零件之一。另外,金属和复合材料对机体结构贡献的作用各不相同,因此也就有了金属-复合材料混合结构的发展。今年7月,Stork AerosPACe/ Fokker公司开始生产超轻的GLARE夹层材料,这种材料是由铝层板和玻璃纤维层板制造的,A380已经选择这种材料作为其上机身的22块壁板(超过400平米)的材料,这种材料已经被证实具有更高的抗裂纹和抗腐蚀性能,而且几乎不用检测。此外,欧盟也对复合材料结构进行大量研究来解决低成本、低重量的大尺寸承力结构问题,并提出了低成本低重量结构(TANGO)为期4年的计划。其目标是与现行的结构重量及制造成本相比,分别下降20%。根据该目标,选择了4个"工作平台",即复合材料侧翼盒、复合材料中央翼盒、复合材料机身段和先进金属机身段来实施。
虽然金属比复合材料更为廉价,但在机体上仍占有一定份额,金属制造商坚信随着先进合金的不断开发,将使其在重量上的差异不断减少而保持其成本上的优势。(责编 张晋平)作者:任晓华
Howmet Castings公司是一家以铸造技术而闻名的公司,该公司为波音C-17军用运输机生产一种新的、由五个零件组成翼梢小翼,这五个零件是:整体锻造的芯结构件、前缘、两块盖板和一块内蒙皮,这几个零件需要近1000个紧固件装配到一起,但原来使用复合材料结构则有258个零件和近4000个紧固件。尽管现有结构在重量上有所增加,但这种合金结构设计估计节约成本大约40%。Eclipse Aviation也使用了新的结构设计方法,如采用磨擦焊接工艺代替Eclipse 500公务机主要机翼和机身结构件上60%的铆钉。
航空业复合材料与金属制造商的竞争不断推进航空制造技术的进步,而复合材料技术本身也不断突破。采用复合材料制造整体结构件要避免使用过多的紧固件,这就对粘结剂提出了更高的要求。最为典型的零件是JSF的RTM整体化尾翼结构件,RTM工艺把零件的数目从13个减少为1个,取消了超过1000个的紧固件,相应的制造成本减少60%。该项目还建立了树脂流动的模型,从而能够准确地识别最佳的注射位置和顺序,以确保彻底地注入整个零件。使用最恰当的模型预测可使模具填充完全,即无干点,对提高质量和降低成本极为有利。该垂尾是使用RTM技术曾经制造的最大和最复杂的复合材料零件之一。另外,金属和复合材料对机体结构贡献的作用各不相同,因此也就有了金属-复合材料混合结构的发展。今年7月,Stork AerosPACe/ Fokker公司开始生产超轻的GLARE夹层材料,这种材料是由铝层板和玻璃纤维层板制造的,A380已经选择这种材料作为其上机身的22块壁板(超过400平米)的材料,这种材料已经被证实具有更高的抗裂纹和抗腐蚀性能,而且几乎不用检测。此外,欧盟也对复合材料结构进行大量研究来解决低成本、低重量的大尺寸承力结构问题,并提出了低成本低重量结构(TANGO)为期4年的计划。其目标是与现行的结构重量及制造成本相比,分别下降20%。根据该目标,选择了4个"工作平台",即复合材料侧翼盒、复合材料中央翼盒、复合材料机身段和先进金属机身段来实施。
虽然金属比复合材料更为廉价,但在机体上仍占有一定份额,金属制造商坚信随着先进合金的不断开发,将使其在重量上的差异不断减少而保持其成本上的优势。(责编 张晋平)作者:任晓华