民用客机机身分段探索.pdf

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1、民用客机机身分段探索吴晓光，周彬。王建礼(中国商飞北京民用飞机技术研究中心总体论证研究部，北京102211)【摘要1民用客机机身分段是在概念设计阶段必须要确定下来的重要原则，民用客机机身分段在操作过程中会遇到很多问题，主要是难以预测的经济问题。经过一段时间在国内民用客机上的摸索实践后，在此提出一个简单有效的机身分段方法。在满足国家产业政策和产业化分工需求的基础上，根据民用客机的预期销售量和年生产率来确定民用客机的机身分段数量。根据生产制造和装配协调的难易程度来确定具体分段分离面的位置。在对国外机型的机身分段方案进

2、行研究后，这种作法也一定程度上得到了确认。关键词：民用客机；机身；分段；分离面；工业化分工DoI：10．16080missnl671—833x．2016．20．050吴晓光中国商飞北研中心总体布置专业副总师。高级工程师，现在中国商飞北研中，厶工作。参与过盯57货舱门生产，国产干线飞机MD82／90研制、歼8生产．苏27生产，歼11B研制．A320尾段设计，A330尾段设计、A330构型管理、A350机翼前后缘机构设计、A380水／废水系统设计．全自动化轮胎设备研制和国产新型民用客机总体布置，先后攻克过20余项技术

3、攻关，获得过中航工业科技进步二等奖1项。50航空制造技术·2016年第20期现代民用客机是技术高度集成化的个体，技术的复杂性使得各个工位的工作内容不断增加，所需的技能专业化程度越来越高，所承担的工作职责越来越重要，生产现场上大量工作任务穿插整合成了现代民用客机产业的新常态。考虑到原材料尺寸、制造工艺、运输、设计、转包和家族化的需要，在设计初期，就要安排结构的分段。飞机机身结构的分段，有利于施工、便于运输、经济性好⋯。过去在进行飞机分段时，人们常常会沿承已有的实践经验。固守过去的传统经验有着一定的继承性，但却很难解

4、决民机产业发展中出现的新问题；完全抛弃传统经验又会让民机项目承受无法预测的风险。特别是在当前民用客机产业复合材料化和多电化趋势越演越烈的情况下，飞机的设计方法和制造方法都在发生大幅度的变化，现代民用客机的生产流程受其影响也正在发生一定的变化，对应到基于生产流程的机身分段方式，也就必然会发生变化。因此，在新机研制的时候，有必要对民用客机的传统机身分段方案进行深入的分析和研究，便于根据新材料、新工艺、新技术和新方法的特点，对它进行合理有效的修正。传统机身分段思路的演化1功能实现角度——以设计分离面为基准当美国莱特兄弟

5、发明世界上第一架有动力飞机“飞行者一号”的时候，他们还没有来得及想如何对飞机进行分段，整架飞机除了活动面，就是一个木制骨架配以织布蒙皮的整体皿】，机身和机翼共用部分结构，如图l所示。从这个角度看，设计分离面是飞机部件划分的依据之一。设计分离面是根据构造上和使用上的要求而确定的分离面。通常图1飞行者一号Fig．1F¨er-1设计分离面都采用可卸连接(如螺栓性H。连接、铰链连接等)，而且一般要求具有互换性【3l。设计分离面的出现，可以让飞机设计师专心研究某一个部件，而不用关心它对其他部件的影响。设计分离面包括分离面的

6、部位、结构形式、设计补偿形式和对接技术要求。设计分离面优化了飞机的设计流程，随着飞机的复杂性不断增加，设计分离面逐渐被划分成了结构工程师的结构设计分离面和系统设计师的系统(安装)分离面，并根据现代系统工程理论和实践的要求，不断深入细化两者间的联系。2批量生产角度——以工艺分离面为基准到了人们开始批量制造飞机的时候，受到同时代专业化分工和汽车产业流水线生产方式的影响，飞机的生产制造也开始引人了流水线的概念。飞机仅根据设计分离面划分为部件，不能满足装配过程的要求，还需要根据生产需求，对飞机结构进行进一步划分，将部件进

7、一步划分为段件，段件又进一步划分为板件及组合件等各种装配单元。这样做的目的是提升生产流水线的专业化水平，均衡产品线工位工作量，保证产品生产步调，缩短产品交付周期，降低产品的生产成本，提升产品在市场的竞争力14l。为此，飞机产业又开始引进了工艺分离面的概念，飞机机身分段不再仅仅以设计分离面为基准。为满足生产需要而划分的分离面叫做工艺分离面。工艺分离面是由于生产上的需要，为了合理地满足工艺过程的要求，按部件进行工艺分解而划分出来的分离面。工艺分离面之间一般都采用不可卸连接(如铆接、胶接、焊接等)，装配成部件后，这些分

8、离面就消失了13】。工艺分离面包括分离面划分部位、连接形式、补偿形式、施工通路以及形成装配单元的工艺刚性和完整在生产实践中，对机身进行分段划分时，人们首先会想到尽量减少装配周期长的总装架内工作量，尽可能多地形成大型组件，避免以散件形式进人总装。达到机身分段的划分应尽可能使各部件装配周期平衡的目的。通常飞机制造商会根据飞机的年生产率和预期销售量，设置产品的工装系数(即工装数