国外飞机先进制造技术发展趋势

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1、国外飞机先进制造技术发展趋势冷战时代的军备竞赛，刺激了军事工业，尤其是飞机制造业的发展。为了研制高性能新型战机、大型军用运输机、特种军用飞机和武装直升机，各国政府和军方不断推出新的研究计划，投入巨额资金，开发先进制造技术及其专用设备，基本建立了飞机先进制造技术发展的基础。随着世界经济较长时期的衰退，各国航空公司利润急剧下降，直接影响到飞机制造商。因此，他们为了生存，降低飞机全寿命周期内的成本就成为了新一代民机研制的一个重要指标和先进制造技术的发展方向。冷战结束后，各国大量削减国防经费，军方难以承受高性能武器装备的高

2、昂采购费用，如F—22战斗机每架1.6亿美元。如此高昂的采购费，限制了该飞机的生产数量，因此美国军方提出研制买得起的飞机——JSF联合攻击机（每架约6000万美元）作为相应的补充。军机的研制生产也提出了高性能和全寿命周期低成本的双重目标。计算机技术的不断发展，精益生产等许多新理念的诞生，使得飞机先进制造技术处于不断变革之中，传统技术不断精化，新材料、新结构加工、成形技术不断创新，集成的整体结构和数字化制造技术构筑了新一代飞机先进制造技术的主体框架。为了进一步了解国外飞机先进制造技术发展的这一趋势，本文介绍几种主要制

3、造技术。1树脂基复合材料构件制造技术树脂基复合材料具有高的比强度、比模量，抗疲劳、耐腐蚀、成形工艺性好以及可设计性强等特点，现已成为飞机结构中与铝合金、钛合金和钢并驾齐驱的四大结构材料之一。国外的新一代军机和民用运输机已普遍采用这种材料，第四代战机复合材料用量占飞机结构重量的25％～40％，干线客机用量约15％，其应用水平成为飞机先进性的一个重要标志。为满足飞机上扩大复合材料应用的需求，飞机制造商在不断地完善复合材料层压板真空袋—热压罐制造技术，并不断地开发高性能低成本的复合材料制造技术，如：纤维缝合技术、树脂转移

4、模塑成形技术（RTM）、树脂膜渗透成形技术（RFI）、真空辅助树脂渗透成形技术（VARI）、纤维铺放技术、电子束固化技术及膜片成形技术等。1.1层压板真空袋－热压罐成形技术该项技术普遍地应用于复合材料构件生产，为了研制整体结构，开发了共固化成形技术及共胶接技术。许多飞机厂采用了计算机控制自动下料设备、多坐标数控自动铺层设备、激光辅助铺层定位系统、实时监控热压罐固化设备、多坐标数控加工及高压水切割设备、计算机控制无损检测设备等实现了复合材料工艺参数的优化及工艺过程的仿真，保证了复合材料构件生产质量的稳定。◆1.2缝合

5、／（RTM，RFI）技术缝合技术：采用缝纫对增强织物叠层块（预制件）沿厚度方向用纤维增强。大幅度提高构件的层间强度，增加抗冲击损伤能力，从而进一步提高复合材料结构效率，降低结构重量。缝合技术还可以将两个或多个零件（如长桁和蒙皮）的增加织物叠层缝合在一起，制成大型整体结构预制件。以RTM，RFI为代表的LCM（LiquidCompositeMolding）技术自20世纪80年代出现以来，美国、欧洲、澳大利亚、日本等均在该领域进行了大量的研究工作，其中最具代表性的是美国的先进复合材料技术研究计划，即ACT（Advanc

6、edCompositesTechnology）计划和先进轻量化结构计划，即ALAFS（AdvancedLightweightStructureTechnologyProgram）计划。这些计划的核心之一就是通过工艺／材料／设计的综合，实现复合材料结构的高减重和低成本。不论是ACT计划还是ALAFS计划，都把缝合／（RTM，RFI）技术作为一项关键技术进行重点研究。另外还有一些Z向纤维增强的方法，如在预浸料叠层中插入单向碳纤维复合材料针杆的技术，也是当前值得关注的热点。以上这些技术，使复合材料大型整体结构件的制造

7、成为可能，现已成为飞机复合材料主要的低成本制造技术，广泛应用于F—22，JSF及干线飞机（如A380）的研制和生产中。◆1.3真空辅助渗透成形技术（VARI）该项技术是利用真空的吸附将低粘度液体树脂渗透到预制件的各个部分，适用于常温和使用温度不高的大型壁板结构件的生产，如船舰的壁板、桥梁路面、低速飞机壁板等。该项技术将大幅度降低复合材料结构的制造成本。在船舶制造工业中，真空辅助成形工艺显得特别重要。一块19.5m长、3m宽的潜艇壁板在45?min之内就可以成形完毕。在隐身舰船方面，大多采用真空辅助成形工艺的泡沫夹芯

8、结构作为舰船的壳体，如美国的DD21“Zumwalt”级隐身驱逐舰、瑞典的“Visby”隐身轻巡洋舰、“Skjold”级隐身巡逻快艇。现在真空辅助成形工艺已经在一些娱乐休闲用飞机、农用飞机和无人机上得到了应用，降低制造成本50％以上。美国波音公司早已立项，采用该项技术研制大型飞机机翼。◆1.4纤维缠绕－铺放技术从70年代初，缠绕技术开始应用于飞机结构制造。随