數(shù)字化測量技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)與飛機(jī)數(shù)字化制造業(yè)的飛速發(fā)展，與其相適應(yīng)的飛機(jī)數(shù)字化測量技術(shù)，以其高精度、高效率、高自動化等優(yōu)勢在飛機(jī)制造領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣。一些光學(xué)三維大尺寸形貌檢測技術(shù)日益成熟，其相關(guān)的儀器設(shè)備，如激光跟蹤儀、機(jī)器視覺測量系統(tǒng)、iGPS、激光雷達(dá)掃描測量系統(tǒng)等已應(yīng)用在國內(nèi)外飛機(jī)制造工業(yè)的許多領(lǐng)域。

對于一些尺寸大、精度要求高的飛機(jī)或特殊機(jī)型飛行器，我國傳統(tǒng)的測量手段已無法滿足其要求，數(shù)字化測量技術(shù)是首選。尤其是采用多數(shù)字化測量系統(tǒng)組合的方式，不僅可以克服測量范圍大與測量精度低的矛盾，還可獲得更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，而且能夠滿足多功能的要求，成為飛機(jī)數(shù)字化制造中的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，大大提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性及應(yīng)用范圍，在提高飛機(jī)制造、裝配質(zhì)量和效率方面發(fā)揮了重要作用。

最近幾年，國外基于模型定義技術(shù)在波音787機(jī)型上的成功應(yīng)用使得設(shè)計制造一體化技術(shù)得到大的發(fā)展。波音、空客及福特等公司已經(jīng)普遍采用基于數(shù)字化測量設(shè)備的產(chǎn)品進(jìn)行三維測量與質(zhì)量控制，建立了較完整的數(shù)字化測量技術(shù)體系，開發(fā)了相應(yīng)的計算機(jī)輔助三維檢測規(guī)劃與測量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，制定了相應(yīng)的三維檢測技術(shù)規(guī)范，顯著提高了檢測效率與質(zhì)量。

現(xiàn)代先進(jìn)飛機(jī)裝配技術(shù)已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的飛機(jī)裝配技術(shù)，即不再使用傳統(tǒng)的復(fù)雜型架來定位和夾緊零部件進(jìn)行裝配工作。而是充分吸收和利用了現(xiàn)代高新科技，如計算機(jī)、軟件、激光跟蹤定位、自動化控制等技術(shù)，發(fā)展成飛機(jī)無型架定位數(shù)字化裝配技術(shù)，它們在飛機(jī)裝配線中主要用來測量和定位各種工藝裝備，或直接用來定位飛機(jī)的被裝配構(gòu)件，是飛機(jī)數(shù)字化裝配系統(tǒng)的重要組成部分。

飛機(jī)制造業(yè)不僅關(guān)系到國防航空航天事業(yè)的發(fā)展，也是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要產(chǎn)業(yè)。同時，由于數(shù)字化測量技術(shù)在飛機(jī)制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，已使其成為一個國家科技與工業(yè)發(fā)展水平高低的重要標(biāo)志。因此，數(shù)字化測量技術(shù)已是推動飛機(jī)制造業(yè)向前發(fā)展的必要趨勢。

數(shù)字化裝配

將各零部件或組件按照設(shè)計技術(shù)要求進(jìn)行組合、連接，形成高一級的裝配件直至整機(jī)的過程，是整個飛機(jī)制造過程中最為關(guān)鍵的一環(huán)。飛機(jī)裝配技術(shù)經(jīng)歷了從人工裝配、半機(jī)械／半自動化裝配到機(jī)械／自動化裝配的發(fā)展歷程，而目前得到各經(jīng)濟(jì)、軍事發(fā)達(dá)國家高度重視的數(shù)字化裝配技術(shù)，正成為現(xiàn)代飛機(jī)制造的科技制高點。

飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)體系涉及了裝配工藝規(guī)劃、數(shù)字化柔性定位、裝配制孔連接、自動控制、先進(jìn)測量與檢測以及系統(tǒng)集成控制等眾多先進(jìn)技術(shù)和裝備，是機(jī)械、電子、控制、計算機(jī)等多學(xué)科交叉融合的高新技術(shù)集成。

隨著計算機(jī)信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以美國波音、洛克希德·馬丁公司和歐洲空客公司為代表的大型飛機(jī)公司均開始并采用飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)。波音777、A380、JSF等新型軍、民機(jī)的生產(chǎn)研制過程，充分體現(xiàn)了國外發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造過程中數(shù)字化裝配技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

國內(nèi)的飛機(jī)裝配，雖然在局部上也采用了較為先進(jìn)的技術(shù)，如采用CAD技術(shù)進(jìn)行了包括建立型架標(biāo)準(zhǔn)件庫和優(yōu)化型架及參數(shù)設(shè)計，對工裝、工具和產(chǎn)品的裝配過程進(jìn)行了三維仿真等，開始采用激光測量＋數(shù)控驅(qū)動的定位方式，部分機(jī)型還采用了自動鉆鉚技術(shù)等，但總體上與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距。

數(shù)字化裝配技術(shù)代表了當(dāng)今飛機(jī)制造的發(fā)展方向，涉及多學(xué)科如新材料、通信、機(jī)械、計算機(jī)、控制、電子等領(lǐng)域的綜合研究與應(yīng)用，其研究必須與工藝技術(shù)、實驗技術(shù)、檢測技術(shù)和現(xiàn)代管理等技術(shù)的研究相結(jié)合，以實現(xiàn)生產(chǎn)模式和方法的轉(zhuǎn)變。

冷噴涂技術(shù)

熱噴涂是國內(nèi)外航空發(fā)動機(jī)公司使用最廣泛的一種涂層制備技術(shù)，主要被用于耐磨、抗氧化、抗腐蝕、可磨耗封嚴(yán)、熱障、防粘接、抗微振磨損、阻燃以及零件尺寸修復(fù)涂層的生產(chǎn)。物理氣相沉積技術(shù)則用于發(fā)動機(jī)熱端渦輪工作葉片和導(dǎo)向葉片部件的優(yōu)質(zhì)高溫防護(hù)涂層制備。在國內(nèi)，空心陰極電弧離子鍍技術(shù)被用于MCrAlY和AlSiY抗氧化涂層的制造，電子束物理氣相沉積技術(shù)用于熱障涂層的生產(chǎn)。

發(fā)動機(jī)制造企業(yè)需搭建校企合作和聚智平臺，結(jié)合涂層生產(chǎn)和外場問題，加強(qiáng)與科研院所溝通，以發(fā)揮其在涂層應(yīng)力研究方面的優(yōu)勢，盡快開展X光衍射、逐層剝離、鉆孔和曲率法等涂層殘余應(yīng)力測試技術(shù)工程應(yīng)用研究，制定涂層殘余應(yīng)力測試行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更好地保證我國在產(chǎn)和新型發(fā)動機(jī)涂層科研生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

在制備涂層的材料熔融、沉積過程中，由于粉末顆粒本身的淬火應(yīng)力、其對已沉積涂層的沖擊應(yīng)力以及涂層與基體材料在熱－機(jī)械性能方面差異造成的失配應(yīng)變和熱梯度效應(yīng)，某些情況下還有后續(xù)加工和服役環(huán)境的作用，都會使涂層內(nèi)不可避免地出現(xiàn)或大或小的殘余應(yīng)力。

近年來發(fā)展起來并日趨成熟的冷噴涂（ColdSpraying）技術(shù)，可以實現(xiàn)低溫狀態(tài)下的涂層沉積，與熱噴涂技術(shù)相比，冷噴涂過程對粉末粒子的結(jié)構(gòu)幾乎無熱影響，金屬材料沉積過程中的氧化可以忽略。冷噴涂是一種金屬噴涂工藝，但是它不同于傳統(tǒng)熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆炸噴涂等傳統(tǒng)熱噴涂），它不需要將噴涂的金屬粒子融化，所以噴涂基體表面產(chǎn)生的溫度不會超過150攝氏度。