數(shù)字化測量技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)與飛機數(shù)字化制造業(yè)的飛速發(fā)展，與其相適應(yīng)的飛機數(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、機器視覺測量系統(tǒng)、iGPS、激光雷達掃描測量系統(tǒng)等已應(yīng)用在國內(nèi)外飛機制造工業(yè)的許多領(lǐng)域。

對于一些尺寸大、精度要求高的飛機或特殊機型飛行器，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，還可獲得更準確的測量結(jié)果，而且能夠滿足多功能的要求，成為飛機數(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)的可擴展性及應(yīng)用范圍，在提高飛機制造、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)代先進飛機裝配技術(shù)已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的飛機裝配技術(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、軟件、激光跟蹤定位、自動化控制等技術(shù)，發(fā)展成飛機無型架定位數(shù)字化裝配技術(shù)，它們在飛機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的被裝配構(gòu)件，是飛機數(shù)字化裝配系統(tǒng)的重要組成部分。

飛機制造業(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志。因此，數(shù)字化測量技術(shù)已是推動飛機制造業(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)要求進行組合、連接，形成高一級的裝配件直至整機的過程，是整個飛機制造過程中最為關(guān)鍵的一環(huán)。飛機裝配技術(shù)經(jīng)歷了從人工裝配、半機械／半自動化裝配到機械／自動化裝配的發(fā)展歷程，而目前得到各經(jīng)濟、軍事發(fā)達國家高度重視的數(shù)字化裝配技術(shù)，正成為現(xiàn)代飛機制造的科技制高點。

飛機數(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、先進測量與檢測以及系統(tǒng)集成控制等眾多先進技術(shù)和裝備，是機械、電子、控制、計算機等多學(xué)科交叉融合的高新技術(shù)集成。

隨著計算機信息和網(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公司均開始并采用飛機數(shù)字化裝配技術(shù)。波音777、A380、JSF等新型軍、民機的生產(chǎn)研制過程，充分體現(xiàn)了國外發(fā)達國家飛機制造過程中數(shù)字化裝配技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

國內(nèi)的飛機裝配，雖然在局部上也采用了較為先進的技術(shù)，如采用CAD技術(shù)進行了包括建立型架標準件庫和優(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，部分機型還采用了自動鉆鉚技術(shù)等，但總體上與發(fā)達國家相比還存在較大差距。

數(shù)字化裝配技術(shù)代表了當今飛機制造的發(fā)展方向，涉及多學(xué)科如新材料、通信、機械、計算機、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、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)標準，更好地保證我國在產(chǎn)和新型發(fā)動機涂層科研生產(chǎn)的順利進行。

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。