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【行业】机翼制造

航佳技术mp
2016-12-01
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制造

▲ 空客“大白鲸”运输机就像一个长着圆脑袋的卡通外星人,它往返于位于马德里、不来梅、布劳顿等城市的空客厂区,运送着A350机翼部件(空客供图)

依靠“大白鲸”空运各部件

同波音787一样,A350的机翼、尾翼和机身都采用了碳纤维复合材料。空客的复材部件在散布于欧洲的多个厂区制造,包括英格兰、苏格兰、德国和西班牙。整体机翼蒙皮面积巨大,必须依靠特殊改装的“大白鲸”空运到布劳顿。

A350机翼生产的物流相当复杂:复材翼梁用卡车从英格兰和苏格兰运至位于威尔士的机翼装配厂,而机翼蒙皮则由“大白鲸”运输机从西班牙和德国运来。“大白鲸”再将基本完工的机翼一次一片地运至德国,完工后再运至法国进行飞机总装。

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装配流程开始时,机械师将构成机翼内部骨架的铝制翼肋和复材翼梁排列到一辆可移动小车上,将未紧固的部件放置到位。在第一个工位,这些松散的装配件被水平放到下部机翼蒙皮上,然后将上部机翼蒙皮合上。活动机械臂在激光辅助下将机翼结构调整至精确位置,包括将机翼最远端进行扭转以达到更好的气动性能,这时自动机器使用临时紧固件将结构固定住。

然后机翼被转移到下一个工位,一台大型Electroimpact机器负责钻孔并安装紧固件,将机翼蒙皮固定。在机器“缝合”机翼的时候,两位操作员坐在机器下方,监视紧固流程并在需要时利用手柄控制机器。搭建基本的机翼结构是流程中最为自动化的环节。在此之后,完成机翼制造需要大量人工劳动,总共约有800名机械师和工程师在布劳顿直接参与A350机翼工作。

当机翼退出Electroimpact紧固机器并转移至下一个工位时,一个金属平台会将其围住。机械师在平台上绕着机翼活动,沿着机翼边缘手工安装最终紧固件。在最后一个工位,机械师在机翼后缘安装托架。每位机械师都配有一个随手可及的工具包,里面整齐放有完成工作所需的每一个托架和螺栓,以及显示每个零件安装位置的图纸。

接着,机翼就离开主厂房,由运输车运至隔壁的机翼装备车间,安装前缘壁板、燃油系统以及供导线束使用的剩余托架。离开车间前,机翼要涂上米色的保护性涂料,燃油系统要检测是否渗漏。“在那里它只是个盒子,”吉尔班克斯说,“到了这里才算是机翼。”

不过即便至此,在准备离开布劳顿时,那还不是完整的机翼。“大白鲸”将机翼运送至不来梅,在那里安装后缘襟翼,以及最后的液压、气动和电气系统。布劳顿承担大部分工作,不来梅负责完工。至此,已经完工的机翼再次上路,由“大白鲸”运送至法国图卢兹用于A350总装。

▲ 长36.5米,直径8.5米的巨型“蓝罐头”是用来生产777X的复合材料机翼部件的大型热压罐(波音供图)

耗资10亿美元的高度自动化厂房

波音777X的复材机翼,算上12英尺长的折叠翼尖,比A350的机翼还要长10英尺。

在埃弗雷特,波音制造777X机翼的计划与空客在布劳顿的设置相比有一个重大的优势:波音777X的机翼部件在同一厂区一栋耗资10亿美元新建的、高度自动化的厂房内制造,无需空客那样成本高昂的部件运输。波音只需将777X的机翼部件运到主厂房,波音777X运营副总裁杰森·克拉克(Jason Clark)说:“整个机翼,从翼梁、桁条的制造一直到总装,都将在这里一个厂区完成。”'

与全新的、专用的空客A350机翼厂区不同,波音必须在20世纪60年代末建造、90年代经过扩建的埃弗雷特厂区中腾出地方来装配777X机翼。尽管这里有世界上体积最大的建筑,但目前不仅要制造777,还要制造747、767和787。在其间调转工装的空间还是有的,但肯定不如在全新空间内活动来得容易。

波音777X将在传统的777金属机身上安装新型复材机翼。制造如此大型的复材机翼是一项重大技术突破。部件必须用环氧树脂浸渍的碳纤维带制成,并在高压的热压罐中固化。

克拉克表示,波音学习了三菱在日本制造787机翼的经验,也承袭了波音自身在伦顿制造737机翼的高效方法。

克拉克提及伦顿的水平制造模式,并暗示777X机翼也将水平装配,以便机械师和机器人都能进行操作。这将是“一条非常高效、非常稳健的生产线,高度自动化辅以部分人工操作”,克拉克说。

通过这种“异花授粉”形式,波音的计划——水平制造、高度自动化、共同的设备供应商——看上去与空客在布劳顿的运作相类似。其中,执行钻孔和紧固的自动化系统可能不会类似于波音正在777机身制造中艰难推行的自动机器人。而是像在空客布劳顿厂区一样,机器人系统的工作端基本可以肯定将依靠龙门吊移动。

“在飞机制造业,涉及结构和机翼装配时你会看到许多标准化的操作。” 克拉克说,“我们绝不会和空客做得一模一样,但肯定会有许多相似之处。”

转自: 菲舍尔航空部件

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