探讨航空航天制造技术及设备的现状与发展趋势分析

刘璐 马一凡

摘 要：航空航天制造技术的发展水平是衡量一个国家综合实力的重要标志，随着科技水平的提高，世界各国在航空航天领域的探索方面取得了很大的进步，航空航天制造技术是推动航空航天业发展的重要力量，本文根据航空航天制造技术发展现状分析了航空航天制造技术和设备发展的新趋势。

关键词：航空航天；制造技术；机载设备；发展现状；新趋势

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.236

1 航空航天制造业特点

（1）飞行器构件复杂。飞行器制造技术应满足激烈的国防竞争要求，加快飞行器型号更新速度，形成小批量、多种类的航空航天制造技术生产特点，飞行器的构件种类较多且制造难度大，承力构件需要轻型的焊接形式，利用先进的焊接技术如真空电子束焊、惯性摩擦焊和真空焊等提高承力构件的制造质量，飞行器的整体薄壁结构复杂，需要使用先进的施工工艺和高精度数控机床进行加工；飞行器内部的动力装置是其中的关键性构件，可以采用激光、电子束河电解等特殊工艺进行加工，保证动力装置上的小孔的形状、大小和表面制造质量满足航空航天行业的质量要求；飞行器的制造工艺和复杂的内部构造加大了飞行器制造的难度，为了适应世界各国航空航天业激烈的竞争，需要保持较高的制造技术和应变能力。

（2）高性能的航空材料。现代航空航天材料要求具有高强度和刚度，并要有耐高温、耐低温性能和抗老化、抗腐蚀性能，能够承受高强度的冲击力，一般在航空航天制造中使用的材料多为高温合金、高强度钢、复合材料和钛合金工程陶瓷等，这些材料虽然能够满足航空航天业的制造要求，但是其加工性能相对较差，实际使用时需要利用特殊的工具和切割设备进行加工，具有一定的加工难度。一般航空航天制造的零件需要在表面喷涂特殊材料提高零件的耐磨和抗腐蚀性能，很多制造环节需要利用新材料和新的制造工艺，比如激光加工、电加工和高压水切割加工等特种加工技术。

2 航空航天制造技术及设备

（1）飞行器制造技术及设备。飞行器制造中涉及的关键性技术包括装配连接技术、大型整体构件制造技术、钣金件制造技术和机翼整体喷丸成形技术等，其中机翼整体壁板喷丸成形技术需要用到CNN数控喷丸成形机，装配连接技术需要用到自动钻铆技术、胶接技术和密封铆接技术等，制造设备包括计算机控制巨型真空热压罐、计算机集成控制柔性自动装配系统等；大型整体构件制造技术在制造大型的锻坯时要用到大型的锻压机和拉伸机，扩散链接技术适用于钛合金整体构件的成形制造中，需要使用特殊的钛合金整体构件成形和扩散连接设备，使用多坐标、多主轴的数控铣床加工；复合材料制造技术是将环氧树脂或金属作为基体，将碳纤维作为加强材料合成复合型材料，这种复合材料具有很高的强度，且质量较轻，不需要进行表面防护既有较好的抗腐蚀和耐磨性能，但利用复合材料制造使需要使用成形技术，新型固化模具、固化设备和固化监控技术等参与复合材料构建制造。

（2）发动机制造关键技术。发动机制造中需要使用特种加工技术和先进的焊接技术，其中特种加工要使用激光加工技术、离子束加工、电解加工和磨粒流加工技术等，焊接要使用电子束焊接技术、扩散链接技术和惯性摩擦焊接技术，使用的设备有大型真空电子束焊接机。

（3）机载设备制造技术。航空航天制造中的机载设备种类较多，具有高精密度、结构复杂且批量小等特点，机载设备制造关键技术有微电子工艺、超精密加工工艺、微型制造技术和自动化制造加工技术，其中超精密加工技术的尖端科技中的关键性技术之一，机载设备使用的超精密加工技术主要有超精密切割、超精密复合加工和光刻技术等，自动化制造加工需要使用的技术和设备有计算机辅助设计和柔性制造技术。

3 航空航天制造技术发展方向

（1）超精密加工技术。超精密加工制造技术在提高产品性能和制造质量、装配效率等方面具有很大的帮助作用，随着航空航天发展水平的提高，对加工精度和产品制造质量要求越来越高，出现了很多超精密交工技术和机床，现在的超精密加工技术已经发展到了纳米加工阶段，并向更加精密的方向发展，此外超精密加工技术在满足产品制造精度要求的同时，逐渐向高效率、自动化、加工测量一体化等角度发展。

（2）高速加工技术。面对航空航天制造在全球范围内激烈的竞争压力，生产制造航空航天部件的同时不仅要满足高质量要求，还应重视产品的生产效率和成本控制，高速加工技术在现代航空航天制造中，不仅能够保证产品制造的精度要求，还能有效提高产品的生产效率，高速加工技术的柔性加工已逐渐取代了传统的专用生产线，能够更加高速高质量的实现航空航天器整体构件的加工任务，具有很强的告诉切割和曲面控制优势。

（3）数字化制造技术。航空航天制造业的是一项技术密集型产业，航空航天制造已经实现了柔性自动化装配和数字化制造技术，通过激光测距定位技术和数字化柔性加工单元、数字化检测等多项自动化装配技术提高产品制造效率和精确度，计算机技术和机床控制技术的发展使航空航天制造已经迈向了智能化和集成化，通过数字化制造车间、数字化建模仿真技术等实现了数字化综合制造新技术。

4 结束语

航空航天制造技术可以划分了整体构造和关键技术开发两大类，其中整体开发主要涉及整体集成技术，自从我国发展航空航天技术以来已经取得了飞跃性的进步，在载人航天、探月工程和运载火箭等方面取得了巨大的成就，激烈的航空航天国际竞争压力迫使我们要不断进行技术开发提高各项制造环节的生产加工技术，未来各国在航空领域的发展需求将不断扩大，如何进一步提高我国的航空航天制造技术，将是我们必须面对的问题。

参考文献：

[1]武永利，袁溟，武美萍.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J]. 机械制造与自动化，2003（01） .

[2]《航天制造技术》2013年总目录[J]. 航天制造技术，2013（06） .

[3]《航天制造技术》2012年总目录[J]. 航天制造技术，2012（06）.