基于标准化的民用飞机零部件设计要点

2021-11-22李研

无线互联科技 2021年17期

李研

（吉林化工学院,吉林吉林 132022）

0 引言

由于民用飞机的结构构成相对比较复杂，每一个零部件需要经历方案设计、技术协调、结构优化、生产制造、试验试飞、结构修整以及正式投入使用等多个方面的工作流程，整体的信息量相对较大，同时涉及的工作环节相对较多，很容易产生各种人为性因素的影响，存在大量的零部件种类相对较多的问题，不但设计工作周期的有所延长，且由于受到民用飞机的相关管理工作要求约束，整个产品的管理工作成本也相对较高，需要基于标准化的民用飞机零部件设计工作展开全面分析和研究。

1 民用飞机标准化技术体系分析

1.1 波音标准体系分析

波音飞机在我国的发展时间相对比较悠久，并且在我国航空航天领域的知名度相比较高，取得的业绩也令人瞩目。根据相关工作人员的统计分析可以看出，波音公司在发展过程中所生产出的产品总量以及所制定出的产品标准超过数万项，所设定的标准包含内部和外部标准，集中体现在飞机的零部件产品研发飞机操控模式，零部件生产质量控制业务运营发展以及信息化管理等多方面工作内容。在外部工作标准体系中，主要包含国际化控制标准和国家控制标准，而对于内部控制标准来讲则作为波音公司单位所制定出的行业标准化工作范畴。通常情况下，主要涵盖内部各种零部件设计、零部件产品质量控制工作标准以及零部件生产规范工作要求等，以有效保证飞机各环节零部件的质量符合飞机的正常使用工作标准[1]。

1.2 空客标准体系

空客公司作为一家跨国航空企业，单位所涉及的工作领域比较宽泛，同时其中的各项分支业务以及分支代表比较复杂。如何全面实现对空客体系的科学化管理，是实现飞机零部件标准化设计工作的重要基础，也是一项重点问题。根据相关数据统计分析可以看出，空客公司标准数量也超过了数万项以上，在零部件产品的标准方面，主要是以基础生产控制标准以及零部件工艺化生产控制标准作为主要的工作内容。同时，空客公司也建立起更加专业化的标准化管理工作部门，对各个不同环节工作进行有效协调和保障。通过该项技术的合理应用，可以进一步保证飞机零部件产品的设计和生产工作更加科学规范。与此同时，可以对零部件生产过程中存在的各种问题进行进一步优化与调整，对零部件产品的创新型生产工作进行合理控制。为了全面提高飞机零部件产品的设计工作质量以及精确度，空客公司经过大量的实践后，研发出了标准化控制工具，可以进一步保证标准驱动设计的完善，推动整个飞机零部件产品生产质量的提升。

2 民用飞机标准工作体系

与发达国家相比，我国在民用飞机的研发起步时间相对较短。随着各种不同形式的支线客机逐渐交付使用，我国飞机零部件的标准化管控工作体系得到了全面优化。在我国早期民用飞机使用中，针对飞机转包问题主要是以波音公司为基础，该公司曾经与麦道共同研发过民用飞机，因此现阶段在我国国内，针对民用飞机的标准体系构建和波音标准体系基本保持相同。

2.1 民用飞机零部件标准化分析

民营飞机在零部件标准化控制工作中，可以实现对各种不同环节的零部件产品进行更加精确和高质量的设计，通常情况下分为以下几个方面。

2.1.1 结构分类

在民用飞机结构中存在大量相似的零部件，比如飞机的隔框、连接片以及飞机机翼的接头设施等。其中还包含各种不同类型的电气设备，如飞机的电缆设备、支架安装以及飞机在运行过程中的安全防护系统等。民用飞机对整个零部件的结构分类要求相对较高，但由于飞机零部件的设计工作流程存在一定的差异性，需要基于标准化的零部件设计工作思路，有效保证飞机各环节零部件的使用质量和效果。

2.1.2 零部件的参数化定义

随着我国科技技术的不断发展，各种先进的数字化技术应用程度越来越高，相关飞机制造单位通过对先进的三维数字化和制造装备技术的合理应用，可以有效实现全过程质量控制与传递，并且针对飞机各环节零部件的设计精度进行进一步控制，有效保证飞机零部件的使用质量和效果，防止对飞机的正常运行产生安全隐患。

2.2 构建基础模块

对于飞机系统结构的整体构成情况展开模块化分析和研究，可以进一步提高飞机飞行模块的工作稳定性，同时模块嵌套层级不能过大，还要有效保证数据库管理系统在工作过程中可以发挥出应有的工作和效果。例如，飞机机翼的横梁和飞机的连接固件部分可以将其划分成各个不同环节的基础工作模块，也可以在飞机的同一个舱门或者是同一套结构构成单元内部，将不同环节之间进行有效衔接形成同一个完整的工作模块[2]。

2.3 紧固件可视化

在飞机零部件的装配工作当中，经常会涉及大量的加固构件，加固构件在使用过程中存在的装配流程问题比较明显。因此，通过加固件的可视化设计可以最大限度地避免此类问题。

3 零部件标准化设计工作策略

3.1 标准化设计工作流程

通过CATIA软件实现零部件产品的二次开发和研究工作，有效建立起标准化的零部件信息控制系统，其中主要包含零部件的几何构成情况以及相关工作信息情况的实时性分析，并且可以充分实现对各项数据信息的快速录入，保证零部件在生产工作中，全生命周期范围内信息的有效传递和使用。与此同时，通过对CATIA三维结构模型的合理应用，可以进一步提高整个飞机零部件结构模型的设计效果，同时在数据上传平台工作过程中可以自动检测信息数据结构的完整性，并且提请相关基础工作人员进行进一步完善。

3.2 搭建紧固件数据库

在民用飞机的结构设计工作中，通常情况下会使用到大量的紧固件，如果逐一对其进行设计将会耗费大量的精力和时间。通过系统自动生成紧固件、三维结构模型同时将其直接安装到位，这些方法可以充分保证整个设计工作模型的完整性，更加有利于紧固件信息的自动化统计，同时还可以最大限度提高设计工作效率。现阶段，紧固件数据库已经形成相对独立的著作权软件，并且正式通过型号产品的使用和验证工作[3]。

3.3 建立基础结构件和标准化数据库

通过对我国国内外各种不同类型的民用飞机支架结构构成情况展开分析和研究，对其中的一些细节部分，比如角片、卡箍以及各种接头加固零部件等进行进一步整理和分析，对各种零部件的规格以及使用标准情况进行确定，最大限度上控制零部件在使用过程中存在的误差问题。在三维模型结构设计工作基础之上，可以对零部件的信息数据库内容进行进一步确认，以最大限度上减少一些复杂性的操作内容。在实际工作中，需要根据标准件零件的型号以及构造信息情况，且在同一模拟分析环境下反复进行验证，全面提高民用飞机零部件的集约化和精准化生产，进一步降低废品概率，提高产品的生产效益。

3.4 确立设计工作标准

需要有效确立民用飞机零部件的设计工作标准，基于CATIA软件可以实现对整个飞机机翼的控制界面展开形状分析和模拟研究，可以将民用飞机的机翼部分设置出对应的三维结构模型，并通过更加直观的研究方法，保证各环节的功能可以充分发挥。设计工作需要考虑的因素比较复杂，工作量相对较大，同时机翼的控制面尺寸检查工作流程相对比较复杂。通过对CATIA软件的各项功能进行深入研究和使用，可有效研发出一种操作效率更高、工作流程更简单的标准化飞机零部件设计工作方法[4]。