探討航空航天制造技術及設備的現狀與發展趨勢分析

劉璐 馬一凡

摘 要：航空航天制造技術的發展水平是衡量一個國家綜合實力的重要標志，隨著科技水平的提高，世界各國在航空航天領域的探索方面取得了很大的進步，航空航天制造技術是推動航空航天業發展的重要力量，本文根據航空航天制造技術發展現狀分析了航空航天制造技術和設備發展的新趨勢。

關鍵詞：航空航天；制造技術；機載設備；發展現狀；新趨勢

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

1 航空航天制造業特點

（1）飛行器構件復雜。飛行器制造技術應滿足激烈的國防競爭要求，加快飛行器型號更新速度，形成小批量、多種類的航空航天制造技術生產特點，飛行器的構件種類較多且制造難度大，承力構件需要輕型的焊接形式，利用先進的焊接技術如真空電子束焊、慣性摩擦焊和真空焊等提高承力構件的制造質量，飛行器的整體薄壁結構復雜，需要使用先進的施工工藝和高精度數控機床進行加工；飛行器內部的動力裝置是其中的關鍵性構件，可以采用激光、電子束河電解等特殊工藝進行加工，保證動力裝置上的小孔的形狀、大小和表面制造質量滿足航空航天行業的質量要求；飛行器的制造工藝和復雜的內部構造加大了飛行器制造的難度，為了適應世界各國航空航天業激烈的競爭，需要保持較高的制造技術和應變能力。

（2）高性能的航空材料。現代航空航天材料要求具有高強度和剛度，并要有耐高溫、耐低溫性能和抗老化、抗腐蝕性能，能夠承受高強度的沖擊力，一般在航空航天制造中使用的材料多為高溫合金、高強度鋼、復合材料和鈦合金工程陶瓷等，這些材料雖然能夠滿足航空航天業的制造要求，但是其加工性能相對較差，實際使用時需要利用特殊的工具和切割設備進行加工，具有一定的加工難度。一般航空航天制造的零件需要在表面噴涂特殊材料提高零件的耐磨和抗腐蝕性能，很多制造環節需要利用新材料和新的制造工藝，比如激光加工、電加工和高壓水切割加工等特種加工技術。

2 航空航天制造技術及設備

（1）飛行器制造技術及設備。飛行器制造中涉及的關鍵性技術包括裝配連接技術、大型整體構件制造技術、鈑金件制造技術和機翼整體噴丸成形技術等，其中機翼整體壁板噴丸成形技術需要用到CNN數控噴丸成形機，裝配連接技術需要用到自動鉆鉚技術、膠接技術和密封鉚接技術等，制造設備包括計算機控制巨型真空熱壓罐、計算機集成控制柔性自動裝配系統等；大型整體構件制造技術在制造大型的鍛坯時要用到大型的鍛壓機和拉伸機，擴散鏈接技術適用于鈦合金整體構件的成形制造中，需要使用特殊的鈦合金整體構件成形和擴散連接設備，使用多坐標、多主軸的數控銑床加工；復合材料制造技術是將環氧樹脂或金屬作為基體，將碳纖維作為加強材料合成復合型材料，這種復合材料具有很高的強度，且質量較輕，不需要進行表面防護既有較好的抗腐蝕和耐磨性能，但利用復合材料制造使需要使用成形技術，新型固化模具、固化設備和固化監控技術等參與復合材料構建制造。

（2）發動機制造關鍵技術。發動機制造中需要使用特種加工技術和先進的焊接技術，其中特種加工要使用激光加工技術、離子束加工、電解加工和磨粒流加工技術等，焊接要使用電子束焊接技術、擴散鏈接技術和慣性摩擦焊接技術，使用的設備有大型真空電子束焊接機。

（3）機載設備制造技術。航空航天制造中的機載設備種類較多，具有高精密度、結構復雜且批量小等特點，機載設備制造關鍵技術有微電子工藝、超精密加工工藝、微型制造技術和自動化制造加工技術，其中超精密加工技術的尖端科技中的關鍵性技術之一，機載設備使用的超精密加工技術主要有超精密切割、超精密復合加工和光刻技術等，自動化制造加工需要使用的技術和設備有計算機輔助設計和柔性制造技術。

3 航空航天制造技術發展方向

（1）超精密加工技術。超精密加工制造技術在提高產品性能和制造質量、裝配效率等方面具有很大的幫助作用，隨著航空航天發展水平的提高，對加工精度和產品制造質量要求越來越高，出現了很多超精密交工技術和機床，現在的超精密加工技術已經發展到了納米加工階段，并向更加精密的方向發展，此外超精密加工技術在滿足產品制造精度要求的同時，逐漸向高效率、自動化、加工測量一體化等角度發展。

（2）高速加工技術。面對航空航天制造在全球范圍內激烈的競爭壓力，生產制造航空航天部件的同時不僅要滿足高質量要求，還應重視產品的生產效率和成本控制，高速加工技術在現代航空航天制造中，不僅能夠保證產品制造的精度要求，還能有效提高產品的生產效率，高速加工技術的柔性加工已逐漸取代了傳統的專用生產線，能夠更加高速高質量的實現航空航天器整體構件的加工任務，具有很強的告訴切割和曲面控制優勢。

（3）數字化制造技術。航空航天制造業的是一項技術密集型產業，航空航天制造已經實現了柔性自動化裝配和數字化制造技術，通過激光測距定位技術和數字化柔性加工單元、數字化檢測等多項自動化裝配技術提高產品制造效率和精確度，計算機技術和機床控制技術的發展使航空航天制造已經邁向了智能化和集成化，通過數字化制造車間、數字化建模仿真技術等實現了數字化綜合制造新技術。

4 結束語

航空航天制造技術可以劃分了整體構造和關鍵技術開發兩大類，其中整體開發主要涉及整體集成技術，自從我國發展航空航天技術以來已經取得了飛躍性的進步，在載人航天、探月工程和運載火箭等方面取得了巨大的成就，激烈的航空航天國際競爭壓力迫使我們要不斷進行技術開發提高各項制造環節的生產加工技術，未來各國在航空領域的發展需求將不斷擴大，如何進一步提高我國的航空航天制造技術，將是我們必須面對的問題。

參考文獻：

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