基于標準化的民用飛機零部件設計要點

李 研

（吉林化工學院,吉林 吉林 132022）

0 引言

由于民用飛機的結構構成相對比較復雜，每一個零部件需要經歷方案設計、技術協調、結構優化、生產制造、試驗試飛、結構修整以及正式投入使用等多個方面的工作流程，整體的信息量相對較大，同時涉及的工作環節相對較多，很容易產生各種人為性因素的影響，存在大量的零部件種類相對較多的問題，不但設計工作周期的有所延長，且由于受到民用飛機的相關管理工作要求約束，整個產品的管理工作成本也相對較高，需要基于標準化的民用飛機零部件設計工作展開全面分析和研究。

1 民用飛機標準化技術體系分析

1.1 波音標準體系分析

波音飛機在我國的發展時間相對比較悠久，并且在我國航空航天領域的知名度相比較高，取得的業績也令人矚目。根據相關工作人員的統計分析可以看出，波音公司在發展過程中所生產出的產品總量以及所制定出的產品標準超過數萬項，所設定的標準包含內部和外部標準，集中體現在飛機的零部件產品研發飛機操控模式，零部件生產質量控制業務運營發展以及信息化管理等多方面工作內容。在外部工作標準體系中，主要包含國際化控制標準和國家控制標準，而對于內部控制標準來講則作為波音公司單位所制定出的行業標準化工作范疇。通常情況下，主要涵蓋內部各種零部件設計、零部件產品質量控制工作標準以及零部件生產規范工作要求等，以有效保證飛機各環節零部件的質量符合飛機的正常使用工作標準[1]。

1.2 空客標準體系

空客公司作為一家跨國航空企業，單位所涉及的工作領域比較寬泛，同時其中的各項分支業務以及分支代表比較復雜。如何全面實現對空客體系的科學化管理，是實現飛機零部件標準化設計工作的重要基礎，也是一項重點問題。根據相關數據統計分析可以看出，空客公司標準數量也超過了數萬項以上，在零部件產品的標準方面，主要是以基礎生產控制標準以及零部件工藝化生產控制標準作為主要的工作內容。同時，空客公司也建立起更加專業化的標準化管理工作部門，對各個不同環節工作進行有效協調和保障。通過該項技術的合理應用，可以進一步保證飛機零部件產品的設計和生產工作更加科學規范。與此同時，可以對零部件生產過程中存在的各種問題進行進一步優化與調整，對零部件產品的創新型生產工作進行合理控制。為了全面提高飛機零部件產品的設計工作質量以及精確度，空客公司經過大量的實踐后，研發出了標準化控制工具，可以進一步保證標準驅動設計的完善，推動整個飛機零部件產品生產質量的提升。

2 民用飛機標準工作體系

與發達國家相比，我國在民用飛機的研發起步時間相對較短。隨著各種不同形式的支線客機逐漸交付使用，我國飛機零部件的標準化管控工作體系得到了全面優化。在我國早期民用飛機使用中，針對飛機轉包問題主要是以波音公司為基礎，該公司曾經與麥道共同研發過民用飛機，因此現階段在我國國內，針對民用飛機的標準體系構建和波音標準體系基本保持相同。

2.1 民用飛機零部件標準化分析

民營飛機在零部件標準化控制工作中，可以實現對各種不同環節的零部件產品進行更加精確和高質量的設計，通常情況下分為以下幾個方面。

2.1.1 結構分類

在民用飛機結構中存在大量相似的零部件，比如飛機的隔框、連接片以及飛機機翼的接頭設施等。其中還包含各種不同類型的電氣設備，如飛機的電纜設備、支架安裝以及飛機在運行過程中的安全防護系統等。民用飛機對整個零部件的結構分類要求相對較高，但由于飛機零部件的設計工作流程存在一定的差異性，需要基于標準化的零部件設計工作思路，有效保證飛機各環節零部件的使用質量和效果。

2.1.2 零部件的參數化定義

隨著我國科技技術的不斷發展，各種先進的數字化技術應用程度越來越高，相關飛機制造單位通過對先進的三維數字化和制造裝備技術的合理應用，可以有效實現全過程質量控制與傳遞，并且針對飛機各環節零部件的設計精度進行進一步控制，有效保證飛機零部件的使用質量和效果，防止對飛機的正常運行產生安全隱患。

2.2 構建基礎模塊

對于飛機系統結構的整體構成情況展開模塊化分析和研究，可以進一步提高飛機飛行模塊的工作穩定性，同時模塊嵌套層級不能過大，還要有效保證數據庫管理系統在工作過程中可以發揮出應有的工作和效果。例如，飛機機翼的橫梁和飛機的連接固件部分可以將其劃分成各個不同環節的基礎工作模塊，也可以在飛機的同一個艙門或者是同一套結構構成單元內部，將不同環節之間進行有效銜接形成同一個完整的工作模塊[2]。

2.3 緊固件可視化

在飛機零部件的裝配工作當中，經常會涉及大量的加固構件，加固構件在使用過程中存在的裝配流程問題比較明顯。因此，通過加固件的可視化設計可以最大限度地避免此類問題。

3 零部件標準化設計工作策略

3.1 標準化設計工作流程

通過CATIA軟件實現零部件產品的二次開發和研究工作，有效建立起標準化的零部件信息控制系統，其中主要包含零部件的幾何構成情況以及相關工作信息情況的實時性分析，并且可以充分實現對各項數據信息的快速錄入，保證零部件在生產工作中，全生命周期范圍內信息的有效傳遞和使用。與此同時，通過對CATIA三維結構模型的合理應用，可以進一步提高整個飛機零部件結構模型的設計效果，同時在數據上傳平臺工作過程中可以自動檢測信息數據結構的完整性，并且提請相關基礎工作人員進行進一步完善。

3.2 搭建緊固件數據庫

在民用飛機的結構設計工作中，通常情況下會使用到大量的緊固件，如果逐一對其進行設計將會耗費大量的精力和時間。通過系統自動生成緊固件、三維結構模型同時將其直接安裝到位，這些方法可以充分保證整個設計工作模型的完整性，更加有利于緊固件信息的自動化統計，同時還可以最大限度提高設計工作效率。現階段，緊固件數據庫已經形成相對獨立的著作權軟件，并且正式通過型號產品的使用和驗證工作[3]。

3.3 建立基礎結構件和標準化數據庫

通過對我國國內外各種不同類型的民用飛機支架結構構成情況展開分析和研究，對其中的一些細節部分，比如角片、卡箍以及各種接頭加固零部件等進行進一步整理和分析，對各種零部件的規格以及使用標準情況進行確定，最大限度上控制零部件在使用過程中存在的誤差問題。在三維模型結構設計工作基礎之上，可以對零部件的信息數據庫內容進行進一步確認，以最大限度上減少一些復雜性的操作內容。在實際工作中，需要根據標準件零件的型號以及構造信息情況，且在同一模擬分析環境下反復進行驗證，全面提高民用飛機零部件的集約化和精準化生產，進一步降低廢品概率，提高產品的生產效益。

3.4 確立設計工作標準

需要有效確立民用飛機零部件的設計工作標準，基于CATIA軟件可以實現對整個飛機機翼的控制界面展開形狀分析和模擬研究，可以將民用飛機的機翼部分設置出對應的三維結構模型，并通過更加直觀的研究方法，保證各環節的功能可以充分發揮。設計工作需要考慮的因素比較復雜，工作量相對較大，同時機翼的控制面尺寸檢查工作流程相對比較復雜。通過對CATIA軟件的各項功能進行深入研究和使用，可有效研發出一種操作效率更高、工作流程更簡單的標準化飛機零部件設計工作方法[4]。

4 結語

綜上，現代民用飛機的發展離不開標準化技術體系。隨著民用飛機的集成化程度不斷提升，主制造商、供應商協同發展模式越來越成熟，對飛機行業的標準化要求也越來越高。我國也在不斷加強民用飛機零部件的標準化研究工作，并初步設立起國內民用飛機的標準管理工作體系。