航空航天领域的发展趋势和制造技术需求分析
[导读] 摘要:当前,随着社会经济的发展,我国航空制造业以发展支线飞机为重点,重视发展通用飞机、民用直升机和转包生产,将初步实现民用飞机产业化。 中国东方航空股份有限公司 上海 201100 摘要:当前,随着社会经济的发展,我国航空制造业以发展支线飞机为重点,重视发展通用飞机、民用直升机和转包生产,将初步实现民用飞机产业化。航天制造业以发展载人航天与探月工程、新一代运载火箭、大容量通信卫星、高分辨率对地观测系统为重点。航空航天产品的性能将大幅提升,产品升级和更新换代速度显著加快,零部件朝着高性能、轻量化、整体化、大型化、精密化方向发展。随着航空航天产品制造技术的发展和进步,对制造装备也提出了新需求。 关键词:航空航天领域;发展趋势;制造技术;需求 1航空航天设备制造与控制技术的地位及作用 1.1航空航天技术高度是国家综合国力的象征 一方面,航空航天技术的发展是衡量一个国家科技实力和经济实力的标准,反过来讲,我国综合国力的显著提高也迫切要求着发展与我国实力相称的航空航天技术,这是历史发展的必然趋势,更是科技时代下的必然选择。同时,随着航空航天领域技术的交叉与融合,美俄等发达国家已经建立起了完善的航空技术体系,在一定程度上掌握和垄断着航空航天的关键技术,我们必须要想打破技术壁垒,就要加快以创新为驱动的航空航天技术的发展。 1.2为国民基础行业服务提供技术支撑 航空航天技术在国民经济中的作用是无言而喻的,我国 发射的“高分”专项工程,在浩瀚无垠的外太空组建了我国的“高分家族”,又被形象地称为“天眼工程”,使得工作人员足不出户便可完成水资源管理、旅游资源开发、农作物种植情况调查、矿产资源普查等研究。“高分”系列卫星的发射与其成功应用标志着我国卫星数据自给率的重要突破,到目前为止,这一数字已经达到了80%。 2航空航天技术的发展历程 2.1航空航天类型的发展 对于航空而言,首先需要考虑的便是运载飞机,世界航空需求持续增长,特别是在亚洲,未来20年的乘客需求增长约为百分之五左右,预计到2025年将达到目前的两倍。对于载客飞机而言,需要考虑的有安全性、舒适性和经济性。飞机在最开始投入使用时,大部分用于军方,随着技术的发展,开始逐渐投入到民用当中,但是价格十分昂贵,极少数人能够有机会乘坐,近些年来随着经济的发展以及技术的成熟,飞机已经成为人们出行可以选择的交通工具之一,而并非奢侈品。这便极大促进了经济的发展,并且载人飞机的容客量也在逐步攀升,如今最大的载客飞机可以承载千人。并且我国的载人飞机技术也于2017年实现质的突破,C919大飞机试飞成功,打破了波音公司的技术壁垒。 随着技术的发展,飞机的类别也在不断增多,按功能来分可以分为运输机、客机、战斗机和轰炸机等,按外形来分又可分为直升机和翼型机。 以上所述为航空技术的发展,对于航天技术,则以卫星和火箭为主,卫星技术是航空领域中不可缺少的重要部分,如今不仅仅是军事,人们的日常生活已经离不开卫星技术的支持,人们收看电视需要卫星,汽车导航需要卫星,甚至现在的手机定位都离不开卫星技术的支持。如今我国的卫星技术已经较为成熟,卫星信号已经可以覆盖全球。 除却卫星技术,运载火箭则是航天技术的基础,是卫星升空的基石。并且运载火箭技术也在不断发展成熟,由运输物品、运载宇航员到如今的太空站,我国对于天空宇宙在一步步的探索,并且是永无止境的探索。 2.2航空航天技术的发展 航空领域的技术问题分为“整机开发”与“关键技术开发”两类。“整机开发”是指飞机的发动机和整体集成技术,而飞机制造的关键技术主要包括以下3点:(1)减轻环境负荷的技术,包括清洁燃烧技术,降低发动机噪声的技术以及超音速飞行时的降噪技术等。期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)降低成本的技术,包括复合材料成型技术,结构简化技术,提高起飞举升力、降低摩擦阻尼的新技术等。(3)提高安全性的技术,包括飞机故障诊断技术,座舱显示技术等。 航天领域的长远目标重点放在空间探索和空间利用2个方面。技术热点包括:(1)满足社会需求的卫星搭载技术,包括高光谱传感器技术,雷达探测技术,移动通信技术,智能信息技术,动力传输技术等。(2)提高国际竞争力的共性技术,包括低成本、大功率的高效传送技术,高容量的数据记录技术等,这些都属于火箭技术中运载系统领域的重要技术。(3)低成本的技术集成,轻质结构技术,新推进剂发动机技术,先进的技术导航系统以及高可靠性的系统技术。 3航空航天的制造技术 3.1数字化控制技术 数字化控制技术即我们常说的数控技术,在电脑中设置已编好的程序来控制机器设备进行零件加工,广泛运用于航空航天业的设备制造过程中。数控技术的掌握程度影响一个国家现代化工业的健康发展,因此西方发达国家对数控技术都十分重视,采取了一系列的措施来发展数控产业。同样地,我国也十分重视数控技术的发展,以数控产业的发展推动航空航天制造业的持续进步。 3.2超高速加工 超高速加工技术是一种利用超硬材料来进行切割的技术,可以大大提高切削速度和生产效率,满足了客户日益提高的标准与需求。这一技术对航空航天制造业的发展有重要作用,提高了航空航天制造产品的质量和效率,同时又降低了生产成本,因此在未来会更加广泛地应用在航空业当中。 3.3复合加工 复合加工技术是指将零部件统一集中在一台机床便能完成所有的加工工序的技术,大大减少了所需的制造工具和制作机床的数量,非常节约制作时间。最近出现的各种激光、超声波制作方法混合的复合机床,提高了复合加工的使用范围,影响数控技术在未来的发展走向。 3.4超精密加工 超精密加工利用精密机床和精密切割工具来对零件和材料进行加工,大大提高了加工的精密程度,以达到航空航天制造业对零件精密度的严苛要求。超精密加工技术的发展时间较早,随着航空核能等领域的快速发展而不断深入,加工的精密程度已经达到了全新的数量级,发展前景十分乐观。因此,我国也十分重视超精密领域的进步和成果,经过不断的努力,我国在超精密领域的研究体系逐渐完备,在机床、切割工具、加工技术等方面都取得了很大的进步,在航空航天方面的应用也更加广泛和深入。 3.5先进制造模式 先进制造模式是一种有效生产组织形式,包括柔性生产模式、精益生产模式、高效快速重组生产模式、绿色制造模式等多种生产方式,通过选择正确和有效的生产组织形式,可以全面地提高产品质量和增强市场竞争力,避免传统生产制造模式大批生产的弊端和短处,满足航空航天业中客户个性化的定制需求,应对变化多端的市场环境。 结 语 在科技高速发展的今天,各行各业都在蓬勃发展,对于航空航天而言,是体现一个国家综合实力和科技力量的重要一环。本文通过对航空航天技术的发展历程进行介绍,了解了航空航天技术的基本概念和基本类型,了解我国航空航天技术的发展现状以及未来的发展趋势。再者对航空航天技术需要的制造技术进行相关阐述,对相关的技术支持进行有关了解,可以清楚认识到,航空航天技术的发展需要多方面、多因素的综合考虑与实践才能成功。 参考文献: [1]张璇,沈真.航空航天领域先进复合材料制造技术进展[J].纺织导报,2018(S1):72-79. [2]田宗军,顾冬冬,沈理达,谢德巧,王东生.激光增材制造技术在航空航天领域的应用与发展[J].航空制造技术,2015(11):38-42. [3]张楠楠,董正强,安孟长.世界航空航天制造技术特点与发展趋势研究[J].军民两用技术与产品,2013(12):12-15.