测量辅助飞机装配技术

飞机产品的最终品质在很大程度上取决于装配的质量,装配和安装的劳动量占整个飞机制造总劳动量的50%～60%[1];飞机零件形状复杂、尺寸大、刚度小、易变形,传统的装配工艺需要采用大量复杂的装配夹具/型架来保证装配的准确度,机械化和自动化程度相对比较低,手工劳动比重大,生产率低.随着计算机技术、信息技术和自动化技术的发展,飞机制造也正向数字化、信息化的方向发展,装配作为其中的关键一环,其发展方向也必然是数字化.     

声音

随着计算机、数控机床、数字化测量、先进连接等相关技术的进步,飞机制造进入数字化制造的时代,部件自动化装配、数字化对接、自动制孔、柔性工装、机器人自动装配、自动移动技术等新一代以数字量协调为基础的自动化装配技术渐次引入各大飞机制造企业,并成为企业核心竞争力的标志之一。目前,航空工业迎来一个百年一遇的大的发     

基于轻量化模型的飞机装配过程虚拟仿真方法

飞机结构零件数量巨大、结构复杂、协调部位多,飞机装配在飞机制造过程中不仅劳动量大,而且质量要求高、技术难度大.因此,飞机装配在飞机制造中占有十分重要的地位,飞机装配工作量约占整个飞机制造总工作量的50％ ～60％[1],因此如何提高装配效率、降低装配劳动成本,是缩短整个飞机研制周期的关键[2-3].随着飞机数字化设计制造技术的快速发展,虚拟装配仿真技术已广泛应用于航空制造业,该技术的应用明显加快了装配工艺方案制定和实施的速度,有利于优化装配工艺方案,从而有效保证飞机的装配质量.     

飞机数字化装配技术综述——飞机制造的一次革命性变革

过去,我国主要进行封闭式的军用飞机的研制和生产,难以与国际上大型的飞机制造公司进行先进装配技术的交流.虽然近几年来我国飞机制造厂为波音和空客等公司进行飞机零部件的转包生产,零星地看到和学到了一些数字化装配技术,但是缺乏对先进装配技术的系统化研究,对国外先进装配技术的发展和应用情况也了解不多,仅满足于能把飞机制造出来,基本上还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作坊模式,沿用着根据实物样件以模拟量形式传递零部件的形状和尺寸,采用大量复杂的型架进行定位和夹紧的传统手工装配方法.因此,装配技术已成为我国飞机制造过程中的最薄弱环节,而飞机装配是整个飞机制造过程中的关键,所以它严重阻碍着我国的飞机制造技术发展.为此,我们近10年来对国外先进飞机数字化装配技术进行了广泛的资料收集和系统的分析,并且与工厂结合进行了一定的研究,在此,对先进的飞机数字化装配技术的相关问题作一简要论说.     

新型飞机自动化装配技术

新型飞机自动化装配技术的实施可以缩短生产周期,降低生产成本,各大飞机制造公司在实现自动化装配的生产过程中都取得了飞跃性的进步     

C919大型客机垂尾生产线先进装配技术

大型客机垂尾结构自动化装配技术的实现应从设计和制造两个方面加以综合考虑,建立飞机自动化制造装配系统,应结合现有零件制造精度、飞机结构特点和装配工艺能力,综合考虑国内现有飞机的制造能力、批产数量及制造技术水平,立足国内,有选择性地吸收和引进国外先进制造技术,促进我国飞机制造技术发展。     

自动钻铆技术发展现状与应用分析

随着现代工程技术、自动化技术、数字制造技术和人工智能技术的日益完备和发展,自动钻铆技术实现了实质性的突破,已经初步形成了自动化装配系统.该系统的出现不仅大大提高了飞机制造的经济效益、社会效益和环境生态效益,而且对改进飞机设计方式和提高工艺技术水平也有明显的促进和推动作用     

飞机自动化装配技术及设备应用调查报告

飞机自动化装配技术是现代军民用飞机保证结构长寿命、提高装配质量和效率、实现快速批量生产、满足尽早向用户交付飞机产品需求的关键飞机制造技术,也是先进飞机装配技术的发展趋势。飞机结构装配过程复杂,今后需要开展面向飞机装配的设计技术研究,在设计对接形式时     

飞机数字化装配自动钻铆技术及其发展

简述了国外自动钻铆技术发展历程,介绍了我国自动钻铆技术的发展现状,简要分析了自动钻铆技术工艺过程,指出自动钻铆技术在保证飞机制造寿命、提高装配效率等方面的意义;对自动钻铆关键技术组成,如柔性工艺装备技术等进行了概述分析.针对国内飞机自动化装配尚处于起步阶段的现状和大飞机研制生产的需求,提出了我国自动钻铆技术向数字化、柔性化方向集成发展的建议.     

飞机数字化装配技术发展与应用

<正>飞机装配是根据尺寸协调原则,将各零部件或组件按照设计技术要求进行组合、连接,形成高一级的装配件直至整机的过程,是整个飞机制造过程中最为关键的一环。回顾飞机工业的发展,飞机装配技术经历了从人工装配、半机械/半自动化装配到机械/自动化装配的发展历程,而目前得到各经济、军事发达国家高度重视的数字化装配技术,正成为现代飞机制造的科技制高点。现代飞机,汇集当今各种高新技术于一体,被誉为人类现代工业科技之花,航空工业也因此成为各国经济和国防建设的战略性产业,得到了持续和快速的发展,同时也带动着新材料、通信电子等其他高新技术产业尤其是高新制造产业的蓬勃发展。     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。     

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。     

基于H∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

 以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础，利用微分几何的反馈线性化理论，得到一个解耦线性系统，考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题，提出采用双回路的设计方法，内回路采用线性二次调节器（LQR），外回路采用考虑混合灵敏度问题的H_∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求，同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

航天器返回地球的气动特性综述

航天器返回地球的飞行过程中,气动特性是实现将宇宙飞行速度减到落地前速度、保证再入飞行得到有效控制以及再入防热安全可靠的关键因素。针对简单旋成体气动外形、半弹道式再入控制、烧蚀防热类返回航天器,综述了返回地球过程中变化的空气流域特性、航天器周围的气体绕流环境、空气与航天器作用产生的动力学与热效应等。系统地给出了该类航天器的再入气动特性参数与飞行性能的共性规律,包括:气动阻力与再入减速、气动升力与再入轨迹控制、配平攻角与飞行稳定性、气动加热与防热,以及再入过程中不同气动特性航天器、气象条件变化等对再入飞行性能的影响规律。为航天器开展返回飞行过程的跨流域气动性能工程研制提供设计参考。     

跨流域高超声速绕流Boltzmann模型方程并行算法

通过对Boltzmann方程碰撞积分进行模型化处理,提出了统一描述各流域复杂高超声速流动输运现象的气体分子速度分布函数控制方程,使用离散速度坐标法对分布函数方程所依赖的速度空间离散降维,构造出直接求解分子速度分布函数的气体动理论耦合迭代数值格式,研制了复杂飞行器高超声速绕流气动热力学计算模型。基于对气体动理论数值计算方法内在并行性、变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性的分析研究,使用区域分解并行化方法提出了新型的气体动理论数值算法并行方案;研究了数据的并行分布与并行执行特征,开展了大规模的并行化程序设计,构造了可稳定运行于成千上万CPU的高性能并行算法,用以模拟各流域复杂飞行器的高超声速绕流问题。以稀薄流到连续流环境下不同Knudsen数、不同马赫数的可重复使用类球锥卫星体及翼身组合复杂飞行器等气动力、热绕流问题为研究对象展开大规模并行计算,并进行算法验证,所得计算结果与理论分析、直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)的模拟值及有关实验数据吻合较好,揭示了飞行器跨流域高超声速下的复杂流动机理与变化规律,提供了一条能够可靠模拟高超声速飞行器跨流域气动力及热问题的统一的算法应用研究途径。     

基于马赫数分布可控曲面外/内锥形基准流场的前体/进气道一体化设计

提出了一种高超声速飞行器乘波前体的外锥形基准流场设计方法,在锥面马赫数分布规律给定的条件下,通过有旋特征线法实现反设计,提高了基准流场设计的灵活性。该基准流场通过锥形"下凹"弯曲激波和波后等熵压缩波系压缩气流,可以在较短的长度内完成高效压缩。基于反正切马赫数分布外锥形基准流场设计的乘波前体具有较高的容积率,乘波特性良好且出口均匀,设计点时有黏升阻比为1.89。另外,基于该乘波前体和马赫数分布可控的内收缩进气道给出了一种双乘波的前体与进气道一体化设计方案,实现了内外流分别独立乘波,充分发挥了乘波前体和内收缩进气道的各自优势。     

Potentials of manufacture and repair of nickel base turbine components used in aero engines and power plants by laser metal deposition and laser drilling

IntroductionExpensive turbine parts like HPT(HighPressure Turine)blades or vanes are replaced bynew parts in case of damage.For example theburn through of the inner side of a blade or vane(Figure 1)is a frequently appearing damage,which cannot be repaired…     

Enhancing the efectiveness of film cooling

Advanced gas turbine stages are designed to operate at increasingly higher inlet temperatures to increase thermal efficiency and specific power output.To maintain durability and reasonable life,film cooling is needed in addition to internal cooling,especially for the first stage.Film cooling lowers material temperature by forced convection inside film-cooling holes and by forming a layer of coolant about component surfaces to insulate them from the hot gases.Unfortunately,each cooling jet forms a pair of counter-rotating vortices that entrains hot gas and causes the film-cooling jet to lift off from the surface that it is intended to protect.This paper gives an overview of efforts to enhance the effectiveness of film-cooling.This paper also describes two new design concepts.One design concept seeks to minimize the entrainment of hot gases underneath of film-cooling jets by using flow-aligned blockers.The other design concept shifts the interaction between the approaching hot gas and the cooling jet to occur further above the surface by using an upstream ramp.For both design concepts,computational fluid dynamics results are presented to examine their usefulness in enhancing film-cooling effectiveness.      

Guide for Authors

<正>About Journal Chinese Journal of Aeronautics(CJA)is a comprehensive academic journal dealing with the fields of aeronautics and astronautics.It reports researches concerning the two fields in China and abroad to promote the academic exchange.Founded in 1988 and sponsored by the Chinese Society of Aeronautics and Astronautics and Beihang University,CJA publishes papers bimonthly,with issues released in February,April,June,August,October and December.