據(jù)英國(guó)《飛行國(guó)際》2019年6月7日刊文，空客公司將于6月開始組裝 “明日之翼”技術(shù)演示計(jì)劃下的第一個(gè)結(jié)構(gòu)件，旨在為下一代單通道飛機(jī)開發(fā)復(fù)合機(jī)翼研制概念。在2020年完成三個(gè)全尺寸演示件的試驗(yàn)和組裝之前，這件5米長(zhǎng)的部件是一個(gè)初步的試驗(yàn)品。全尺寸演示件將在新建的技術(shù)研究中心進(jìn)行試驗(yàn)，該中心緊鄰空客位于英國(guó)布勞頓弗林特郡的機(jī)翼廠。
盡管空客公司尚未推出A320系列飛機(jī)的替代產(chǎn)品，但公司似乎熱衷于在未來的單通道飛機(jī)上使用碳纖維機(jī)翼。4月，“明日之翼”計(jì)劃負(fù)責(zé)人表示，該計(jì)劃的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)翼主要結(jié)構(gòu)由碳纖維構(gòu)成，而單個(gè)部件可能由先進(jìn)的金屬或熱塑性復(fù)合材料制成。
在新一代飛機(jī)(如A350或波音787)上改用碳纖維結(jié)構(gòu)，使機(jī)身能夠通過更長(zhǎng)、更薄的機(jī)翼來提高氣動(dòng)效率，而不會(huì)受到傳統(tǒng)金屬設(shè)計(jì)帶來重量的不利影響。
空客公司在飛機(jī)上使用碳纖維尾翼和其他復(fù)合材料部件已有幾十年了，而且隨著飛機(jī)產(chǎn)量的增加，尤其是在單通道飛機(jī)上，能夠提高這些部件的產(chǎn)量?？湛陀?jì)劃今年將A320系列飛機(jī)的月產(chǎn)量提高到60架，并在研究月產(chǎn)量超過70架的潛在能力。
但是傳統(tǒng)的碳纖維制造成本要比傳統(tǒng)的鋁結(jié)構(gòu)高很多，而且需要更長(zhǎng)的周期。此外，產(chǎn)量不能簡(jiǎn)單地?zé)o限制提高，這是窄體飛機(jī)產(chǎn)量上升的嚴(yán)重障礙。
“明日之翼”計(jì)劃的任務(wù)是開發(fā)一種生產(chǎn)方法，以降低單通道復(fù)合機(jī)翼的制造成本，使之與當(dāng)今A321飛機(jī)的金屬機(jī)翼相匹配。此外，該系統(tǒng)需要在項(xiàng)目啟動(dòng)兩年內(nèi)支持每月60架飛機(jī)的產(chǎn)量，這是項(xiàng)目的關(guān)鍵目標(biāo)。
“明日之翼”計(jì)劃集中在三個(gè)主要領(lǐng)域：部件制造工藝改進(jìn)，開發(fā)自動(dòng)化程度更高的新裝配方法以及采用比現(xiàn)在“更模塊化”的方式完成機(jī)翼及其內(nèi)部系統(tǒng)的集成。
總體目標(biāo)是減少工藝步驟、人工和零件數(shù)量。傳統(tǒng)上由單個(gè)金屬部件組裝而成的結(jié)構(gòu)將作為集成單元制造，以簡(jiǎn)化機(jī)翼組裝并減少緊固件的使用。在機(jī)翼內(nèi)部，空客計(jì)劃降低系統(tǒng)復(fù)雜性，并在最終機(jī)翼裝配前盡可能地集成設(shè)備。在未來的設(shè)計(jì)中，生產(chǎn)人員不必在機(jī)翼集成過程中爬進(jìn)油箱。
“明日之翼”計(jì)劃在2020年完成組裝的三個(gè)全尺寸演示件中的第一個(gè)將用于結(jié)構(gòu)測(cè)試，以驗(yàn)證新的復(fù)合材料制造技術(shù)。該項(xiàng)目的參與者正在探索多種方法來提高碳纖維工藝的生產(chǎn)率，包括樹脂注入后干纖維沉積和高壓釜固化。
該計(jì)劃負(fù)責(zé)人表示，在任何可能的情況下，他們都在尋找不止一種技術(shù)選擇。通過研究多個(gè)技術(shù)，并利用演示試驗(yàn)掌握這些技術(shù)，然后權(quán)衡利弊，提供可選的成熟技術(shù)用于商業(yè)化。研制的第二個(gè)演示件將是完全集成的機(jī)翼，用于驗(yàn)證系統(tǒng)集成方法。研制的第三個(gè)演示件將在一定生產(chǎn)能力要求的條件下，掌握所選技術(shù)的真正生產(chǎn)能力。
空客公司已經(jīng)確定了演示機(jī)翼的形狀和結(jié)構(gòu)，該項(xiàng)目目前已經(jīng)通過了關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查，目前正在制造工裝和準(zhǔn)備演示件的生產(chǎn)。空客的目標(biāo)2022年初完成“未來之翼”計(jì)劃。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，該項(xiàng)目的目標(biāo)是為下一代單通道型產(chǎn)品的推出做好準(zhǔn)備。毋庸置疑，A320系列飛機(jī)對(duì)空客公司來說具有重要意義。從A320系列向新的單通道產(chǎn)品過渡階段的管理，對(duì)空客公司業(yè)務(wù)至關(guān)重要。空客公司必須正確運(yùn)行，迅速升級(jí)，這就需要確保技術(shù)能夠滿足產(chǎn)品的研制周期和成本目標(biāo)。
英國(guó)GKN公司結(jié)構(gòu)專家兼技術(shù)總監(jiān)表示，提供成熟的工藝，并將生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)降至最低是該項(xiàng)目的核心。GKN公司為A400M軍用運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)碳纖維翼梁，為A350飛機(jī)生產(chǎn)后梁和后緣組件。供應(yīng)商的目標(biāo)是在未來的任何單通道飛機(jī)項(xiàng)目上提供類似的工作包，并與其他供應(yīng)商和研究機(jī)構(gòu)一起參與“明日之翼”項(xiàng)目工作。過去，供應(yīng)商對(duì)工作包進(jìn)行投標(biāo)，然后開發(fā)出所需的技術(shù)?，F(xiàn)在這種方法行不通?？蛻粜枰浅Ｓ行判墓?yīng)商能夠控制流程。這就是為什么大型技術(shù)項(xiàng)目如此重要的原因。
模擬已成為開發(fā)項(xiàng)目的核心工具，更重要的是，通過進(jìn)一步探索制造工藝使項(xiàng)目得以改善。“明日之翼”計(jì)劃負(fù)責(zé)人表示，詳細(xì)的模擬使制造商能夠真正掌握研制過程中的機(jī)會(huì)。雖然碳纖維已經(jīng)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用了幾十年，但在大部分時(shí)間里，制造過程都是通過物理探索—實(shí)踐學(xué)習(xí)而發(fā)展起來的。直到最近幾年，模擬能力才得到充分發(fā)展，能夠詳細(xì)描述復(fù)合材料在制造過程中的行為，以及對(duì)成品部件性能的影響。在該計(jì)劃負(fù)責(zé)人看來，現(xiàn)有的復(fù)合技術(shù)仍然“相對(duì)不成熟”，有足夠的改進(jìn)空間，而模擬是釋放這種潛力的一種手段。他表示，為了優(yōu)化組件設(shè)計(jì)和制造工藝，需要模擬沉淀、樹脂流動(dòng)、溫度等很多過程變量。
那么，“明日之翼”計(jì)劃完成后會(huì)發(fā)生什么？鄧恩表示，從GKN公司的觀點(diǎn)來看，如果空客公司在未來兩年推出一個(gè)新的單通道飛機(jī)項(xiàng)目，這將是理想的。盡管所需的技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好，但他相信GKN公司將在新飛機(jī)項(xiàng)目投標(biāo)的最后階段處于有利位置。如果這一決定被推后5年或10年的底線，顯然他們需要進(jìn)一步尋找機(jī)會(huì)來完善或改進(jìn)相關(guān)技術(shù)。
空客公司此前曾預(yù)計(jì)，在2030年前不會(huì)有一架全新的單通道飛機(jī)出現(xiàn)。在2010年A320neo推出之前，飛機(jī)制造商曾提議2025年將新單通道飛機(jī)投入市場(chǎng)作為目標(biāo)。但是neo的換發(fā)計(jì)劃將新的下一代單通道飛機(jī)研制推后。在重新啟動(dòng)換發(fā)計(jì)劃的時(shí)候，空客公司認(rèn)為，推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展還不足以保證開發(fā)出一種全新的飛機(jī)。
開發(fā)一種全新的飛機(jī)通常需要8年的周期，如果在“明日之翼”計(jì)劃結(jié)束的近期能夠推出新飛機(jī)項(xiàng)目，那么預(yù)計(jì)將在2030年投入市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。鄧恩認(rèn)為，不斷增加的環(huán)境壓力可能是加速新產(chǎn)品發(fā)布的催化劑，而不是進(jìn)一步拖延的因素。航空業(yè)的可持續(xù)發(fā)展將成為一個(gè)更強(qiáng)有力的主題，所有參與航空業(yè)的人將面臨更大的壓力，要盡行業(yè)所能提供更高效的輕質(zhì)產(chǎn)品。鄧恩指出，節(jié)省相對(duì)較輕的重量可能將帶來在飛機(jī)整個(gè)生命周期內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)大的燃油效率，因此制造商有興趣進(jìn)行改進(jìn)，而這些改進(jìn)可能需要付出之前大家認(rèn)為的巨大努力。
此外，脫歐問題以及空客在英國(guó)的機(jī)翼生產(chǎn)可能帶來一些潛在影響。“明日之翼”計(jì)劃的總部設(shè)在英國(guó)，因?yàn)榭湛凸镜乃猩逃蔑w機(jī)機(jī)翼都在布勞頓組裝；工程和制造活動(dòng)以及A400M機(jī)翼組裝位于布里斯托爾。然而，“明日之翼”計(jì)劃是一項(xiàng)“跨國(guó)”項(xiàng)目，在法國(guó)、德國(guó)、西班牙和其他國(guó)家開展活動(dòng)和合作。
從工程和工業(yè)的角度來看，在英國(guó)，機(jī)翼的知識(shí)與該計(jì)劃極其相關(guān)，這就是該計(jì)劃由英國(guó)團(tuán)隊(duì)牽頭的原因。然而，空客公司拒絕討論其英國(guó)業(yè)務(wù)在10月31日脫歐后的潛在影響。空客公司只聲明，期待進(jìn)一步明確和盡快消除不確定性，以便能夠妥善規(guī)劃未來?？湛凸具€強(qiáng)調(diào)，公司將繼續(xù)做好計(jì)劃，采取相應(yīng)措施，包括零件庫存、與供應(yīng)商協(xié)調(diào)，以及為潛在關(guān)稅和監(jiān)管變化做準(zhǔn)備，在盡可能的情況緩解風(fēng)險(xiǎn)。
但空客公司一再反對(duì)英國(guó)退出歐盟，并警示，如果英國(guó)以無序的方式退出歐盟，將考慮其在英國(guó)的業(yè)務(wù)，并表示空客公司將不依賴英國(guó)。空客公司表示，一個(gè)多世紀(jì)以來，英國(guó)一直處于全球航空業(yè)的前沿，但計(jì)劃于3月29日脫離歐盟?？湛凸菊J(rèn)為英國(guó)的航空業(yè)正處于“懸崖”之上，脫歐將對(duì)其航空業(yè)構(gòu)成摧毀性威脅。如果脫歐問題不能達(dá)成一致意見，空客公司將不得不做出對(duì)英國(guó)具有潛在不利影響的決定。空客公司指出，有很多國(guó)家愿意為空客飛機(jī)制造機(jī)翼。
“明日之翼”計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承認(rèn)，英國(guó)政府大力支持了GKN的技術(shù)活動(dòng)，因與空客的業(yè)務(wù)關(guān)系為GKN公司創(chuàng)造了豐厚的收益。他希望看到這種情況繼續(xù)下去。但他指出，GKN公司在荷蘭和瑞典的工廠技術(shù)活動(dòng)也得到了類似支持。該計(jì)劃的目標(biāo)顯然是在所涉及的所有技術(shù)上具有全球競(jìng)爭(zhēng)力。
GKN公司首席執(zhí)行官表示，技術(shù)開發(fā)是確保完成新飛機(jī)項(xiàng)目供應(yīng)合同的核心。然而，為了吸引新業(yè)務(wù)，GKN公司還需要緊鄰客戶建立業(yè)務(wù)。除了在歐洲和北美的之外，GKN公司在亞洲也有設(shè)施投資，他們?cè)敢庠谌蚍秶鷥?nèi)跟蹤客戶。
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