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工业的力量!自动化正在创造X-59静音超声速演示验证机

X-59 “静音超声速技术”(QueSST)飞机是美国航空航天局(NASA)数十年来首次试飞的“X飞机”,它是一种研究型喷气式超声速飞机,旨在将声爆的响声降低到像轻柔的急速心跳声那样。X-59的任务是收集居民区的人们对噪声的反应,NASA可将这些数据移交给监管机构,为陆地上进行商业超声速旅行建立可接受的噪声标准,推翻已颁布了数十年的禁令,并推动商业旅行业的新发展。最近,如果你漫步在加利福尼亚州帕姆代尔的臭鼬工厂机库中,你会听到声音的交响乐。呼呼和嗡嗡声、钻孔声和铆接声。如果你寻声而去,可以将它们精确地定位到一个位置——正在建造中的X-59飞机的所在地——L装配区。由于不是黑项目,你可以随笔者一同来看看这里的工作场景。

L装配区中的机身型架

一、X-59的制造

X-59计划的团队正在努力工作,部署最新的先进制造技术来制造这架实验飞机。这项工作主要分为三个部分:中央机身、整体单翼和尾翼,分别在前、中、后三个大型工装型架上完成。迄今为止,团队在飞机的所有三部分工作上都取得了重大进展。X-59不仅仅是其各个部分的相加,它的装配是这架飞机的另一个故事元素。通过将先进的自动化、数字化制造设备和工艺(例如自动丝束铺放、机器人钻孔、光学投影和测量学以及基于模型的工程)与工程师以及工人的熟练技能融合在一起,团队可以缩短飞机的装配时间,从而可以地快速交付优质、经济可承受的产品。臭鼬工厂将继续践行其“14条军规”,利用小团队、简单方法、紧密沟通、顺畅的管理路径、良好的判断能力。总结起来那就是——快速、安静和质量(3Q)。臭鼬关注的6大核心能力之中,先进制造是其中之一,接下来我们具体看一些X-59数字化和自动化的制造手段。

数字化的三维作业指导书

二、制造和装配的数字化与自动化

制造方面,自动丝束铺放(AFP)机床可以高效地制造大型复合材料蒙皮壁板。尽管X-59的整体单翼并无太大曲率,但我们知道,空客A350率先在其机翼蒙皮壁板上使用了AFP技术而不是自动铺带,随后波音777X和787的机翼蒙皮壁板制造也先后转向了AFP技术。AFP允许利用机器人式的高精度和能够量身定制的叠加铺层设计,自动化地制造大型整体结构,从而减少装配工艺中的零件数量,同时铺丝头上还集成有红外加热装置,提升树脂的粘合性与铺放质量。这标志着另一种先进的制造方法,使该计划能够在数字使能的环境下保持灵活性和敏捷性。

AFP机床

X-59计划还以真正的臭鼬方式应用了从以前的计划中汲取的经验教训,以降低风险和相关成本,比如“先进复合材料货运飞机”(ACCA)计划。ACCA又称X-55,洛马只用5000万美元和18个月时间就开发了一种新型军用运输机。X-55利用了多尼尔328的座舱,避免开发新的飞行控制系统,增加了一个18米长的全复合材料机身,该机身由8个ACG公司真空袋固化MTM-45预浸料制造的结构件组成,可能是目前为止最成功的大型非热压罐(OOA)结构件的验证。在X-59上,洛马与柯林斯航宇合作研制的襟翼、副翼和舵面这些控制面都是非热压罐工艺。

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