【簡介：】本篇文章給大家談談《航空業(yè)包括航空制造業(yè)》對應的知識點，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、C919首飛在即，國產大飛機原來是這樣的！
2、飛機制造行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢如
本篇文章給大家談談《航空業(yè)包括航空制造業(yè)》對應的知識點，希望對各位有所幫助。
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C919首飛在即，國產大飛機原來是這樣的！
出品：科普中國
制作：南京航空航天大學大學生科學與技術協(xié)會戚耀文
監(jiān)制：中國科學院計算機網絡信息中心
C919大飛機即將首飛啦！C919是中國首款按照最新國際適航標準研制的干線民用飛機，于2008年開始研制，2015年11月2日，C919大型客機首架機正式下線；2017年3月，國內63名院士和專家組成的評審委員會一致同意通過國產大型客機C919首飛技術評審；2017年4月16日，C919在上海浦東機場進行了首次高速滑行測試；2017年4月23日，C919在上海浦東機場成功進行了高速滑行抬前輪測試，標志著C919的首飛已進入“讀秒”狀態(tài)......
2015年11月2日，我國自主研制的C919大型客機首架機，在中國商飛公司新建成的總裝制造中心浦東基地廠房內正式下線。新華社記者丁汀攝
2017年4月23日，國產大型客機C919在上海浦東機場進行高滑抬前輪試驗。王脊梁 攝
外形：小干線家族中的“大塊頭”
C919為雙發(fā)渦扇中型機，畢竟是干線客機，長38.9米，連翼展35.8米，高12米，就算身高1米9的乘客走在機艙里也不會覺得不適，最大起飛重量為72噸，雖然沒有波音777那么大，但已經是小干線家族中比較大的機型了，最大可容納190人之多。
C919機身線條流暢，值得一提的是，飛機的機體從設計、計算、試驗、制造全是中國自己做的，強有力地回應了對飛機制造自主性的諸多質疑。飛機采用了新一代超臨界機翼，自主發(fā)展“一分鐘”快速成型的方法提高了機翼曲面的質量，改善跨音速范圍內的可控性，減少飛行阻力從而節(jié)省了很多燃料。為了全面認證C919的氣動設計，滿足對CFD技術的不同精度和效率的要求，不同構型、雷諾數的全、半膜的風洞測試不斷開展，包括測力、測壓、動力影響，增升裝置設計方案選型、驗證、確認等一系列超過15000的風洞“吹風”試驗，從而擁有了比現(xiàn)役同類飛機更好的巡航氣動效率。
再看看它的造型，就是霸氣，像是戴著一副俊酷的墨鏡。相比需要6塊擋風玻璃的傳統(tǒng)飛機，C919只有4塊，機頭更具流線型，使得飛行員視野更開闊，減少阻力。但是這種擋風玻璃工藝更復雜，制造難度也大。這也使得C919獨特到只看臉就可以辨認出來。
由于飛機重量比較重，其發(fā)動機甚至比現(xiàn)役的波音737的都要大，所以C919采用了第三代鋁鋰合金材料，鋰元素的加入使其比同等機型輕了5%-10%。飛機上使用的復合材料主要是碳纖維增強樹脂基復合材料，具有高耐腐蝕、質量輕等特點，但價格大約是常規(guī)鋁合金材料的幾十倍，所以在機體結構用量只占到了12%。
發(fā)動機：技術創(chuàng)新運營成本降低
航空發(fā)動機作為“航空之花”，可以說是航空技術和工業(yè)積累的完整體驗。C919的發(fā)動機為LEAP-X1C發(fā)動機。
LEAP-X1C型發(fā)動機是由國際公司美國通用電氣與法國SNECMA各以50%資金比例合資建立的大型客機發(fā)動機生產商CFM國際公司研制的大型噴氣客機發(fā)動機。它采用了18片賽峰公司研制的碳纖維復合材料風扇葉片以及美國通用電氣公司研制的陶瓷基復合材料渦輪部件。
它采用了許多行業(yè)內領先的創(chuàng)新性技術，包括超高壓比核心機、采用三維編織樹脂模傳遞成型技術制造的復合材料風扇葉片、復合材料風扇機匣、第三代三維氣動設計壓氣機和渦輪葉片設計技術、第二代雙環(huán)預混旋流器（TAPS II）燃燒室技術、可變面積外涵噴管和先進材料等。發(fā)動機和短艙將作為一體化推進系統(tǒng)來設計，擁有先進的進氣道、聲學處理和電動反推力裝置，可以充分發(fā)揮其氣動性能、重量和聲學優(yōu)勢。
這款先進的新型渦扇發(fā)動機較CFM之前生產的波音737的發(fā)動機有了許多先進性提升。LEAP-X1C發(fā)動機燃油消耗可減少16%，二氧化碳排放量可減少16%，氮氧化物排放量可減少至不足60%，且更為安靜。相比于其他發(fā)動機，LEAP-X運營成本可以比其他發(fā)動機降低15%，這是一項巨大的優(yōu)勢，這也是最終選定LEAP-X系列發(fā)動機作為動力裝置的最重要原因。
航空發(fā)動機（圖片來源于網絡）
為啥發(fā)動機不是國產的？
有人會問，C919的發(fā)動機為啥不用國產的呢？航空發(fā)動機的研制都有哪些難題呢？
中國的現(xiàn)代化工業(yè)起步比國外晚，技術也比較落后，這讓中國的航空發(fā)動機水平和中國航空整體水平相比比較低，這個短板影響了整個航空工業(yè)的實力。而我國在大飛機的發(fā)動機上落后很久，上世紀轟動一時的運10所用發(fā)動機就是波音707所用JT3D-7發(fā)動機。當時雖然已經開始著手研制我國自己的發(fā)動機，但是因為種種原因運10下馬，科研資料全部銷毀，致使我國發(fā)動機事業(yè)停滯不前。
難點1：四高
簡單而言，噴氣式飛機發(fā)動機就像是一個兩端都開口的圓筒，從前端吸入的空氣經過壓氣機、燃燒室等一系列的內部結構，而后變?yōu)楦邷?、高速的燃氣從后端噴射出去，就產生了向前的反推力。所以，飛機發(fā)動機的特點是“高溫、高壓、高轉速、高負荷”。
這四高，簡直是個大難題。一般噴氣發(fā)動機內部某些部位的溫度在1600℃左右，而發(fā)動機風扇后的壓氣機進口空氣和出口空氣的壓強都要比大氣壓強要高得多。
與發(fā)動機相比，大飛機用的大涵道與發(fā)動機和戰(zhàn)斗機的小涵道又有不同，所謂涵道比就是發(fā)動機外涵道與內涵道之比，拋開種種晦澀的技術細節(jié)不談，普通人能夠直觀明白的是，大涵道比發(fā)動機比小涵道比發(fā)動機的油耗小、推進效率好、經濟性能高，不過制造要求也更高，穩(wěn)定性更強，比如前者的風扇葉片起碼有一米多，而后者則只需0.3—0.4米左右。
拿一款非常高端的發(fā)動機來說，羅爾斯·羅伊斯公司為A380生產的發(fā)動機內部的最高溫度達到了太陽表面的一半，發(fā)動機內部的壓力達到了50個大氣壓，渦輪葉片葉尖的運動速度達到2000公里/小時，而它的葉片有3米多長。這四高兩低簡直是制造民用大飛機發(fā)動機的緊箍咒。
難點2：經濟性與舒適度
除了四高難題以外，民用客機的發(fā)動機還必須考慮經濟性能和舒適度，也就是說，油耗要低，噪音也要低。而這些林林總總的問題也正導致了我國飛機發(fā)動機發(fā)展緩慢。
難點3：發(fā)動機的材料和工藝
此外，材料和工藝難題也是不能忽略的，要保持燃油火焰在以每秒100多米高速流動的高壓氣流中穩(wěn)定燃燒，這與在狂風中保證手中火炬不滅一樣困難；同時要保護燃燒室火焰筒壁不被高溫燃氣燒蝕，不僅需要耐高溫材料和耐熱涂層，還要通過燃燒室結構設計，采取冷卻手段，降低燃燒室筒壁溫度。
目前國外發(fā)達國家的發(fā)動機主軸承的壽命都在1萬小時以上，而我國的基本在900小時以內，差距還很大。而現(xiàn)代高性能航空發(fā)動機都采取一些高強度、耐高溫材料，包括鈦、鎳、鋁、復合材料以及鎳基和鈷基超耐熱合金。有分析認為，中國現(xiàn)在超耐熱合金還不能完全自給，據估計中國每年超耐熱合金的生產量約為10000噸，而需求量則為20000噸。更有專家指出，制造發(fā)動機風扇的復合材料目前國內做不出來。
機上電子設備
C919采用了雙側桿正桿飛行控制系統(tǒng)，其特色在于采用兩種不同構型的4個獨立主飛行控制系統(tǒng)。其中包括兩個常規(guī)液壓動作系統(tǒng)和兩個電-液動作系統(tǒng)。C919采用電-液動作系統(tǒng)，這使其在動力資源上具備更大的靈活性，增加了冗余性，提高了安全性能。針對先進的氣動布局、結構材料和機載系統(tǒng)，研制人員共規(guī)劃了102項關鍵技術攻關，包括飛機發(fā)動機一體化設計、電傳飛控系統(tǒng)控制律設計、主動控制技術等。
與此同時，C919在機內采用先進的電傳操縱和主動控制技術，提高飛機綜合性能，改善人為因素和舒適性；另外，先進的綜合航電技術減輕了飛行員負擔，提高導航性能，改善人機界面。
但必須承認的是，C919上也有很多設備是現(xiàn)在甚至是較長時間內，國內都無法提供具備競爭力產品的類型。一個典型例子就是機載液壓系統(tǒng)。飛機上的各個氣動舵面偏轉、艙門和起落架的收放等等，無不依賴于液壓系統(tǒng)的驅動——這個以極小的體積和重量，就能傳遞極大的功率的神奇設備。
C919首飛意味著什么？
航空制造業(yè)差不多代表了一個國家制造業(yè)的頂尖水平，我國在上世紀放棄了運-10計劃導致國內航空制造業(yè)十年的斷檔和大量的人才流失，此次首飛標志著我國的大飛機制造業(yè)重新崛起。
有人說，我們只是造一個殼子把所有的東西塞進去。但這正是我們所取得最大進步所在，航空制造業(yè)與其他制造業(yè)的有一個不同之處就在于集成的難度，飛機特別是商用的大飛機，講究耐用率與經濟性，這就帶來了對氣動布局的近乎苛刻的要求，既要有可靠的結構強度同時又要做到盡可能輕便，而一個氣動布局所涉及到超算模型與風洞模擬，又不是一般小國家可以做到的體系化建設?？梢哉f造出一個殼子是一個系統(tǒng)的工程，考驗的是一個國家的完整工業(yè)體系與龐大的工程師隊伍。
在全球化的時代里，一味講究國產率實際上并沒有太多的價值，737和A380上面也有不少零件來自于中國制造商。C919使用了美法合資CFM公司的LEAP-1C的發(fā)動機，其實波音與空客的飛機也用了這個發(fā)動機，C-919用了它可以消耗比同級別飛機少15%的燃油，降低10%的座公里直接使用成本，還可以減少50%的碳排放量，別人的好東西可以拿來用為什么不用呢？
當然這也不意味著我們可以不必發(fā)展發(fā)動機，C919的航電、飛控、空氣管理系統(tǒng)供貨商均為歐美公司，這些關鍵技術上面我們尚還沒有能力做出和西方歐美公司一個水準的產品，但是只要我們可以利用他們的技術造出我們的飛機，并且可以投入運營并盈利，自然會有國內的廠家來研發(fā)我們自己的航電、飛控系統(tǒng)，如果一蹴而就全部國產，可能帶來的結果是C919項目的失敗，這會導致國民對整個國產飛機產業(yè)鏈失去信心，國產飛機失去市場，行業(yè)逐漸崩潰，想要再一次打開市場，困難可想而知。
C919以高達百分之五十的國產率下架，打破了歐美在大型客機領域的壟斷地位，是超出預期的成功。作為一款商業(yè)用途的飛機，大量使用國際一流的發(fā)動機與航電、飛控技術以增強穩(wěn)定性，并以此加大通過美歐主導的適航認證的概率，更為之后的國產化積累了經驗。
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飛機制造行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢如何?
綜觀飛機制造業(yè)近百年的歷史，尤其是近幾十年來的發(fā)展史，飛機制造技術的發(fā)展由民用運輸和軍事用途強烈需求所牽引，并受到世界經濟和科學技術發(fā)展的推動，形成了今天飛速發(fā)展和廣泛應用的局面。?
冷戰(zhàn)時代的軍備競賽，刺激了軍事工業(yè)，尤其是飛機制造業(yè)的發(fā)展。為了研制高性能新型戰(zhàn)機、大型軍用運輸機、特種軍用飛機和武裝直升機，各國政府和軍方不斷推出新的研究計劃，投入巨額資金，開發(fā)先進制造技術及其專用設備，基本建立了飛機先進制造技術發(fā)展的基礎。?
隨著世界經濟較長時期的衰退，各國航空公司利潤急劇下降，直接影響到飛機制造商。因此，他們?yōu)榱松?，降低飛機全壽命周期內的成本就成為了新一代民機研制的一個重要指標和先進制造技術的發(fā)展方向。?
冷戰(zhàn)結束后，各國大量削減國防經費，軍方難以承受高性能武器裝備的高昂采購費用，如F-22戰(zhàn)斗機每架1.6億美元。如此高昂的采購費，限制了該飛機的生產數量，因此美國軍方提出研制買得起的飛機——JSF聯(lián)合攻擊機(每架約3億美元)作為相應的補充。軍機的研制生產也提出了高性能和全壽命周期低成本的雙重目標。?
計算機技術的不斷發(fā)展，精益生產等許多新理念的誕生，使得飛機先進制造技術處于不斷變革之中，傳統(tǒng)技術不斷精化，新材料、新結構加工、成形技術不斷創(chuàng)新，集成的整體結構和數字化制造技術構筑了新一代飛機先進制造技術的主體框架。為了進一步了解國外飛機先進制造技術發(fā)展的這一趨勢，本文介紹幾種主要制造技術(本站節(jié)選其中的《先進數控加工技術》)。
西方工業(yè)發(fā)達國家飛機制造業(yè)應用數控技術始于60年代。近50年的數控技術發(fā)展中，發(fā)達國家飛機制造業(yè)中數控技術發(fā)展現(xiàn)狀和應用水平主要體現(xiàn)在以下幾個方面：基本實現(xiàn)機加數控化、廣泛采用CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)和DNC技術，達到數控加工高效率，建立了柔性生產線和發(fā)展了高速切削加工技術。?
1 基本實現(xiàn)了機加數控化
發(fā)達國家數控機床占機床總數的30%～40%，而航空制造業(yè)更高，達到50%～80%。波音、麥道等飛機制造公司都配置了數量可觀的各種不同類型的先進數控設備，特別是大型、多坐標數控銑和加工中心，同時與之相關的配套設備齊全，數控化率高，基本實現(xiàn)了機加數控化。?
波音公司在Auburn民機制造分部建立了鋁、鈦、鋼結構件機加車間和機翼蒙皮與梁結構件機加車間，機加設備362臺，配置NC機床約180臺，數控化率達50%。?
在90年代中后期，這些公司仍在進一步加強對機加設備進行技術改造和更新，特別是多坐標高速數控銑床和加工中心。如波音公司在Wichita軍機制造分部就新配有法國Forest Line公司43m×3m×2m高架3龍門5坐標Minumac 30TH 數控銑床，加工“空中客車”飛機結構件的英國航宇(BAe)、原德國漢堡DASA公司、負責貝爾直升機結構件制造的Remele公司等都配有數量不等的法國Forest Line公司的高速5坐標龍門銑床。其中Remele公司多達6臺，主軸功率40kW，轉速40000r/min，可加工零件壁厚薄到0.76mm。同時還配有Fischer機床頭，主軸功率75kW，轉速5000r/min,可加工尺寸很大的機翼壁板，切削效率很高。貝爾直升機公司還添置了美國費城Marwin公司用于加工飛機結構件的Automax IV雙主軸5坐標高速加工中心，規(guī)格為20m×8m×9m，主軸轉速24000r/min，進給速度?20m/min?。?
2 數控加工效率高
發(fā)達國家飛機制造公司數控技術應用水平高。表現(xiàn)在：不僅數控設備利用率高(一般達80%)，主軸利用率高(95%)，且加工效率極高，加工周期短，勞動生產率是我國的20～40倍。大型機翼整體加工件加工效率約50kg/h。麥道公司制造C-17軍用運輸機起落架艙隔框，加工效率約30kg/h。?
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3 廣泛應用先進的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)
廣泛應用CAD/CAPP/CAM/CAE自動化設計制造應用軟件以及DFX等并行工程，并有足夠的工藝知識數據庫、切削參數數據庫、各種規(guī)范化的技術資料作為使能工具。因而設計與工藝手段先進，工藝精良，NC加工程序優(yōu)質，縮短了工藝準備周期，提高了設備利用率和生產效率，大大縮短了零件生產周期。?
4 DNC技術廣泛應用
發(fā)達國家飛機制造公司大多數在70年代末80年代就已經廣泛地應用了分布式數字控制技術(Distributed NC，DNC)。波音公司在Wichita 軍機分部建立的一個DNC系統(tǒng)，大約連接有分布在若干不同車間中的130多臺數控設備, 包括加工中心、大型銑床、數控測量機。麥道、MBB和extron工廠等都建立了DNC系統(tǒng)。美國大約有2萬多家小型飛機零部件轉包制造商，60％～80％都使用了DNC系統(tǒng)。采用DNC技術具有明顯的經濟和技術效益，通常可提高生產率15%～20%。?
5 高速切削技術的應用
高速加工(High Speed Machining,HSM)被認為是21世紀機加工藝中最重要的手段。高速切削與常規(guī)切削相比具有明顯優(yōu)點：加工時間減少約60%～80%，進給速度提高5～10 倍，材料去除率提高3～5倍，刀具耐用度提高70%，切削力減少約30%，表面粗糙度Ramax可達8～10μm，工件溫升低，熱變形、熱膨脹減小，適宜加工細長、復雜薄壁零件等。
飛機大型復雜整體結構件采用高速數控加工技術是近幾年飛機機加技術發(fā)展的一種趨勢。因此，20世紀90年代中后期，飛機制造商添置了許多先進的多坐標高速數控銑和加工中心用于鋁、鈦、鋼等材料的各種整體結構件加工。波音Bertsche Engineering公司的高速加工中心，用于航空航天鋁合金、復合材料零件的加工。
對鋁合金高速加工，切削速度可達2000～5000m/min，主軸轉速達10000～40000r/min，加工進給速度為2～20m/min ，材料去除率30～40kg/h。?
高速切削加工技術對機床、刀具、控制系統(tǒng)、編程等都提出了更高的要求。發(fā)達國家對高速加工的配套技術研究和應用作為一個系統(tǒng)工程看待,解決得較好，并在不斷完善。?
6 應用高自動化水平的制造系統(tǒng)
發(fā)達國家飛機制造公司非常重視應用高自動化水平的制造系統(tǒng)，提高新飛機研制生產能力，加強企業(yè)競爭力。70年代末80年代先后建立了柔性制造系統(tǒng)(FMS)用于飛機結構件柔性加工，在新機研制中發(fā)揮了重要作用。90年代中后期，由于高速切削機床技術的發(fā)展和進步，飛機整體加工件的增多，開始較廣泛應用柔性加工單元或以柔性加工單元組成柔性生產線來加工飛機整體結構件(在汽車制造業(yè)領域也同樣得到應用)。如波音Wichita軍機分部用高速加工單元組成的柔性加工生產線來加工飛機整體隔框零件。達索飛機公司在“陣風”號飛機制造中也建立了一條柔性加工生產線，由4臺5坐標切削中心構成，配有自動化工件裝卸小車，容量達1000的機械手控制的工具庫，只需配備一個操作者。
西方發(fā)達國家不僅重視發(fā)展數控主體技術，并注重協(xié)調發(fā)展與數控技術配套的各單元自動化技術，包括數控車間信息管理系統(tǒng)，從而使得數控技術得以快速發(fā)展并達到了很高的應用水平，有力地推動了飛機制造業(yè)發(fā)展和進步。目前，發(fā)達國家飛機制造商不僅實現(xiàn)了高效數控加工，而且實現(xiàn)了數字化設計(D-D)和數字化制造(D-M)。
簡述民用航空服務的含義和特點
民用航空，是指使用航空器從事除了國防、警察和海關等國家航空活動以外的航空活動，民用航空活動是航空活動的一部分，同時以“使用”航空器界定了它和航空制造業(yè)的界限，用“非軍事等性質”表明了它和軍事航空等國家航空活動不同。《國內投資民用航空業(yè)規(guī)定（試行）》已于2005年8月15日起正式實施。
20世紀50年代以來，民用航空的服務范圍不斷擴大，成為一個國家的重要經濟部門。商業(yè)航空的發(fā)展主要表現(xiàn)在客貨運輸量的迅速增長，定期航線密布于世界各大洲。由于快速、安全、舒適和不受地形限制等一系列優(yōu)點，商業(yè)航空在交通運輸結構中占有獨特的地位，它促進了國內和國際貿易、旅游和各種交往活動的發(fā)展，使在短期內開發(fā)邊遠地區(qū)成為可能。
通用航空在工、農業(yè)方面的服務主要有航空攝影測量、航空物理探礦、播種、施肥、噴灑農藥和空中護林等。它具有工作質量高、節(jié)省時間和人力的突出優(yōu)點。直升機在為近海石油勘探服務和空中起重作業(yè)中也具有獨特的作用。在一些航空發(fā)達的國家，通用航空的主要組成部分是政府機構和企業(yè)的公務飛行和通勤飛行。這是由于航空公司的定期航線不能滿足這種分散的、定期和不定期的需要而興起的飛行。此外，通用航空還包括個人的娛樂飛行、體育表演和競賽飛行。
民用航空的基本要求是安全可靠，對商業(yè)航空的客運和通用航空的通勤、公務飛行來說，還要求準時和舒適。
擴展資料
航空運輸作為民用航空的一個部分劃分出去之后，民用航空的其余部分統(tǒng)稱為通用航空，因而通用航空包羅多項內容，范圍十分廣泛，可以大致分為下列幾類：
（l）工業(yè)航空：包括使用航空器進行工礦業(yè)有關的各種活動，具體的應用有航空攝影、航空遙感、航空物探、航空吊裝、石油航空、航空環(huán)境監(jiān)測等。在這些領域中利用了航空的優(yōu)勢，可以完成許多以前無法進行的工程，如海上采油，如果沒有航空提供便利的交通和后勤服務，很難想像出現(xiàn)這樣一個行業(yè)。其他如航空探礦、航空攝影，使這些工作的進度加快了幾十倍到上百倍。
（2）農業(yè)航空：包括為農、林、牧、漁各行業(yè)的航空服務活動。其中如森林防火、滅火、撒播農藥，都是其他方式無法比擬的。
（3）航空科研和探險活動：包括新技術的驗證、新飛機的試飛，以及利用航空器進行的氣象天文觀測和探險活動。
（4）飛行訓練：除培養(yǎng)空軍駕駛員外培養(yǎng)各類飛行人員的學校和俱樂部的飛行活動。
（5）航空體育運動：用各類航空器開展的體育活動，如跳傘、滑翔機、熱氣球以及航空模型運動。
（6）公務航空：大企業(yè)和政府高級行政人員用單位自備的航空器進行公務活動?？鐕镜某霈F(xiàn)和企業(yè)規(guī)模的擴大，使企業(yè)自備的公務飛機越來越多，公務航空就成為通用航空中一個獨立的部門。
（7）私人航空：私人擁有航空器進行航空活動。
關于《航空業(yè)包括航空制造業(yè)》的介紹到此就結束了。
