Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В САМОЛЕТОСТРОЕНИИ

В конструкциях новых пассажирских самолетов, а также при разработке новых модификаций эксплуатируемых в настоящее время транспортных, грузовых и пассажирских самолетов будут широко применяться новые металлические композиционные материалы, стеклопластики, композиционные материалы, армированные волокнами углерода и бора; титановые и бериллиевые сплавы, а также алюминиевые сплавы повышенной удельной и усталостной прочности. Уже в настоящее время наметился переход самолетостроения от стрингерных к слоистым и сотовым конструкциям. Можно ожидать, что эта тенденция сохранится.

В будущем повысится уровень монолитности (неразъемности) конструкций планера, при этом будет уменьшаться количество деталей, входящих в конструкцию, повысится, в ряде случаев на порядок, точность изготовления деталей, а также будет постоянно возрастать коэффициент преемственности конструкции деталей, узлов и агрегатов как самолетов, так и двигателей.

Успехи создания новых самолетов в настоящее время в значительной степени зависят не только от использования дорогостоящего оборудования для испытаний и исследований (аэродинамических труб, газодинамических стендов для ТРД, моделирующих установок и вычислительных комплексов), но и от использования дорогостоящего технологического оборудования (уникальных станков с ЧПУ, оборудования для изготовления крупногабаритных агрегатов самолетов из композиционных материалов и т. п.).

Необходимость использования нового технологического оборудования, новых технологических процессов и новых методов производства ведет к дополнительным трудностям в проектировании, производстве и освоении новых самолетов. Особенно много технологических проблем возникает при использовании новых материалов с высокой начальной стоимостью, когда для широкого применения в конструкции требуется быстро удешевить материал за счет разработки и внедрения .новых технологических процессов и высокоэффективного технологического оборудования, при создании которого используются новейшие достижения науки и техники (лазерной технологии, методов высокоскоростного деформирования твердого тела и высокоскоростного нагрева, порошковый металлургии, обработки поверхностей твердых тел, автоматизации и т. д.).

Из числа новых материалов для пассажирского самолетостроения наиболее перспективны композиционные материалы и титановые сплавы. Композиционные материалы применяются и будут применяться для изготовления таких частей планера самолета, как зализы, обтекатели, створки шасси, хвостовые части крыла и оперения, балки, панели пола, двери пассажирских кабин, рули направления и высоты, элероны, закрылки, интерцепторы, воздушные тормоза, гондолы двигателей. В настоящее время ведутся работы по использованию композиционных материалов при изготовлении киля, в будущем (в начале 1980-х годов) появятся конструкции крыла и стабилизатора, выполненные в основном из композиционных материалов. Создание фюзеляжа самолета из композиционных материалов также не встретит принципиальных технических трудностей. Практическое применение таких конструкций, по оценкам специалистов, ведет к снижению массы и стоимости агрегатов самолета на 20—25%, а расхода топлива — на 5%. В ближайшие годы может быть создан самолет, который будет сделан (по массе) на 3/4 из композиционных материалов. В композиционных материалах для такого самолета в качестве армирующего наполнителя будет применяться бороволокно, получаемое осаждением из паровой фазы на подложку из вольфрама (а в дальнейшем— на подложку из углерода или другого дешевого материала); графитовое волокно, включая волокно, получаемое из пека; кевлар (органическое волокно малой плотности с пределом прочности более 300 кгс/мм2 и модулем упругости 13360 кгс/мм2); сапфировые и стеклянные волокна, а также стеклоэпоксидные пластики. Будет применяться сочетание различных армирующих волокон в одном материале.


В качестве связующего применяются и будут применяться различные эпоксидные термореактивные смолы. В перспективе возможно применение Б композиционных материалах таких связующих, как .полиимиды и другие полигетероциклические полимеры, а также полисульфоны, полиарилсульфоны и другие полиариленовые термопластичные смолы, возможно также применение самоармируемых (молекулярно упорядоченных) полимеров.

При изготовлении крупногабаритных агрегатов самолета монолитной конструкции (в том числе секций фюзеляжа изогридной конструкции) из композиционных материалов (полимерных матриц, упрочненных различными волокнами) перспективными будут процессы автоматизированной намотки ленты, а также автоматизированная выкладка ленты или ткани с последующим автоклавным формованием (в опытном производстве возможна ручная выкладка ленты на удаляемые оправки). В производстве полуфабрикатов (препрегов) для изготовления однонаправленной ленты из композиционных материалов (стеклянной и углеродной ленты шириной до 50 мм, а также борной тканой ленты шириной до 10 мм) в нашей стране используются установки УЛС-2М, УЛК-1 и УЛК-2, обеспечивающие максимальную скорость пропитки ленты связующим 20,7 и 12 м/мин (рис. 10.9), а для пропитки тканей из композиционных материалов при скорости протяжки ткани до 10 м/мин применяются установки УПСТ-1000 (для ткани шириной до 1000 мм) и УПСТ- 1600К (для ткани шириной до 1600 мм).


Крупногабаритные плоские изделия и изделия одинарной кривизны из композиционных материалов рационально изготавливать методом выкладки предварительно пропитанной однонаправленной ленты или ткани с требуемой ориентацией ее на установках с ПУ или ЧПУ типа ВКЛ (рис. 10.10,а), на которых обеспечивается скорость выкладки ленты от 1 до 10 м/мин и угол выкладки — от 0 до 90°. На установках ВКЛ-1-2,5-ПУ, ВКЛ-2-8-ПУ, ВКЛ-1-16-ПУ и ВКЛ-4-16-ПУ можно выкладывать заготовки деталей размерами (длина, умноженная на ширину) 2500x1000, 8000X2000; 16000Х ХЮ00 и 16000X4000 мм соответственно. Для деталей больших размеров могут быть созданы другие установки.

Для изготовления изделий из композиционных материалов типа тел вращения и тел двойной кривизны, близких по форме к телам вращения, рационально применять метод намотки предварительно пропитанной ленты на вращающуюся разборную (удаляемую) оправку (рис. 10.10,6) на станках НК-9ПУ, НК-10ПУ и НК-1ШУс пятикоординатными системами ЧПУ, обеспечивающих изготовление заготовок размерами (диаметр, умноженный на длину) до 500Х Х2000, до 1600X4000 и до 2500X10000 мм соответственно, при этом угол намотки (по отношению к продольной оси) можно менять в пределах от 10 до 90° (НК-9ПУ) или от 5 до 90° (НК-ЮПУ и НК-ППУ). Для отверждения заготовок изделий из композиционных материалов используются автоклавы соответствующего размера с электронагревом до температуры 380° С и выше. Давление в рабочей камере автоклава может составлять 16 кгс/см2 и более.

Формообразующая и сборочная оснастка, применяемая при изготовлении изделий из композиционных материалов, должна иметь такой же коэффициент термического расширения, как и у изготавливаемого изделия, а также должна обладать высоким коэффициентом теплоотдачи и хорошими свойствами сохранения размеров и формы. В этом смысле перспективно применение оснастки с алюминиевым сотовым заполнителем и графитоэпоксидными обшивками.

В титановых сплавах, так же как и в композиционных материалах, хорошо сочетаются высокие прочностные свойства с коррозионной стойкостью и небольшим удельным весом. Этим объясняется непрерывно увеличивающееся количество деталей из титановых сплавов в конструкциях новых пассажирских самолетов. Из технологических процессов изготовления таких деталей наиболее перспективны процессы литья, сварки, а также процессы изготовления листосварных и штампосварных конструкций (с широким использованием заготовок из листа).

Высокое качество титановых отливок обеспечивается применением особо чистых основных и вспомогательных материалов, глубокого вакуума и контролируемых атмосфер, высококонцентрированных и полностью управляемых источников тепла, а также высоким уровнем механизации и автоматизации всех операций, включая контрольные. При этом будут использоваться набивные, прессованные, самотвердеющие, оболочковые, металлические, армированные и комбинированные формы из графита, кокса, высокоуглеродистых связующих материалов, металлических порошков и синтетических полимеров. Для направленного нагружения затвердевающей отливки (приложение давления) применяются и будут применяться методы центробежной и компрессионной заливки титанового сплава в формы, а также литье в электромагнитном поле и другие процессы. В управлении процессами заполнения формы и затвердевания отливок будут применяться системы ЧПУ.

С целью получения точных высококачественных титановых штамповок без альфированного слоя предполагается широкое использование штамповок с применением специальных защитных покрытий и штамповки заготовок в штампах, нагретых до температуры деформирования.

Для формообразования титановых деталей из листа целесообразно применять нагрев заготовки и термокалибровку детали на завершающей стадии технологического процесса, при этом будет использоваться эффект сверхпластичности и штамповка с одновременной термообработкой деталей. Уже началось широкое использование термообработки титановых конструкций для снятия остаточных внутренних напряжений с применением вакуумного оборудования с ЧПУ.


Наряду с механической обработкой деталей из титановых сплавов будет применяться электрохимическая обработка и различные виды электрофизической обработки.

Сварка, как способ неразъемного соединения деталей в конструкции из различных материалов, получит широкое распространение в связи с тенденцией увеличения объемов применения деталей из листа.

Вместе с традиционными методами контактной сварки и сварки плавлением развиваются новые прогрессивные процессы сварки. Это относится прежде всего к технологическим процессам сварки с использованием локальных, высококонцентрированных источников тепла (электронно-лучевая и лазерная сварка).

В основе процесса нагрева металла при электронно-лучевой сварке лежит явление перехода кинетической энергии быстролетящих электронов в тепловую при резком торможении в результате их соударения с поверхностью соединяемых деталей. На рис. 10.11 показана схема установки электронно-лучевой сварки.

Сварка деталей производится концентрированным потоком электронов, ускоренных высоковольтным электрическим полем в вакууме.

Процесс обеспечивает получение высококачественных соединений деталей толщиной от 0,05 до 100 мм и более за один проход при минимальных остаточных деформациях.

Высокая концентрация энергии нагрева в сочетании с вакуумным переплавом позволяет получать при электронно-лучевой сварке соединения, свойства которых близки к свойствам свариваемого материала.

В СССР и за рубежом электронно-лучевая сварка получила распространение при производстве деталей самолетов и двигателей, представляющих в основном тела вращения. Однако в последние годы благодаря ускоренному развитию техники и технологии лучевой обработки металлов создались условия для широкого внедрения электронно-лучевой сварки в производство пассажирских самолетов различного назначения. С помощью электронно-лучевой сварки изготавливаются и будут изготавливаться сложные сварные конструкции из титановых и алюминиевых сплавов, а также из различных конструкционных сталей, включая нержавеющие.

В отечественной промышленности применяется комплекс оборудования (установки ЭЛУ-20, ЭЛУ-21 и ЭЛУ-22) для электроннолучевой сварки сложных по конструкции крупногабаритных узлов со швами, расположенными в различных пространственных положениях. Эти установки оснащены электронными пушками, перемещающимися внутри камеры. Технологический процесс сварки включает следующие операции:

подготовку стыков деталей под сварку; сборку заготовок под сварку, контроль сборки; прихватку технологических подкладок и пластин; монтаж заготовок в камере; герметизацию и вакуумирование камеры; сварку заготовок;

удаление технологических подкладок и пластин; термообработку сварных узлов (при необходимости); контроль качества сварки.

При электронно-лучевой сварке деталей с толщиной стенки до 5 мм применяют электронные пушки мощностью 3 кВт, с толщиной стенки до 50 мм — мощностью 30 кВт, а для сварки деталей толщиной до 150 мм будут применены пушки мощностью 100 кВт и более.

Электронно-лучевая сварка оказалась наиболее эффективным процессом при изготовлении узлов шасси, при этом удалось значительно ПОЕЫСИТЬ коэффициент использования металла и надежность шасси в целом. Для сварки шасси разработаны и успешно эксплуатируются специальные установки ЭЛУ-22, оснащенные четырьмя подвижными электронными пушками.

В установках ЭЛУ используются сварочные пушки с ускоряющим напряжением 60 кВ. На этих установках обеспечивается скорость сварки от 5 до 80 м/ч при давлении в рабочей камере, равном 8 10~5 мм рт. ст. Электронные пушки перемещаются по трем взаимно перпендикулярным осям на расстоянии от 800 до 5000... 10 000 мм и более, что позволяет сваривать узлы любых габаритов.

Простое управление тепловыми процессами при электронно-лучевой сварке путем изменения в широких пределах мощности луча и ею плотности позволяет использовать этот вид сварки также эффективно как при изготовлении особо тонкостенных деталей (например, при стыковке обшивок сотовых панелей), так и при соединении основных несущих элементов конструкции толщиной до 50 мм и более. Соединения, выполненные электронно-лучевой сваркой, обладают высоким качеством и надежностью, а сваренные конструкции относятся к категории экономичных, так как КИМ в этом случае возрастает до 0,90 (т. е. в 1,5—2 раза по сравнению с КИМ конструкций, выполненных традиционными методами механообработки из монолитных заготовок или многопроходной ручной ДЭС), при этом трудоемкость снижается в 3... 5 раз.

По своим технологическим возможностям и особенностям к электронно-лучевой сварке близка лазерная сварка. Основным преимуществом лазерной сварки перед электронно-лучевой является технологическая простота процесса, так как сварка ведется вне вакуумной камеры с местной защитой, при этом может работать несколько сварочных постов от одного генератора, отстоящего на расстоянии десятков метров, имеется также возможность оперативной подварки и хорошего наблюдения за процессом сварки.

Для сфокусированного лазерного луча характерна высокая концентрация энергии, возможность легкой наводки его в требуемое, часто труднодоступное место, независимость от магнитных полей и металлических масс, отсутствие рентгеновского излучения, свободное (без поглощения) прохождение через газовую струю. Эти особенности луча лазера позволяют применять его в таких технологических процессах, как сварка, резка и термообработка.

При взаимодействии с поверхностью детали излучение частично отражается, а частично проникает вглубь металла на глубину 10~6—Ю-5 см, поглощается и переходит в тепло. В металлах кванты света поглощаются электронами проводимости, которые рассеивают поглощенную энергию на тепловых колебаниях решетки за время релаксации, равное 10-11—10~10 с.

Для технологических целей применимы твердотельные, газовые к жидкостные лазеры, однако наиболее перспективными являются газовые лазеры, обладающие высокой мощностью излучения.

Твердотельные лазеры (как правило, импульсные) из-за ограниченности энергетических характеристик в основном применяются для микросварки деталей толщиной 0,05—0,8 мм. Ожидается появление твердотельных непрерывных лазеров на иттриево-алюминиё- вом гранате мощностью до 500—600 Вт, что позволит сваривать лучом таких лазеров детали толщиной до 2—3 мм.

Схема процесса лазерной сварки показана ка рис. 10.12. Луч лазера фокусируется оптической системой (линзой) на место сварки. Окисляющиеся металлы требуют при этом защиты расплавлен-" ного металла нейтральным газом, который подводят через штуцер 2 в защитное сопло 5.

При сварке возможно как перемещение свариваемой детали относительно фокусирующей системы, так и перемещение фокусирующей системы относительно свариваемой детали.

Так же как и электроннолучевая сварка, лазерная сварка обладает высокой эффективностью, высокой скоростью, глубинным «кинжальным» проплавлением и малой зоной термического влияния. Процесс лазерной сварки можно, автоматизировать. За рубежом и у нас в стране разработано оборудование и проведены технологические исследования, показавшие возможность; высококачественной лазерной сварки деталей из различных металлов и сплавов большей толщины.


Создание в США лазеров мощностью 40—50 кВт позволяют проводить сварку деталей из разных металлов и сплавов толщиной до 50—60 мм на воздухе с местной защитой. Конструкции из особо тонких листовых деталей будут изготавливаться способом сварки закрытой плазменной дугой. Этот процесс осуществляется в охлаждаемой микрокамере, одновременно осуществляющей прижим кромок. Тонкостенные каркасные конструкции из титановых сплавов будут изготавливаться точечной контактной сваркой.

В последние годы резко возрос интерес к процессу соединения материалов в твердом состоянии. В настоящее время этим способом получают надежное соединение деталей из широкой номенклатуры однородных и разнородных материалов — сталей, жаропрочных и тугоплавких сплавов, керамики, сплавов на основе титана и т. д.

За рубежом сварка деталей в твердом состоянии успешно кон- курирует с традиционными видами сварки и в ряде случаев заменяет пайку, механосборку и механообработку. Фирмы США применяют сварку в твердом состоянии в производстве различных элементов конструкций самолета из сплавов на основе титана и никеля (рам обтекателей крыла, нервюр центроплана крыла, балок крепления гондол двигателей и т. п.), а также в двигателестроении (свариваются диски вентилятора, корпус камер сгорания, лопатки газовых турбин и т. п.). Признание и распространение этого способа сварки связано, прежде всего, с высокой экономичностью и производительностью процесса, а также с исключением ряда нежелательных эффектов, имеющих место при соединении металлов сваркой плавлением (отсутствует литая зона, обладающая, как правило, повышенной хрупкостью, уменьшено формоизменение соединяемых деталей, что определяется сравнительно низкими температурами нагрева и возможностью строго контролировать деформацию деталей при сварке). При сварке в твердом состоянии уменьшаются остаточные напряжения в деталях и повышается стойкость материалов к трещинообразованию. Существенным преимуществом сварки в твердом состоянии является также возможность соединения материалов, резко отличающихся друг от друга по физико-химическим свойствам (например, металл — керамика), а также возможность соединения разнотолщинных элементов конструкции.

Существует много схем технологического процесса соединения металлов в твердом состоянии, которые различаются по виду создаваемого в соединяемых деталях напряженного состояния, схеме деформирования, а также по характеру защитной среды, способам нагрева и создания давления; схемы, различаются последовательностью процессов нагрева и нагружения. Процесс соединения материалов в твердом состоянии включает операции подготовки поверхности свариваемых деталей, сборки их, создания защитной среды, нагрева., нагружения, выдержки при рабочих параметрах, охлаждения и выгрузки сваренного узла и его контроля.

В зависимости от физико-химических свойств соединяемых материалов подготовка поверхности деталей может выполняться с помощью механической обработки (фрезерования, шлифования, полирования), травления и обезжиривания. Сварку осуществляют либо в вакууме, либо в инертных газах. Получила распространение также сварка в соляных ваннах.

Нагрев соединяемых деталей может производиться радиационным или индукционным способами. Особо перспективным является локальный нагрев узкой области вблизи соединяемых поверхностей.

Применение различных схем деформирования расширяет технологически возможности процесса соединения в твердом состоянии. Так, например, использование эффекта сверхпластичности позволяет существенно снизить необходимое удельное давление, температуру и время сварки. Перспективна с этой точки зрения также сварка в режиме циклического нагружения и применение термоциклирования. В .качестве примера на рис. 10.13 показана схема сварки титановых конструкций в твердофазном состоянии с использованием эффекта сверхпластичности. Заготовки из титановых сплавов для соединения помещают в камеру, создают вакуум 10~5 мм рт. ст., нагревают до температуры, близкой к полиморфному превращению (860—950°С), и нагружают со скоростью, соответствующей использованию эффекта сверхпластичности (0,03— 0:2 мм/мин). Процесс исключает термообработку после сварки и дает возможность сваривать детали из титановых сплавов широкой номеклатуры (сотовые и ребристые панели, детали таврового и двутаврового сечения, фитинги и т. д.). Процесс обеспечивает высокие свойства сварных соединений — стабильность механических свойств, однородность металла в зоне сварки и прилегающих областях, а также малые деформации изделий.

Специфические особенности процесса соединения металлов в твердом состоянии позволяют применить существующее прессовое оборудование, а также прокатные станы, которые могут быть использованы, в частности, при сварке слоистых композиционных материалов. В зависимости от конструктивных особенностей деталей и узлов сваркой в твердом состоянии могут быть получены стыковые, тавровые и нахлесточные соединения из элементов широкого диапазона толщин от одного до нескольких десятков миллиметров; в случае получения нахлесточных соединений толщина свариваемых деталей существенно меньше.


Ответственным и сложным этапом технологического процесса сварки является контроль качества соединения. В настоящее время для контроля используются различные виды испытаний технологических образцов (испытания на прочность при ударных, статических и повторно-статических нагрузках; металлографические и фрактографические исследования), а также оценка качества по косвенным показателям (поро- и трещинообразование при тепловом воздействии на соединение) и т. д. Из неразрушающих методов контроля получили наибольшее распространение и перспективны ультразвуковые способы оценки качества сварки. Применение ультразвуковых приборов позволяет обнаруживать дефекты диаметром менее Ч—2 мм и даже 0,1 мм. дом состоянии применяют сварочные установки СДВУ и УССП, применяются также сварка в соляных ваннах и установки диффузионной сварки УДС-2,5X1,5; УДС-2.5Х8 и УДС—2,5X16 (рис. 10.14), в которых для передачи давления и нагрева используются специальные керамические материалы.


В случае использования при сварке различного прессового оборудования необходимо изготавливать специальную инструментальную оснастку.

Способ твердофазной сварки нашел применение при изготовлении всевозможных ребристых конструкций из титановых сплавов для широкофюзеляжных самолетов.

В настоящее время в самолетостроении сваркой соединяют детали с толщиной стенок 0,3—35 мм. Сварка деталей большой толщины наряду с лучевыми методами соединения выполняется и традиционными способами сварки в среде защитных газов в основном неплавящимся электродом.

Особенно тщательной защиты разогретых и расплавленных участков металла защитным газом требует сварка узлов из титановых сплавов. С целью надежной защиты от водорода, присутствующего в основном металле и адсорбированного на свариваемых кромках в виде влаги, целесообразно сварку титановых конструкций выполнять не в нейтральной, а в активной атмосфере, обеспечивающей экстракцию водорода из расплавленного металла. Такая технология была разработана с участием Института электросварки им. Е. О. Патона и получила название сварки в среде инертных газов неплавящимся электродом по флюсу-реагенту. В этом случае флюс в виде пасты наносится тонким слоем на кромки свариваемых деталей. Разложение флюса в процессе воздействия на свариваемые кромки энергии дугового разряда способствует образованию атмосферы, связывающей водород в стойкие соединения, что, в конечном итоге, повышает качество металла шва. При сварке применяется флюс ФАН-1, позволяющий уменьшить зону разогрева и остаточные сварочные деформации.

При большой площади поперечных сечений деталей (толщинам- до 20 мм) пользуются порошковой флюсовой проволокой, подаваемой в зону дуги со скоростью, несколько превышающей скорость сварки.

Для этой цели разработана специальная головка ГСПП-1.

Для изготовления узлов и деталей с толщиной стенок 10—35 мм с успехом применяется сварка погруженной дугой, суть которой состоит в погружении неплавящегося электрода ниже поверхности свариваемого металла, а также в вытеснении расплавленного металла давлением дуги, что позволяет повысить проплавляющую способность сварочной дуги (рис. 10.15).


Этот процесс обладает большой универсальностью. На одной и той же установке можно сваривать магниевые, алюминиевые, Титанозые сплавы и стали, при этом различие процессов заключаются лишь в качестве защиты, создаваемой для различных материалов.

Процесс позволяет регулировать во время сварки погонную энергию, автоматически поддерживая требуемую мощность (в зависимости от величины сварочного зазора). За один проход свариваются детали толщиной 10—20 мм, а при двухсторонней сварке 20—35 мм. Для сварки применяется специальная головка ГСПД-1 (см. рис. 10.15).

В современных самолетах достаточно широко применяются ребристые конструкции, выполняемые в виде панелей, профилей, лонжеронов, балок и т. д. Целесообразно изготавливать такие - узлы с помощью автоматической двухгодовой сварки, основанной на одновременном горении двух сварочных дуг. Схема этого процесса показана на рис. 10.16. Двухдуговая сварка позволяет повысить производительность процесса сварки в 2—3 раза, а также обеспечить высокое качество сварных соединений с минимальными сварочными деформациями.

В ближайшем будущем сварочное производство будет совер- шествоваться в следующих направлениях:


— расширение объемов применения электронно-лучевой и лазерной сварки, для чего будуг созданы установки из унифицированных модулей тоннельного типа с перемещающимися в вакууме электронными пушками, оснащенными системами автоматического наведения луча и слежения за стыком;

— увеличение объемов применения диффузионной сварки, в том числе с использованием уникальных установок;

— разработка и производство экономичных лито- и штампосварных конструкций;

— комплексная механизация и автоматизация сборочно-сварочных работ с широким применением программного управления процессами сварки и вспомогательными операциями.

Перспективными являются практически все процессы лучевой технологии (использование лазерного луча для резки заготовок, термообработки деталей и для зачистки концов электрических проводов от изоляции, применение световых лучей для нагрева и т. д.).

Для механической обработки деталей самолетов перспективно применение металлорежущего оборудования с системами ЧПУ, оснащенными микропроцессорами.

В будущем самое широкое применение найдет производственное оборудование, управляемое ЭЦВМ, а любое производственное предприятие в целом будет рассматриваться как единая система, состоящая из различных подсистем, начиная от подсистем обеспечения материалами и разработки всей документации и кончая подсистемами отдельных производств, включая сборку и испытания самолетов.

Широкое внедрение микропроцессоров на всех нижних уровнях производства позволит перейти к комплексной автоматизации всех технологических процессов.

В заготовительном производстве все большее распространение получат процессы изготовления заготовок и окончательно готовых деталей из металлических порошков. В технологических процессах, сопровождаемых нагревом деталей, перспективно применение вакуумного нагревательного оборудования; широкое использование найдут установки, создающие местный вакуум в рабочей зоне. Будут применяться высокие давления при изготовлении деталей различными методами, например будет применяться диффузионная сварка деталей давлением с использованием изостатического, автоклава, обеспечивающего удельное давление на деталь до 700 кгс/см2 и более.

При сборке конструкций наряду со сваркой широкое применение найдет склеивание деталей с помощью пастообразных, пленочных и пенопленочных клеев. Несомненно, будут быстро совершенствоваться методы установки и конструкции различных крепежных элементов, в том числе для крепления деталей при одностороннем подходе, а также для сборки деталей из композиционных материалов. Специалисты считают, что для обработки и соединения деталей будет широко применяться ультразвук.

В связи с увеличением размеров заготовок для изготовления панелей и других деталей крупногабаритных агрегатов самолетов будет создано и применено крупногабаритное оборудование (высказываются, например, идеи создания фрезерных станков с размером рабочего стола 16X64 м). Оборудование для изготовления деталей больших размеров будет многошпиндельным, многокоординатным, управлять работой группы такого оборудования будут непосредственно от ЭВМ. Широкое применение найдут адаптивные системы управления и контроля.

Современная авиатехника, используя в производстве последние достижения науки больше, чем любая другая отрасль техники, стимулирует развитие науки и сама быстро совершенствуется.

Специалисты далеко не единодушны в оценке перспектив развития пассажирского самолетостроения, однако все согласны с тем, что в предстоящие 20—30 лет продукция авиационной промышленности и технология авиационного производства изменяется не меньше, чем за тридцать прошедших лет. Результатом этих изменений будет дальнейшее повышение технического уровня производства, рост его технических возможностей, а также повышение качества, ресурса и надежности выпускаемых во всем мире пассажирских самолетов.

Белянин П. Н. Производство широкофюзеляжных самолетов в США — М.: Машиностроение, 1979.

Экспертиза

на главную