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空客持续推进“明日之翼”项目
http://qlidengyi.cn2020-07-31

讯:航空业界对性能和效率的要求越来越高,飞机制造商们需要采用全新的方法来设计和制造他们的核心部件——飞机机翼。从2015年起,在英国菲尔顿,空中客车的一个多功能团队正在创建并领导着一个链接整个欧洲的研发网络,致力于打造“明日之翼”项目。

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空客公司在2019年6月的巴黎航展上宣布开始组装“明日之翼”技术演示计划下的首件机翼样件——5米翼展初步试验品。

“明日之翼”研究项目旨在为下一代单通道飞机开发复合材料机翼。该项目负责人称,该计划的目标是实现机翼主要结构由碳纤维构成,而单个部件可能由先进的金属或热塑性复合材料制成。

2020年将完成三个全尺寸演示机翼的试验和组装,2022年初完成“明日之翼”项目。

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缩短产品上市时间

根据空客公布的信息,当公司决定推出下一代飞机项目时,缩短上市时间至关重要,市场的迫切需求和竞争使它需要比以往任何时候都更快地进入市场。在当今的航空业界,提高研发和生产效率是绝对必要的驱动因素。

空客公司“明日之翼”项目主管苏·帕特里奇表示,“通过我们前期的开发工作和可视化的演示,我们将了解这些技术的潜力、可扩展性和局限性。了解这些新技术的优势和局限性将为我们的下一个项目做好准备。研发的投入巨大,但它对整个公司乃至整个航空航天产业界至关重要。”

根据帕特里奇的说法,如何管理从现有机型到新一代飞机的进化对空客的业务至关重要。“我们通过执行这个前期预研计划,以便在我们推出新产品时可以在5年的产品开发周期内投入使用。我们为这个计划提供了一些重要的目标,第一个是运营成本改善目标,因为最终投入使用的产品需要比现有产品表现得更好。”

“明日之翼”计划还在研究不同的机翼外形与尺寸:长而窄的机翼有较大的展弦比,可提供高升阻比,从而显著提高燃油效率。然而,根据机场规定,机翼长度被限制在最大长度,这些机翼尖端可以在飞行前延伸并在落地后折叠。波音在777早期研发时就探讨过这样的设计,并最终在777X上应用。

帕特里奇强调:“技术提升同时能够加快速度。该计划会研发更大的、更复杂的全新机翼和新材料。同时在更高的性能目标下,还要比现在的A321机翼更低的成本。“明日之翼”计划是开发和展示实物技术以及数字化能力的绝佳工具。”

获得可预期的回报

更多的使用复合材料也为机翼设计制造提供了新的可能性。空客公司正在与英国国家复合材料中心(NCC)密切合作,以推动复合材料制造工艺的突破。

同时,英国GKN航宇公司也宣布,已经为空客的“明日之翼”项目生产了首件演示机翼的多个结构件,这些部件是翼梁部分的样品。全尺寸演示机翼将在GKN新建的技术研究中心进行试验,该中心紧邻空客位于英国布劳顿弗林特郡的机翼厂。

帕特里奇表示,“我们正在研究使用系统集成的方法,包括降低制造成本、提高生产速率以及自动化装配的新方法。我们的目标是提供三个全尺寸演示用机翼。第一个将用于测试,了解我们开发的新技术在结构方面的潜力,第二个将是包括周边装置的完整机翼,第三个将用于测试如何来提升生产速率。我们试图确定各个要素物理极限的位置,因此已经设定更激进的性能指标并形成一个研发平台。现在正在进入机翼的定义阶段,第一个演示用的主翼预计在2020年第三季度开始装配。”

基础设施与数字化系统建设

“明日之翼”计划在多年前就开始进行了大量基础设施投资。位于英国的空中客车布劳顿的机翼集成中心正在运营中,它将对机翼进行各类测试。该公司还将利用威尔士政府资助的设施。该设施位于空客布劳顿分部附近,这是空客公司将在今年第三季度搬进的新大楼以建造演示用机翼的地方,目前正在安装相关基础设施。

“通过设计整个工业系统来设计机翼,而不是仅仅设计机翼本身。我们试图找出如何制造机翼的路径。这个计划就是空客未来准备发展的工业化设计。我们不仅在为减轻重量而设计,也在为‘装配’而设计,并通过获取这些新的知识去探索如何降低风险,并将这些知识嵌入到我们下一个产品的概念设计阶段。”帕特里奇补充说,“明日之翼”是开发空中客车数字化能力并在整个过程中构建“数字孪生体”的一个工具,因此可以在整个过程中无缝地使用和进化同一组数据。我们计划的另一个关键输出以及知识和成熟技术就是“数字孪生体模型”。

新型伙伴关系

“明日之翼”计划得到了整个空客生态系统的支持,不仅在英国西南地区,还有法国、西班牙和德国等的研发团队。空客公司称其为多功能团队协作的“高地”,以推动该计划在菲尔顿与燃料系统、起落架系统方面开展紧密合作。

空客表示,“虽然NCC正在进行大量的工作,但仅英国各地就还有30多家公司作为合作伙伴也参与了‘明日之翼’计划。其中有很多现有的供应商,也有愿意参与空客新一代机翼制造的一些新供应商。这是一个真正的新型合作关系,因为我们的合作伙伴正在联合开发技术并通过参与该计划来提高与发展自己能力。我们需要使用该项目来推动技术成熟度,并留下技术档案使这些技术能够为新的项目备选。我们需要了解各类设计在提高潜在生产速率的能力,因为它是一个关键驱动因素。而且,当我们与合作伙伴一起开发新技术涉及知识产权问题时,我们还需要更合适的合同框架。”

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