飞机制造过程的三个发展阶段介绍

飞机制造是一个涉及众多环节的复杂过程，从零件生产到部装，再到总装，任何一个环节出了问题都有可能影响飞机的产品质量和飞行安全，因此，在飞机制造过程中质量检测就显得尤其重要。那飞机是如何进行“体检”的呢？

图：飞机是如何进行“体检”的？

“解密”大飞机

发展历程

大体而言，飞机制造过程中的质量检测经历了三个发展阶段。

第一，目视检测阶段。在航空发展的早期阶段，飞机的总体结构比较简单，机载设备数量少，机上操纵系统多为硬式拉杆或钢索、滑轮组成，与之相适应的检测、维修手段也比较简单。这一时期，对飞机承力结构件或零部件进行检测的专用设备几乎没有，主要以目视检测为主，检测结果的准确性和可靠性在很大程度上依赖于检测人员自身的技能与经验。

第二，模拟式设备阶段。这一时期，飞机的结构及机载设备较之初期都有了很大发展，复杂程度明显提高，检测技术也得到了相应的发展。工程师开始摸索新的检测方法，研发出一些专业的检测设备和仪器，如磁粉探伤仪、脉冲超声波检测仪和涡流探伤仪等。这些检测设备和仪器大多以模拟电路为主，在检测的精度及准确性上仍有一定的欠缺，但较目视检测已经有了很大的改善。

第三，数字式设备阶段。随着飞机的技术含量不断提高，以及在飞机制造过程中开始采用数字化技术，一些先进的数字化检测设备逐渐投入使用，如智能超声波探伤仪和航空磁粉探伤仪等。这些设备和仪器普遍以数字电路为主，应用了单片机或工控机技术，将各类飞机损伤检测的工艺进行编程，固化于仪器内，利用单片机或工控机来完成损伤检测中检测参数的设定和结果的分析处理，降低了检测人员的劳动强度，同时也减少了由人为因素导致的检测误差及错误，使检测结果的准确性和可靠性大大提高。

图：飞机是如何进行“体检”的？

“体检”项目

表面类特征检测。在飞机装配的过程中，主要的表面类特征包括间隙、阶差、波纹度和气动外形等。目前，国际上先进的表面类特征检测主要采用光学非接触式检测技术，检测方式主要为摄影测量和白光测量。

内部结构特征检测。内部结构特征包括框位、交点孔、工艺孔、关键飞行传感器支架等。由于上述特征位于机体内部，通视性较差，常规光学检测仪器很难发挥作用。在实际检测中，主要采用激光跟踪仪或激光雷达等大范围测量工具。

大部件装配质量检测。飞机的大部件对接通常采用组合测量方式，主流的组合方案包括室内GPS结合激光跟踪仪、室内GPS结合激光雷达等。

活动部件检测。活动部件包括飞机的舵面、活动舱门、起落架等，通常采用动态监测技术。动态监测需要安装多台摄像机。在测量过程中，摄像机固定于工作站位，多台摄像机共同构成一个完整的动态监测系统。

图：飞机是如何进行“体检”的？ 

目前，在飞机制造领域应用最广的是数字化检测技术。数字化检测技术作为飞机数字化制造的重要环节，集现代计算机、通信、精密仪器、自动控制和管理等技术于一体，对于飞机产品的快速、高质量交付，具有重要意义。

数字化检测系统采用先进的数字化测量设备为实现精确、快速、自动化的测量提供有力支撑。经过多年发展，数字化检测已逐步摆脱过去的固定式离线检测方式，转向检测过程与制造过程更加一体化的便携式在线检测。

例如，空客在其超大型远程宽体客机A380的生产制造中大量使用了激光雷达技术进行数字化检测。在对A380的反推系统蒙皮表面进行检测时，空客通过升降车，利用激光雷达对反推系统进行多角度测量，检测时间仅为60分钟，效率非常高。在787项目中，波音也大量采用激光雷达对飞机的一些部件进行质量检测。例如，在对787的机身段蒙皮表面进行形面检测时，波音使用了3台激光雷达，仅花费6个小时就完成了近4万个点的检测工作。