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未來，圍繞金屬和復(fù)合材料部件的成形、加工與裝配，飛機(jī)制造將朝著“大”、“精”、“省”的方向進(jìn)一步發(fā)展，從而帶來新的挑戰(zhàn)。針對(duì)這些趨勢(shì)和挑戰(zhàn)，本文關(guān)注了未來飛機(jī)制造的6個(gè)熱點(diǎn)主題，這些主題將是今后一段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)制造領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)，也將是航空制造業(yè)競爭力的集中體現(xiàn)。

白與黑的較量

波音787和空客A350客機(jī)在復(fù)合材料用量上的競爭一度是業(yè)界的焦點(diǎn)，也讓人們認(rèn)識(shí)到，碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)首次替代鋁合金，成為未來雙通道客機(jī)的首選材料。碳纖維復(fù)合材料這種黑色塑料似乎一夜之間橫掃了其白色前輩——鋁合金。

面對(duì)碳纖維復(fù)合材料咄咄逼人的攻勢(shì)，以美鋁公司為首的鋁合金供應(yīng)商也展開了反攻，針對(duì)復(fù)合材料的弱項(xiàng)開發(fā)更先進(jìn)的鋁合金材料。第三代鋁鋰合金就是這“白與黑的較量”中的重要籌碼。新開發(fā)的2099型鋁鋰合金，比現(xiàn)有的7150型鋁合金在對(duì)抗片狀剝落腐蝕上要高出一大截。與碳纖維復(fù)合材料相比，鋁鋰合金材料不僅氣動(dòng)性好、防腐能力強(qiáng)、可回收，并且重量還要輕10%，制造、運(yùn)行、維修成本要低30%，總體的風(fēng)險(xiǎn)更低，而且已經(jīng)用到了波音787、空客A350和龐巴迪C系列飛機(jī)上。

與此同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料制造商也在研究降低成本、提升質(zhì)量的方法。非熱壓罐（OOA）成形一直是業(yè)界創(chuàng)新研究的重點(diǎn)，包括先進(jìn)的常溫固化樹脂體系、自加熱的制造工裝，以及模壓成形、微波固化和激光固化等方法。目前在非熱壓罐領(lǐng)域，已經(jīng)取得了眾多豐碩的成果，比如洛馬制造出的先進(jìn)全復(fù)合材料運(yùn)輸機(jī)（ACCA）、波音和洛馬分別應(yīng)用非熱壓罐成形的自動(dòng)絲束鋪放（AFP）工藝制造大型部件等。此外，為了解決復(fù)合材料切削和鉆孔中的分層、速度慢和刀具磨損問題，洛馬聯(lián)合刀具供應(yīng)商開發(fā)了化學(xué)氣相沉積（CVD）金剛石涂層刀具，大大提升了加工效率和質(zhì)量；洛馬和波音還在積極破解復(fù)材-鋁/鈦金屬板材鉆孔的尺寸精度難題，并取得了積極效果。

在可預(yù)見的未來，碳纖維復(fù)合材料和先進(jìn)鋁/鋁鋰合金的競爭還會(huì)加劇，這對(duì)于飛機(jī)制造業(yè)來說是一個(gè)好消息，因?yàn)檫@個(gè)競爭將使得飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)在重量、成本、可靠性、維修性上有較大的提升和改進(jìn)空間，并給帶來他們更多的設(shè)計(jì)選擇。