第一千四十五章 航空航天霸權
更新時間:2020-12-11 作者:安溪柚
騰飛我的航空時代 第一千四十五章 航空航天霸權
“我們一般不叫AFP，而是稱作NB系列自動碳纖維絲鋪放機床。” 莊建業笑容謙遜，神態溫和，半點兒沒有以往那種有點兒東風就飄上天的既視感，但這話聽到老韋的耳朵里，卻無異于是一記驚雷。 自動碳纖維絲鋪放機床，英文稱之為AutomatedFiberPlacement縮寫為AFP，也就是自動鋪絲機的簡稱。 其作用主要用于飛機、火箭、導彈等航空器或航空器復雜曲面的碳纖維復合材料的鋪放成型。 屬于航空航天制造領域最為高端的一類核心設備。 也正因為如此，碳纖維復合材料即便誕生了將近40年，各國也陸陸續續將其應用到各類航空航天產品中。 可真正能把這種新材料應用好的國家卻并不多。 這就好比麻將人人會打，但真正能每把穩贏的牌中高手鳳毛麟角是一個道理，其本身也是有高低差別，強弱之分的。 在碳纖維復合材料的實際應用和成型產品制造也是一樣。 最低級的便是利用碳纖維復合材料生產廠生產的預制碳纖維復合材料織物，利用環氧樹脂為粘合劑，根據模具形狀，用人工一層一層的貼敷、壓實，然后送入熱壓灌定型。 次一級的是碳纖維復合材料自動纏繞機，誕生于70年代，主要用于遠程彈道導彈彈體的制造，以此降低導彈總體的結構重量，提高有效載荷。 美國的C—4潛射彈道導彈，D—5潛射彈道導彈，法國的M—45和正在研制的M—51兩款潛射彈道導彈都采用彈體碳纖維自動纏繞工藝來生產彈體。 然而碳纖維復合材料自動纏繞機雖然能夠生產諸如彈體這樣規整的圓形部件，但單體內的襯板、飛機上的機翼、尾翼、方向舵等平面部件卻無法制造，還需要人工用碳纖維織物一層一層的鋪設。 先不說人工費有多昂貴，也不提人工的失誤率，就說碳纖維織物在鋪設時多出的邊角料要被割掉報廢的廢品率就是個不小的數字。 于是從80年代開始，歐美便采用自動碳纖維復合材料帶層輔機床，簡稱自動輔帶機，英文縮寫ATL，作為航空航天平面板材的自動加工設備，用于取代人工生產。 該設備核心是前端的機床輔帶頭，它是集帶料運輸、加熱、施壓貼緊、剪切、重送為一體的專業化帶鋪設備。 正是有了這樣的設備，才可以完成除了熱壓灌加固外，所有之前需要人工參與的鋪設、粘連、剪切、壓緊、成型等所有工藝。 不僅如此，由于自動輔帶機自動化使得用這類設備加工碳纖維部件效率成倍的提高。 因為一般來說，人工鋪放生產率平均為0.51.2公斤\\小時，采用自動輔帶機鋪放則可達到20公斤\\小時的生產率，足足是人工的20倍。 至于精度就更不用說，最熟練的鋪放工人也只能做到正負3毫米的誤差，而自動輔帶機則可做到正負1.3毫米。 耗材方面也是一樣，人工鋪設平均是35的耗材，而自動輔帶機的損耗只有5，這對平均價格在280美元\\公斤的碳纖維復合材料來說，絕對是很劃得來的。 正是有著種種好處，自動輔帶機一經問世便迅速成為歐美航空巨頭的寵兒，并很快應用到實際生產中，比如說空客的A330的垂尾、美國波音777的兩側機翼和方向舵、F—22和F—18戰斗機的蓬皮等等。 不過自動輔帶機雖好，做個平面部件還行，但復雜的曲面就玩兒不轉了，而航空器和航天器上還有很多O型部件、C型部件、雷達罩以及機頭等需要保證流線型的復雜曲面。 于是歐美的工程師便將自動纏繞機與自動輔帶機結合，利用機械領域的多軸聯動和數控基礎打造出更為先進的，也是迄今為止適應性最強的自動鋪絲機。 以此來解決航空器和航天器上復雜曲面結構的碳纖維復合材料的鋪放加工。 在這方面，美國波音走在最前面，在八十年代中期就開發出能夠實際應用的自動鋪絲機，到了八十年末，波音將該技術轉讓給美國的3I公司，使其實現商用化，至此自動鋪絲機這項碳纖維復合材料最為頂尖的加工設備便被美國所壟斷。 于是從九十年代開始，波音、洛 馬、諾格等航空航天巨頭可以肆無忌憚的增加碳纖維復合材料在航空器上的用量，根本不考慮會不會因為解構形狀而無法加工，因為美國人已經在這方面取得了制造工藝上的突破，就可以為所欲為。 什么波音777，波音787，F—22，B—2想造就造。 相比之下，歐洲就沒這么隨心所欲了，他們只停留在自動輔帶機階段，特別是西班牙和意大利，這兩個國家在龍門式自動輔帶機上技術和經驗甚至比美國還要強上一籌，可惜的是，他們在自動鋪絲機上被美國甩開，因此，在航空制造上總是被美國壓半拍兒。 俄羅斯，包括沒解體前的蘇聯，在碳纖維復合材料上本就不如歐美，專業加工設備方面就跟不說了，早就被甩開十萬八千里，目前只具備自動纏繞機用于遠程導彈的生產。 國內的情況跟俄國差不多，只具備少量的自動纏繞機，可以實現遠程導彈彈體的自動化生產，其余的需要碳纖維復合材料的地方，幾乎100都是用人工來生產，不但效率低，良品率不高不說，總體的成本還居高不下。 更重要的是生產周期長。 不說別的，美國生產一副F—22的復合材料垂尾只需2個操作員3個工作日，國內生產比垂尾小數倍的蘇—27水平尾翼卻需要四個8人班組三班倒一個星期才能做出來。 2個操作員3個工作日VS四個8人班組三班倒一個星期 孰優孰劣一目了然。 正因為有著如此巨大的優勢，國際航空航天業內將自動鋪絲機稱為航空航天霸權，因為一旦擁有這樣的設備，就可在航空航天制造領域具備無可睥睨的技術優勢。 而現如今只有美國具備這樣的霸權，換句話說，只有美國在麻將桌上打一次贏一次，其他人連贏的機會都沒有。 老韋作為軍事科學院專門從事航空航天應用生產研究的專家，本以為這輩子都與這種航空航天霸權無緣，結果聽莊建業這么一說，老韋敏銳的感覺到，似乎自己國家也能在麻將桌上小胡幾把，但又有些不確定，便顫巍巍的小心問道：“小莊，你們真做出自動鋪絲機了？” 莊建業誠懇的點頭：“是的，要不各位首長一起去瞧瞧？” 騰飛我的航空時代 第一千四十五章 航空航天霸權
“我們一般不叫AFP，而是稱作NB系列自動碳纖維絲鋪放機床。” 莊建業笑容謙遜，神態溫和，半點兒沒有以往那種有點兒東風就飄上天的既視感，但這話聽到老韋的耳朵里，卻無異于是一記驚雷。 自動碳纖維絲鋪放機床，英文稱之為AutomatedFiberPlacement縮寫為AFP，也就是自動鋪絲機的簡稱。 其作用主要用于飛機、火箭、導彈等航空器或航空器復雜曲面的碳纖維復合材料的鋪放成型。 屬于航空航天制造領域最為高端的一類核心設備。 也正因為如此，碳纖維復合材料即便誕生了將近40年，各國也陸陸續續將其應用到各類航空航天產品中。 可真正能把這種新材料應用好的國家卻并不多。 這就好比麻將人人會打，但真正能每把穩贏的牌中高手鳳毛麟角是一個道理，其本身也是有高低差別，強弱之分的。 在碳纖維復合材料的實際應用和成型產品制造也是一樣。 最低級的便是利用碳纖維復合材料生產廠生產的預制碳纖維復合材料織物，利用環氧樹脂為粘合劑，根據模具形狀，用人工一層一層的貼敷、壓實，然后送入熱壓灌定型。 次一級的是碳纖維復合材料自動纏繞機，誕生于70年代，主要用于遠程彈道導彈彈體的制造，以此降低導彈總體的結構重量，提高有效載荷。 美國的C—4潛射彈道導彈，D—5潛射彈道導彈，法國的M—45和正在研制的M—51兩款潛射彈道導彈都采用彈體碳纖維自動纏繞工藝來生產彈體。 然而碳纖維復合材料自動纏繞機雖然能夠生產諸如彈體這樣規整的圓形部件，但單體內的襯板、飛機上的機翼、尾翼、方向舵等平面部件卻無法制造，還需要人工用碳纖維織物一層一層的鋪設。 先不說人工費有多昂貴，也不提人工的失誤率，就說碳纖維織物在鋪設時多出的邊角料要被割掉報廢的廢品率就是個不小的數字。 于是從80年代開始，歐美便采用自動碳纖維復合材料帶層輔機床，簡稱自動輔帶機，英文縮寫ATL，作為航空航天平面板材的自動加工設備，用于取代人工生產。 該設備核心是前端的機床輔帶頭，它是集帶料運輸、加熱、施壓貼緊、剪切、重送為一體的專業化帶鋪設備。 正是有了這樣的設備，才可以完成除了熱壓灌加固外，所有之前需要人工參與的鋪設、粘連、剪切、壓緊、成型等所有工藝。 不僅如此，由于自動輔帶機自動化使得用這類設備加工碳纖維部件效率成倍的提高。 因為一般來說，人工鋪放生產率平均為0.51.2公斤\\小時，采用自動輔帶機鋪放則可達到20公斤\\小時的生產率，足足是人工的20倍。 至于精度就更不用說，最熟練的鋪放工人也只能做到正負3毫米的誤差，而自動輔帶機則可做到正負1.3毫米。 耗材方面也是一樣，人工鋪設平均是35的耗材，而自動輔帶機的損耗只有5，這對平均價格在280美元\\公斤的碳纖維復合材料來說，絕對是很劃得來的。 正是有著種種好處，自動輔帶機一經問世便迅速成為歐美航空巨頭的寵兒，并很快應用到實際生產中，比如說空客的A330的垂尾、美國波音777的兩側機翼和方向舵、F—22和F—18戰斗機的蓬皮等等。 不過自動輔帶機雖好，做個平面部件還行，但復雜的曲面就玩兒不轉了，而航空器和航天器上還有很多O型部件、C型部件、雷達罩以及機頭等需要保證流線型的復雜曲面。 于是歐美的工程師便將自動纏繞機與自動輔帶機結合，利用機械領域的多軸聯動和數控基礎打造出更為先進的，也是迄今為止適應性最強的自動鋪絲機。 以此來解決航空器和航天器上復雜曲面結構的碳纖維復合材料的鋪放加工。 在這方面，美國波音走在最前面，在八十年代中期就開發出能夠實際應用的自動鋪絲機，到了八十年末，波音將該技術轉讓給美國的3I公司，使其實現商用化，至此自動鋪絲機這項碳纖維復合材料最為頂尖的加工設備便被美國所壟斷。 于是從九十年代開始，波音、洛 馬、諾格等航空航天巨頭可以肆無忌憚的增加碳纖維復合材料在航空器上的用量，根本不考慮會不會因為解構形狀而無法加工，因為美國人已經在這方面取得了制造工藝上的突破，就可以為所欲為。 什么波音777，波音787，F—22，B—2想造就造。 相比之下，歐洲就沒這么隨心所欲了，他們只停留在自動輔帶機階段，特別是西班牙和意大利，這兩個國家在龍門式自動輔帶機上技術和經驗甚至比美國還要強上一籌，可惜的是，他們在自動鋪絲機上被美國甩開，因此，在航空制造上總是被美國壓半拍兒。 俄羅斯，包括沒解體前的蘇聯，在碳纖維復合材料上本就不如歐美，專業加工設備方面就跟不說了，早就被甩開十萬八千里，目前只具備自動纏繞機用于遠程導彈的生產。 國內的情況跟俄國差不多，只具備少量的自動纏繞機，可以實現遠程導彈彈體的自動化生產，其余的需要碳纖維復合材料的地方，幾乎100都是用人工來生產，不但效率低，良品率不高不說，總體的成本還居高不下。 更重要的是生產周期長。 不說別的，美國生產一副F—22的復合材料垂尾只需2個操作員3個工作日，國內生產比垂尾小數倍的蘇—27水平尾翼卻需要四個8人班組三班倒一個星期才能做出來。 2個操作員3個工作日VS四個8人班組三班倒一個星期 孰優孰劣一目了然。 正因為有著如此巨大的優勢，國際航空航天業內將自動鋪絲機稱為航空航天霸權，因為一旦擁有這樣的設備，就可在航空航天制造領域具備無可睥睨的技術優勢。 而現如今只有美國具備這樣的霸權，換句話說，只有美國在麻將桌上打一次贏一次，其他人連贏的機會都沒有。 老韋作為軍事科學院專門從事航空航天應用生產研究的專家，本以為這輩子都與這種航空航天霸權無緣，結果聽莊建業這么一說，老韋敏銳的感覺到，似乎自己國家也能在麻將桌上小胡幾把，但又有些不確定，便顫巍巍的小心問道：“小莊，你們真做出自動鋪絲機了？” 莊建業誠懇的點頭：“是的，要不各位首長一起去瞧瞧？” 騰飛我的航空時代 第一千四十五章 航空航天霸權
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