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飛機從設計研發到制造的流程是怎樣的?(二)

行業資訊 | 2019-06-14 145

  


  在進行波音777項目時,因為777是波音首款使用電傳操作的客機,所以波音也必需進行鐵鳥測試,用于驗證布線

  強如波音,當進入新領域,都必需按部就班,沒有一步登天。該做的測試還是要做,該花的時間還是要花。為什么頭一次做飛機的商飛這樣做時,卻引起這么大的質疑說是推遲,浪費時間?

  題外話4:ARJ21沒有造測試段(可能因為本身就來自MD的設計,上飛組裝過),后來首飛后才發現問題。C919為了則搞全機測試段,一個個大段進行測試,終于發現復合材料機翼盒不過關,被迫更改設計用鋁合金。一個是試飛后發現問題,一個是試飛前發現問題,大家覺得C919額外浪費測試段時間是否值自己判斷了。

  在這階段,試飛的原型機就會出來。這架飛機是否超重或者延期很看飛機制造商的管理水平和設計能力,A380為了減重,連液壓油管直徑都重新設計,還取消了外側引擎的反推。這個階段需要盡可能減重讓飛機符合原定性能目標,但近年的飛機往往都是超重+延期,在這個階段比較難達到原定要求。

  題外話5:787首批交付全日空的客機,超重9噸,這個是針對一架運營空重118噸的飛機而言,所以啟動用戶確實要承擔一定風險。現在批次的787依然超重4噸,但后續訂單依然保持重量增長。麥道最后一架客機MD11因超重導致達不到原計劃航程和油耗,新加坡航空直接取消了訂單,而達美則推翻整個機隊的規劃,重新去買777。雖然改進型MD11-ER已經達到之前預期,但是最終還是沒后續訂單,波音和麥道的命運差別真大。

  通常全機組裝后半年左右就會進行試飛。ARJ21整機組裝后用了1年才首飛,首飛后就進入取證階段。

  

試飛取證

  如果是波音,首飛后就按照FAA的規定進入取證階段。一些新型的客機,如777和787,FAA沒有相關條款,波音和FAA會共同針對這些新機型定制條款。在這里就需要說明一下為什么一些國家的機型取證也很快,比如巴西工業或者加拿大龐巴迪,因為他們都和美國簽有雙邊協議,該協議中FAA承認該國的航空協議達到FAA的安全標準。那么他們只需要獲得本國的安全認證,就可以自動獲得FAA認證。

  關于ARJ21和C919的認證,我不打算在這篇文章里面說明。不過要獲得這個雙邊認證,并不只是考核商飛,還是對整個民航系統的考核,包括你的驗證方式是否符合要求,要做的并不只是實驗本身,而是要怎樣組織起來做這個實驗,并且確保是正確的方式。而且需要多次試驗驗證數據的準確,大家都上過中學,應該不難理解,中學物理第一個實驗課擺錘,都要求測試3次取平均值。所以當ARJ21在2010年、2011年、2013年都在做同一個結冰試驗,那么你應該不難理解為什么了。這個情況同樣在下一篇文章再講述。

  ARJ21等自然結冰要看天。而在美國,人家有專用機庫,F-22、787都在里面模擬自然結冰,外面是夏天,里面依然可以是零下40度。數據隨時分析,不需要等返回基地再分析

 

  787在這個機庫做自然結冰測試,不用等天,想做就做

  交付培訓

  很多人會以為,交付完制造商就完事,剩下就是做售后賣零件和維修。其實是錯的,在交付前,飛機制造商還有很多工作要做,要對飛機對機場的適應能力做出評估,給出機場這種飛機的運營指引,包括裝卸貨程序等。還有是要培訓航空公司,而且這個培訓可以說是終生的,當發現問題后,都需要額外增加相應的培訓。比如說正副駕駛所負責的管理范圍,這些都必需由飛機制造商給出明確的手冊并進行培訓。當然航空公司可能會根據自己的使用經驗重新整理出一套該機型的培訓程序。

  

 

  空客A340-300的飛行手冊,對機場滑行道轉彎寬度都有明確要求,根據這個手冊,飛行員可以了解哪些滑行道不滿足轉彎要求

  所以商飛建立三個中心,其中售后中心就是針對這個培訓機制。確保航空公司都懂得正確使用飛機。
  題外話6:不要小看培訓。以前西飛和上飛之爭,上飛老說西飛不是按民航規則走,其中一條就是對配套這塊西飛不重視。比如說老運7-200在民航也有飛,但是對航空公司支持比較少,當時連快速檢查單都沒有,遇到故障飛行員只能靠經驗來判斷出什么問題。所以當飛行員聽不懂起落架英語報警聲音時,你可以簡單認為飛行員素質低,但是往深層次想,確實和西飛在這方面缺乏培訓,缺乏和航空公司的互動有關。

  參考視頻,波音給出的737正副駕駛培訓教程,這個教程修改了以往機長負責區域過多,任務過重,有可能導致客艙人力資源不平衡造成事故的可能性。作為飛機制造商,根據經驗教訓定期更新最新的培訓方式,給予客戶支持是必需

  生產優化

  客機作為一個商業項目,管理和成本控制非常重要。在這階段,需要優化生產線,提升效率。這里不得不說移動生產線,這個雖然不是波音提出,但是波音應用得最廣泛。以往生產飛機是完成一個工序才移動到下一個工位,當使用移動生產線后,讓每一個工位的時間變得固定(防止工人偷懶),變相提高了生產效率,在耗費同樣的工資和能源下,提高了產量,從而降低了生產成本。像777這樣的客機,波音在2013年月產量8.3架。

  同時還需要進行設計優化,前期批次超重的問題,都需要在后續批次中解決。結構重量比較麻煩,但是可以通過更換材料或更改設計解決。比如波音777-200ER,通過將機身地板梁換成更輕的鋁鋰合金減重。到2005年后的777-200ER,機身地板梁就更換為復合材料。A380當時承諾是滿客飛行15000公里,但是早期最大起飛重量的為560噸,滿足不了這要求。直到交付4年后,將最大起飛重量提升到575噸才能實現,阿聯酋航空用這個版本的A380飛迪拜到洛杉磯的航班。

  當C919傳出超重信息,大家都以為天要塌下來,但是看看客觀發展,飛機的持續改進就是這樣。你的幾百架訂單,每個批次都在改進,往往后續批次才是最完美的。對軍用飛機,很多人都很理解,例如F-35前批次沒有達到的作戰能力,在后續批次達到;J20有A狀態,等WS15才是真正狀態。其實這個規律對民航客機也是適用的。

  后續改進

  大家會看到飛機有后續編號,比如說A330-300,A330-200,777-300,777-300ER,其實現在的飛機都會考慮形成一個系列去適應細分市場,區別往往是座位數量和航程,座位多點航程短點或者相反。有些是為了某些特殊要求而改裝,比如說777-200LR,就是針對超遠航程進行加裝油箱,并且強化機體。所以對于一款客機而言,最重要的是機身寬度和機翼選型,這兩個參數改動就基本是一款新飛機了。

  改進型等同于機體優化,因為一款機型生命周期可能達30年之久,期間通過不段改進來提高性能。比如說A330-200,一開始只有12500公里航程,但是為了搶一部分777-200ER的市場,2012年批次的A330-200增加了起飛重量,航程也相應提升到13300公里。再如777,一開始這是一款瞄準14000公里級別的遠程客機,但是在1995年投入使用時,引擎推力還達不到要求,所以波音一開始將基本型定位在9600公里的A市場,可以跨大西洋飛行(就是國航那10架老777)。等滿足推力的引擎出來,再推出200ER,這型就是原來指標中的777。波音取巧了,好處是可以按時交付。當然只能飛9600公里的777其實性能并不占優,比A330-300成本高,所以只賣出了幾十架,大家還是需要正常版本的777-200ER。

  到了2005年有了GE90-115B這個神器,777的大改版777-200LR和777-300ER就出來了,可以說777-300ER是最完美的777,也是至今波音最賺錢的飛機。

  所以當一架飛機投入使用后,其改進型的快速跟進是必需的。相信C919出來后,C918、C920、C921都會快速成型,形成系列。

 

  剛剛下線的C919客機

  至此,一架飛機從調研到生命周期的改進流程就清晰了。選對市場,謹慎的JDP工作,務實的工程階段,持續的后續改進和人員培訓,優化管理和成本控制,都是一架民航客機成功的關鍵。

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