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【航空科普】飞机从设计研发到制造的流程!

时间:2019-06-08 23:23来源:飞机维修砖家 作者:中国航空

通常全机组装后半年左右就会进行试飞。ARJ21整机组装后用了1年才首飞,首飞后就进入取证阶段。

试飞取证

如果是波音,首飞后就按照FAA的规定进入取证阶段。一些新型的客机,如777和787,FAA没有相关条款,波音和FAA会共同针对这些新机型定制条款。在这里就需要说明一下为什么一些国家的机型取证也很快,比如巴西工业或者加拿大庞巴迪,因为他们都和美国签有双边协议,该协议中FAA承认该国的航空协议达到FAA的安全标准。那么他们只需要获得本国的安全认证,就可以自动获得FAA认证。

关于ARJ21和C919的认证,我不打算在这篇文章里面说明。不过要获得这个双边认证,并不只是考核商飞,还是对整个民航系统的考核,包括你的验证方式是否符合要求,要做的并不只是实验本身,而是要怎样组织起来做这个实验,并且确保是正确的方式。而且需要多次试验验证数据的准确,大家都上过中学,应该不难理解,中学物理第一个实验课摆锤,都要求测试3次取平均值。所以当ARJ21在2010年、2011年、2013年都在做同一个结冰试验,那么你应该不难理解为什么了。这个情况同样在下一篇文章再讲述。

不得不说美国就是牛,玩航空几十年,很多验证手段都很完善。ARJ21等自然结冰要看天。而在美国,人家有专用机库,F-22、787都在里面模拟自然结冰,外面是夏天,里面依然可以是零下40度。数据随时分析,不需要等返回基地再分析

787在这个机库做自然结冰测试,不用等天,想做就做

交付培训

很多人会以为,交付完制造商就完事,剩下就是做售后卖零件和维修。其实是错的,在交付前,飞机制造商还有很多工作要做,要对飞机对机场的适应能力做出评估,给出机场这种飞机的运营指引,包括装卸货程序等。还有是要培训航空公司,而且这个培训可以说是终生的,当发现问题后,都需要额外增加相应的培训。比如说正副驾驶所负责的管理范围,这些都必需由飞机制造商给出明确的手册并进行培训。当然航空公司可能会根据自己的使用经验重新整理出一套该机型的培训程序。

空客A340-300的飞行手册,对机场滑行道转弯宽度都有明确要求,根据这个手册,飞行员可以了解哪些滑行道不满足转弯要求

所以商飞建立三个中心,其中售后中心就是针对这个培训机制。确保航空公司都懂得正确使用飞机。

题外话6:不要小看培训。以前西飞和上飞之争,上飞老说西飞不是按民航规则走,其中一条就是对配套这块西飞不重视。比如说老运7-200在民航也有飞,但是对航空公司支持比较少,当时连快速检查单都没有,遇到故障飞行员只能靠经验来判断出什么问题。所以当飞行员听不懂起落架英语报警声音时,你可以简单认为飞行员素质低,但是往深层次想,确实和西飞在这方面缺乏培训,缺乏和航空公司的互动有关。

参考视频,波音给出的737正副驾驶培训教程,这个教程修改了以往机长负责区域过多,任务过重,有可能导致客舱人力资源不平衡造成事故的可能性。作为飞机制造商,根据经验教训定期更新最新的培训方式,给予客户支持是必需

生产优化

客机作为一个商业项目,管理和成本控制非常重要。在这阶段,需要优化生产线,提升效率。这里不得不说移动生产线,这个虽然不是波音提出,但是波音应用得最广泛。以往生产飞机是完成一个工序才移动到下一个工位,当使用移动生产线后,让每一个工位的时间变得固定(防止工人偷懒),变相提高了生产效率,在耗费同样的工资和能源下,提高了产量,从而降低了生产成本。像777这样的客机,波音在2013年月产量8.3架。

同时还需要进行设计优化,前期批次超重的问题,都需要在后续批次中解决。结构重量比较麻烦,但是可以通过更换材料或更改设计解决。比如波音777-200ER,通过将机身地板梁换成更轻的铝锂合金减重。到2005年后的777-200ER,机身地板梁就更换为复合材料。A380当时承诺是满客飞行15000公里,但是早期最大起飞重量的为560吨,满足不了这要求。直到交付4年后,将最大起飞重量提升到575吨才能实现,阿联酋航空用这个版本的A380飞迪拜到洛杉矶的航班。

当C919传出超重信息,大家都以为天要塌下来,但是看看客观发展,飞机的持续改进就是这样。你的几百架订单,每个批次都在改进,往往后续批次才是最完美的。对军用飞机,很多人都很理解,例如F-35前批次没有达到的作战能力,在后续批次达到;J20有A状态,等WS15才是真正状态。其实这个规律对民航客机也是适用的。

后续改进

大家会看到飞机有后续编号,比如说A330-300,A330-200,777-300,777-300ER,其实现在的飞机都会考虑形成一个系列去适应细分市场,区别往往是座位数量和航程,座位多点航程短点或者相反。有些是为了某些特殊要求而改装,比如说777-200LR,就是针对超远航程进行加装油箱,并且强化机体。所以对于一款客机而言,最重要的是机身宽度和机翼选型,这两个参数改动就基本是一款新飞机了。

改进型等同于机体优化,因为一款机型生命周期可能达30年之久,期间通过不段改进来提高性能。比如说A330-200,一开始只有12500公里航程,但是为了抢一部分777-200ER的市场,2012年批次的A330-200增加了起飞重量,航程也相应提升到13300公里。再如777,一开始这是一款瞄准14000公里级别的远程客机,但是在1995年投入使用时,引擎推力还达不到要求,所以波音一开始将基本型定位在9600公里的A市场,可以跨大西洋飞行(就是国航那10架老777)。等满足推力的引擎出来,再推出200ER,这型就是原来指标中的777。波音取巧了,好处是可以按时交付。当然只能飞9600公里的777其实性能并不占优,比A330-300成本高,所以只卖出了几十架,大家还是需要正常版本的777-200ER。

到了2005年有了GE90-115B这个神器,777的大改版777-200LR和777-300ER就出来了,可以说777-300ER是最完美的777,也是至今波音最赚钱的飞机。

所以当一架飞机投入使用后,其改进型的快速跟进是必需的。相信C919出来后,C918、C920、C921都会快速成型,形成系列。

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