Business Jet

<час />

Фон

Самолеты бизнес-класса (также известные как «бизнес-джеты») обычно перевозят 5-15 пассажиров и в основном используются в качестве транспортных средств руководителями предприятий и правительственными чиновниками.

В первые дни полетов, до Первой мировой войны, самолеты были полностью построены из дерева и холста. Их сформировали и к ним присоединились опытные мастера, многие из которых были привлечены из других профессий деревообработки. Каждый самолет был уникальным, отражая множество разных мыслей и постоянных изменений конструкции. Начало Первой мировой войны вызвало внезапный спрос на тысячи самолетов. Это означало, что предприятиям приходилось налаживать крупномасштабное производство и сборку компонентов самолетов неквалифицированными рабочими. Небольшие компании превратились в крупных производителей, способных производить большое количество различных типов самолетов.

В межвоенные годы методы создания самолетов развивались постепенно. Дерево и холст были заменены на алюминий в качестве основного конструкционного материала, в то время как дизайн улучшился, а рекорды были установлены и побиты. Монопланы (одноместные самолеты) становились более популярными, чем бипланы (двухкрылые самолеты). Для увеличения полезной нагрузки и дальности полета постоянно разрабатывались более мощные и надежные авиационные двигатели. Благодаря повышенной надежности и комфорту авиация стала более приемлемым видом грузового и пассажирского транспорта.

С приближением Великой Отечественной войны авиастроительной промышленности снова пришлось готовиться к массовому производству самолетов. Было произведено намного больше самолетов, чем во время Первой мировой войны, ведущими державами - США, Великобританией, Италией, Германией и Японией. Авиационная промышленность распространилась по всему миру и за пять лет конфликта резко изменилась. Поршневые авиационные двигатели становились крупнее и сложнее и производились в больших количествах, в то время как реактивный двигатель также разрабатывался и испытывался. Также имела место разработка радара и другой сложной электроники, в конечном итоге сформировавшая сегодня крупные отрасли авионики (авиационного электронного оборудования).

Индустрия корпоративных реактивных самолетов зародилась в середине 1950-х годов, когда были представлены модели Rockwell Sabreliner и Lock-heed JetStar. LearJet вышел на рынок бизнес-джетов в начале 1960-х годов со своей моделью 23, а в конце 1960-х за ней последовала Cessna с моделью Citation 500. Сегодня существует как минимум восемь различных американских и международных авиастроительных компаний, продающих бизнес-джеты.

Сырье

Основным материалом, используемым в производстве современных самолетов, является алюминиевый лист, заготовки и отливки, но использование композитных материалов быстро расширяется. Композиционные материалы - это конструкционные материалы, состоящие из двух или более контрастных компонентов, обычно тонких волокон или усов в связующей смоле. Композиты, такие как углеродные эпоксидные смолы, графит, стекловолокно, пластмассы, армированные углеродным волокном (CFRP), пластмассы, армированные борным волокном (BFRP) и стеклопластики (GRP), позволяют производителям создавать самолеты, которые легче и прочнее, чем модели из алюминия. Также используются стальные сплавы, титан, нержавеющая сталь и отливки из магния, но в гораздо меньших количествах.

Производственный
процесс

Самолет состоит из шести основных узлов:1) фюзеляж или корпус, 2) хвостовое оперение или хвостовое оперение, 3) крылья, 4) узлы шасси, 5) силовая установка или реактивный двигатель и 6) оперение. системы и приборы управления полетом.

Так же, как и в автомобилестроении, в авиастроении используются сборочные конвейеры. У самолетов объем производства намного меньше, но идея та же. В авиастроении ряд «позиций» и «неудач» используется для обозначения стадии сборки самолета. Например, если 16 позиций используются для изготовления самолета, 16-я позиция будет началом сборки, начиная с носовой части или наращивания лонжерона крыла, а первая позиция повлечет за собой установку двигателей и узлов гондолы ( «гондола» - обтекаемый корпус, в котором находится двигатель). Положение 0 указывает на то, что самолет "вне двери" (OTD) и готов к предполетному осмотру и летным испытаниям. «Неудачи» указывают на стадию, на которой узел или «наращивание» находится в позиции. Например, узел крыла может охватывать только одно положение, но в этом положении может быть три отклонения назад. Независимо от положения или неудачи, монтажные работы продолжаются постоянно. Даже если одна позиция может иметь больший приоритет, чем другие, другие позиции собираются одновременно, так что обе сборки будут готовы к стыковке в нужное время. Покраска и работа внутри самолета - например, добавление сидений и шкафов - выполняются в последнюю очередь, поскольку они могут варьироваться от самолета к самолету.

Производство самолета зависит от точной центровки и стыковки каждого из основных узлов. Для изготовления сборочных узлов и стыковки сборок используется серия сборочных приспособлений для пола (FAJ). Эти зажимные приспособления удерживают, поддерживают и фиксируют отдельные заготовки или узлы до тех пор, пока их нельзя будет приклепать, приклеить или закрепить болтами. Жесткость сборочных приспособлений имеет решающее значение для предотвращения перекоса, поэтому большинство этих инструментов большие и тяжелые. Некоторые приспособления установлены постоянно, а другие установлены на роликах, поэтому их можно перемещать на сборочную линию при необходимости.

Сборка фюзеляжа

Фюзеляжная группа - это первая производимая основная сборка. Группа фюзеляжа состоит из узла конструкции носовой части, узла конструкции передней кабины, узла конструкции кормовой кабины и узла хвостовой части. Самолет по сути собирается сзади вперед.

• 1 Первой собираемой частью фюзеляжа является узел ствола кормовой кабины (см. иллюстрацию с пометкой «Положение 4, отступ 0»). Ствол кабины собирается в вертикальном направлении на стапеле для сборки пола. Узел ствола кабины включает в себя все узлы рамы, обшивки и поддерживающие конструкции, необходимые для завершения сборки ствола кормовой кабины. Детали и узлы снабжены отверстиями для инструментов и локаторами, настроенными на контурные шаблоны, которые определяют чердак самолета. или контур. Затем с помощью промежуточного стапеля кормовой кабины собираются три основных компонента:ствол кормовой кабины, задняя переборка давления (которая служит границей герметичной секции фюзеляжа) и детали крепления крыла.
• 2 Далее собираются конструкции носовой и носовой частей кабины (см. «Положение 3, отступ 1»). Стенд носовой части собирает переднюю раму колесной арки, узлы обшивки и опорные конструкции. Узел для сборки передней кабины собирает раму лобового стекла, дверную раму кабины, переднюю переборку давления, опорную конструкцию и обшивку.
• 3 Передняя и кормовая секции кабины теперь соединяются с помощью приспособления для соединения с кабиной. Обе секции кабины расположены в стапеле за счет использования отверстий для инструментов, которые координируют как переднюю, так и заднюю переборки давления (см. «Положение 3, возврат 0»).
• 4 Пока строятся секции кабины, верхняя и нижняя секции хвостовой части также собираются. Приспособление для стыковки хвостового конуса используется для соединения и выравнивания подузлов верхнего и нижнего хвостового конуса (см. «Положение 2, возврат 2» и «Положение 2, возврат 1»).
• 5 Три основные секции фюзеляжа, носовая часть, носовая и кормовая части кабины в сборе и хвостовая часть расположены и собраны с помощью соединительного приспособления для фюзеляжа. Сначала в кондуктор загружаются носовая и кормовая части кабины, а затем носовая и хвостовая части. Кронштейны опоры двигателя, передняя и задняя, ​​теперь устанавливаются на несущие балки двигателя, выступающие из фюзеляжа. Монтажные отверстия также совмещаются. Они будут использоваться для крепления вертикального стабилизатора к хвостовику и задней наклонной переборке (задняя наклонная переборка «закрывает» конец хвостовой части). (См. «Положение 2, возврат 0»).

Оперение или хвостовое оперение

Оперение или хвостовое оперение - это следующая секция, которую нужно собрать. Он состоит из вертикального киля, руля направления, горизонтального стабилизатора и руля высоты. Руль направления - это основная поверхность управления для рыскания или движение из стороны в сторону, обычно используемое для поворота самолета. Два руля высоты установлены на задней кромке горизонтального стабилизатора и используются для управления тангажем или движение самолета вверх и вниз.

• 1 Приспособление для сборки рамы горизонтального стабилизатора используется для сборки узлов передней кромки и лонжерона, а также вертикальных крепежных деталей, стрингеров (алюминиевых профилей, которые используются для обеспечения структурной поддержки обшивок из листового металла), обшивок и несущих конструкций. (см. «Положение 1, возврат 2»).
• 2 Сборка рамы лифта, сборка триммера и приспособления для снятия шкуры используются для сборки правого и левого лифтов. Триммеры представляют собой подвижные поверхности управления, прикрепленные к задней кромке лифтов, используемые для удержания самолета в горизонтальном полете в условиях крейсерского полета (что-то вроде круиз-контроля в автомобиле). После того, как рама элеватора и триммеры построены, приспособление для снятия шкуры используется для сборки сборки рамы и триммеров вместе с облицовкой наконечника, передней и задней кромки.
• 3 Монтажное приспособление для вертикального оперения используется для сборки узлов передней кромки, лонжерона и склеенной обшивки, а также горизонтальных крепежных боковых пластин и опорной конструкции, необходимых для завершения вертикальной секции оперения. Места крепления в хвостовой части устанавливаются с помощью приспособления для выравнивания планера, чтобы обеспечить связь вертикального оперения с точками крепления крыла и двигателя.
• 4 Сборка рамы руля, сборка триммера и приспособления для снятия шкуры используются при сборке узла руля направления. После того, как рама руля направления и триммер завершены, приспособление для снятия шкуры используется для сборки узлов рамы и триммера вместе с облицовкой передней и задней кромки.
• 5 Оперение самолета завершается после сборки рулей высоты, горизонтального стабилизатора, вертикального стабилизатора и руля направления (руль направления обычно устанавливается последним вместе с системами управления полетом). (См. «Положение 1, Понижение 1»). Затем секция оперения стыкуется с секцией хвостовой части самолета (см. «Положение 1, отступ 0»).

Сборка крыла

Далее следует узел крыла, который обычно состоит из центральной секции крыла, внешних секций крыла, а также узлов элеронов и закрылков. Элероны представляют собой подвижные управляющие поверхности, обычно шарнирно прикрепленные к внешнему крылу, которые помогают обеспечить контроль при крене около продольной оси самолета. Закрылки представляют собой подвижные рулевые поверхности, установленные на крыле на внутренней стороне крыла с возможностью поворота вниз. Они увеличивают подъемную силу на малых скоростях и увеличивают лобовое сопротивление, позволяя самолету совершать заход на посадку с крутым уклоном без увеличения скорости полета.

• 1 Сборка рамы элеронов, а также приспособления для обшивки и заклепок используются для сборки узлов левого и правого элеронов. После того, как рама элеронов будет завершена, зажим с обшивкой и заклепками используется для загрузки рамы элерона, обшивки и удвоителей (используемых для дополнительной прочности), после чего сборка завершается клепкой. Рама элерона устанавливается путем крепления шарнирных опор, а также внутренних и внешних перемычек нервюр (нервюры являются основными конструктивными элементами, проходящими поперек элерона). Элероны обычно устанавливаются в последнюю очередь вместе с приборами управления полетом и закрылками.
• 2 сборки рамы закрылка и приспособления для обшивки используются при создании узлов левого и правого закрылков. Каркас откидной створки завершается в первую очередь. Затем зажим для обшивки закрылка собирает приклеенную верхнюю обшивку и обшивку задней кромки, секцию лонжерона закрылка, узел передней кромки и концевые нервюры и соединительные проушины.
• 3 При изготовлении подвесной секции крыла используется множество различных приспособлений для сверления, клепки и наращивания. Основным используемым инструментом является сборочное приспособление подвесного крыла, которое собирает узел переднего подвесного крыла, узел заднего лонжерона, узлы склеенной обшивки задней кромки и опорную конструкцию (см. «Положение 1, отступ 3»).
• 4 Конструкция центральной секции крыла также требует использования множества различных приспособлений для наращивания. Основным инструментом, используемым здесь, является сборочное приспособление центрального крыла, которое собирает подсборку центральной секции, конструкцию колесной арки, нервюры и обшивку в сборе и опорную конструкцию (см. «Положение 1, отступ 2»).
• 5 Сопутствующее приспособление для сборки крыла собирает левое и правое подвесные крылья с центральным крылом. Секции крыла и центроплита размещаются в стапеле с помощью локаторов и контурных досок. Сначала загружается центральная секция, а затем левое и правое подвесные крылья (см. «Положение 1, отступ 1»). Готовое крыло в сборе затем стыкуется с секцией фюзеляжа (см. «Положение 1, отступ 0»).

Сборка шасси

Есть два разных узла шасси:носовая и основная стойки шасси. В обоих используются системы втягивания с электрическим и гидравлическим приводом. Основное шасси (MLG) обычно является продольным рычагом и убирается внутрь крыла. Передняя стойка шасси (NLG) убирается вперед в носовую часть фюзеляжа и закрывается дверями. Шасси собираются отдельно от основной сборочной линии и при необходимости доставляются на конвейер, обычно при стыковке фюзеляжа и крыльев (см. «Положение 1, отступ 0»).

Силовая установка-Реактивный двигатель

Бизнес-джет обычно приводится в движение двумя турбовентиляторными реактивными двигателями, расположенными с каждой стороны задней части фюзеляжа в сборе гондол. Узлы гондолы состоят из впускной секции, капота или внешнего корпуса, секции выпускного сопла и системы стравливания воздуха, которая отводит горячий воздух к крылу и передним краям гондолы для борьбы с обледенением. Отводимый воздух также используется для обогрева и наддува кабины. Большие панели из листового металла, образующие кожух, обычно формуются в рулонах. Некоторые другие детали из листового металла, такие как носовая крышка на впускной части гондолы, формируются с использованием матрицы в вытяжном прессе. Узлы гондолы собираются отдельно от линии, а затем возвращаются для установки (см. «Положение 1, отступ 0»).

Системы управления полетом

Системы управления полетом обычно устанавливаются в последнюю очередь вместе с элеронами, закрылками и рулем направления. Есть много различных систем управления полетом, которые используются в современных самолетах. Ниже приводится неполный список основных систем:система управления элеронами; система дифферента элеронов; система скоростного тормоза; система межсоединений створок; система управления рулем направления; система управления дифферентом руля направления; система управления лифтом; система управления дифферентом лифта; система наддува; противообледенительная система лобового стекла; антиобледенительная система крыла; кислородная система; статическая система Пито. (См. «Положение 1, возврат 0»).

За дверь

Перед отправкой самолета с завода все электрические и механические системы проходят функциональные испытания. Примерами проверяемых элементов являются калибровка топлива, гидравлические системы, продувка и блокировка редуктора, сигнальные лампы и звуковые сигналы, а также авионика. После того, как двигатели и системы управления полетом будут установлены, самолет готов к выходу на испытания двигателя и летных испытаний. Перед отправкой заказчику самолет проходит многочисленные эксплуатационные и системные испытания. Перед доставкой самолет отправляется на покраску, после чего дорабатывается интерьер. (См. «Положение 0, Понижение 0»).

Контроль качества

Качество самолета зависит от хорошего дизайна, документации и электронного учета, чтобы соответствовать правилам Федерального авиационного управления (FAA) и требованиям сертификации. Перед тем, как самолет будет сертифицирован для коммерческого использования, ветровые стекла, передние кромки крыльев, двигатели и другие критически важные компоненты должны соответствовать требованиям FAR 25 (Федеральные авиационные правила). На протяжении всего производственного процесса используется множество различных форм и контрольных списков, чтобы подробно описать историю каждой изготовленной детали. Различные лабораторные испытания и стандартизированные спецификации аэрокосмических материалов были разработаны специально для самолетов. Чтобы проверить, насколько хорошо склеены панели, их помещают в резервуар для воды для ультразвукового контроля. Стресс-тестирование широко используется. Часть самолета собирается и затем помещается в испытательную установку, которая имитирует фактическое использование в различных условиях. Некоторые тесты проводятся до тех пор, пока детали не выйдут из строя, чтобы увидеть, приемлем ли расчетный коэффициент безопасности.

Побочные продукты / отходы

Законы об охране окружающей среды разработали строгие кодексы, ограничивающие потоки воды и выбросы от предприятий авиастроения. В соответствии с федеральными законами, авиастроительные компании используют меньше растворителей и ищут более эффективные способы очистки деталей, такие как системы парового обезжиривания. Алюминиевая стружка и лом являются основными побочными продуктами авиационной промышленности и перерабатываются.

Будущее

Технологические изменения - главная движущая сила развития авиастроения. Многие осуществляемые разработки включают компьютеризированный контроль и автоматизацию, предназначенные для повышения экономичности и качества, а также снижения энергопотребления и загрязнения окружающей среды. Другие сборочные операции, такие как клепка, могут стать полностью автоматизированными. «Умные» датчики - датчики с прогностическими способностями, включающими нечеткую логику и искусственный интеллект - становятся все более распространенными. Искусственный интеллект или «нечеткое управление» позволяют датчикам прогнозировать изменения, необходимые в настройках, в связи с изменениями нагрузки или объема производства. Помимо этих разработок, растущие экономические и экологические потребности приведут к дальнейшим техническим усовершенствованиям в производстве самолетов.