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應(yīng)對輕量化及標(biāo)準(zhǔn)化的挑戰(zhàn)
2017-12-13 14:31:26
今年五月，中國首款國產(chǎn)大型客機C919在上海成功首飛，令中國躋身少數(shù)可以自主制造大型飛機國家的行列。目前，C919大型客機的國內(nèi)外用戶達到24家，訂單總數(shù)達到600架。中國國產(chǎn)大型客機對準(zhǔn)未來20年中國逾6000架新飛機的需求，以及4年內(nèi)全球渴求逾萬架新飛機，合共逾2萬億美元的龐大市場。中國客機要成功打入國際市場，仍有一段路要走，包括必須在耗油量及維護成本上與對手競爭，并取得歐洲、美國和其他地方的安全監(jiān)管機構(gòu)對飛機進行的認證。現(xiàn)時全球航空業(yè)在客機設(shè)計及制造上使用的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計策略，將有助中國客機更快打進國際市場。
為了應(yīng)對燃料成本的上漲，大型航空公司正在集中精力重新設(shè)計其機群，以降低總體重量，優(yōu)化燃油消耗并改善乘客體驗。輕型復(fù)合材料與工程合金被用于飛機設(shè)計的各個方面，包括外部結(jié)構(gòu)件以至飛機機艙模塊和座椅。展望未來，輕型化趨勢將繼續(xù)影響飛機內(nèi)部設(shè)計、制造、維護和乘客接觸點等各個方面。中國飛機制造業(yè)在輕型化上亦應(yīng)與業(yè)界看齊。
隨著輕型飛機生產(chǎn)的迅猛增加，飛機原始設(shè)備生產(chǎn)商正在不斷探索能提高乘客體驗，同時降低制造成本的新途徑。對于設(shè)計工程師而言，這意味著采購的部件，不僅要能滿足最終用戶對質(zhì)量和可用性的期望，而且還可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，令部件能應(yīng)用于整個機艙的各個部份，如座椅、檢修面板、存儲設(shè)備和廚房等，并大大降低部件驗證所需的時間與成本。
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計策略的優(yōu)勢
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計策略能應(yīng)用在飛機設(shè)計與制造的各個層面。例如在設(shè)計飛機內(nèi)部應(yīng)用時，選擇經(jīng)過驗證的鎖定與鉸接解決方案，可節(jié)省設(shè)計與驗證的時間和成本。通過使用這些已經(jīng)過驗證的解決方案，產(chǎn)品開發(fā)團隊在設(shè)計流程開始階段，便已無需擔(dān)心部件的質(zhì)量與安全問題，而可以專注于更為重要的設(shè)計領(lǐng)域。這提高了新產(chǎn)品開發(fā)的成本效益，因為它減少了因重復(fù)設(shè)計，而導(dǎo)致的額外設(shè)計、分析和產(chǎn)品驗證成本。
索斯科的定位技術(shù)鉸鏈和顯示器支架符合人工體學(xué)設(shè)計，為機艙座椅的頭枕、飛行娛樂系統(tǒng)、托盤、衛(wèi)生間和廚房等應(yīng)用提升乘客的舒適度、功能性及可用性。
航空業(yè)的原始設(shè)備生產(chǎn)商亦意識到投資擁有更高產(chǎn)量的模具，能降低總體項目成本。例如，使用塑料模制和壓鑄部件，在完成初始的模具投資后，以后的部件制造成本會顯著降低，這與為每個獨立應(yīng)用而使用 CNC 制造部件正好相反。注塑與鑄造產(chǎn)品不僅制造速度更快，而且通過適當(dāng)?shù)哪＞吡鞣治龊凸ぞ呷⌒荆芍圃斐龈p及更堅固的部件。
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計除了節(jié)省成本與時間外，原設(shè)備生產(chǎn)商還可以將同一個解決方案，應(yīng)用于多個飛機平臺上，大大地縮短并簡化產(chǎn)品的驗證過程。另一項靈活性體現(xiàn)于僅通過修改產(chǎn)品的 A面，來改變產(chǎn)品樣式的能力。這項靈活性能保證部件擁有經(jīng)過驗證的高質(zhì)量，同時能滿足不同飛機的內(nèi)部設(shè)計要求。
索斯科的 R4-EM 9 系列電子轉(zhuǎn)動門鎖通過微處理器來控制驅(qū)動機制，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和開鎖控制，可應(yīng)用于頭頂行李艙、氧氣釋放系統(tǒng)、廚房設(shè)備等，在飛機起飛、滑行、著陸或遇上湍流時保持門鎖的鎖定狀態(tài)，提升乘客和機組人員的安全。
在飛機內(nèi)乘客與設(shè)備互動的地方，例如座椅、屏幕及各種艙內(nèi)應(yīng)用，工程師能使用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的部件增強設(shè)備及應(yīng)用的功能。由于這些經(jīng)過驗證的標(biāo)準(zhǔn)化部件具有高度可靠性，乘客良好的使用體驗將會加強他們對航空公司的正面觀感。例如，設(shè)計不善座椅及屏幕在運行過程中會發(fā)出咔嗒聲或刺耳噪音，這會令乘客擔(dān)憂飛機機械設(shè)備的可靠性。相反，高質(zhì)量和可靠性的活動裝置，可大大改善乘客的整體飛行體驗。
改善人體工學(xué)及簡單易用
使用輕型的部件雖然優(yōu)點眾多，但由于部件較輕，質(zhì)感也不同，當(dāng)乘客使用時可能將較輕的重量與較低的質(zhì)量聯(lián)系起來。例如塑料刀義感覺上便較一般刀義便宜及質(zhì)量低。然而，在這些輕型化的應(yīng)用中增加標(biāo)準(zhǔn)化扭矩鉸鏈解決方案，可提升乘客的使用體驗。這些扭矩鉸鏈解決方案可讓乘客更容易及準(zhǔn)確地調(diào)較如屏幕及頭枕的角度，并減低調(diào)較時產(chǎn)生的振動，達致更佳的體驗。
例如，位置控制鉸鏈加入了增強摩擦力的設(shè)計，在鉸鏈活動時可持續(xù)提供阻力，當(dāng)用戶打開輕型塑料臺面時，臺面感覺更重和更結(jié)實。此類位置控制技術(shù)還可就應(yīng)用的重量和功能，調(diào)較適當(dāng)?shù)呐ぞ刈枇Γ€可用于打開及關(guān)閉不同方向的應(yīng)用，設(shè)計非對稱阻力的版本。
此外，扭矩鉸鏈還可應(yīng)用在新一代的飛行娛樂系統(tǒng)。傳統(tǒng)飛行娛樂系統(tǒng)要直接安裝在座椅上，但新一代系統(tǒng)將設(shè)置于扶手或座椅背后，在不使用時可輕松折疊和收起，并能與個人電子器材結(jié)合使用。扭矩鉸鏈能為平板電腦或智能手機等器材提供準(zhǔn)確及可靠的定位功能，并可防止在飛行途中因指尖觸碰或振動而移位。而經(jīng)預(yù)先驗證、標(biāo)準(zhǔn)化的扭矩鉸鏈將大量節(jié)省所需的設(shè)計及驗證時間。
提高飛行途中的安全性
飛行安全對乘客至關(guān)重要。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計策略可用來解決機艙內(nèi)的安全挑戰(zhàn)。例如機艙行李箱使用最新電子鎖，除了提供了一種簡單、易用的保安解決方案，還可實現(xiàn)遠程門禁控制，進一步提高安全性。這些電子鎖能隱蔽地安裝在機艙上的門或面板內(nèi)，確保不會破壞機艙優(yōu)美的設(shè)計。
除了安全可靠和具有遠程門禁控制功能，電子門禁解決方案還可節(jié)省空間及降低功耗。最新的電子門禁解決方案操作功率很低，意味只需耗用機上更少的電量并減少對電力系統(tǒng)的需求，并讓出額外電量給其他新增應(yīng)用，航空公司能進一步為乘客提供更好的體驗。
總結(jié)
中國客機生產(chǎn)正進入沖刺階段，輕量化及標(biāo)準(zhǔn)化是當(dāng)今飛機設(shè)計的大趨勢，在設(shè)計上若能融大這兩大元素，將能增強在國際市場的競爭力。航空航天業(yè)原始設(shè)備生產(chǎn)商正尋找創(chuàng)新的生產(chǎn)方法滿足市場需求，同時亦確?？蜋C內(nèi)各個與乘客互動的接觸點安全可靠。輕量化及標(biāo)準(zhǔn)化的工程方案能降低機上各種應(yīng)用的重量，最終有助于降低大型飛機的運營和燃料成本。這些經(jīng)驗證的標(biāo)準(zhǔn)方案，能減輕工程師的工作負擔(dān)并提升設(shè)計的靈活性，長遠而言將節(jié)省更多成本，并最終能增強用戶的使用體驗。

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