飛機(jī)是如何進(jìn)行“體檢”的

周勝蘭

飛機(jī)制造是一個涉及眾多環(huán)節(jié)的復(fù)雜過程，從零件生產(chǎn)到部裝，再到總裝，任何一個環(huán)節(jié)出了問題，都有可能影響飛機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量和飛行安全。因此，在飛機(jī)制造過程中，質(zhì)量檢測就顯得尤其重要。那么，飛機(jī)是如何進(jìn)行“體檢”的呢？

發(fā)展歷程

大體而言，飛機(jī)制造過程中的質(zhì)量檢測經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。

第一，目視檢測階段。在航空發(fā)展的早期階段，飛機(jī)的總體結(jié)構(gòu)比較簡單，機(jī)載設(shè)備數(shù)量少，機(jī)上操縱系統(tǒng)多為硬式拉桿或鋼索、滑輪組成，與之相適應(yīng)的檢測、維修手段也比較簡單。這一時期，對飛機(jī)承力結(jié)構(gòu)件或零部件進(jìn)行檢測的專用設(shè)備幾乎沒有，主要以目視檢測為主，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性在很大程度上依賴于檢測人員自身的技能與經(jīng)驗。

第二，模擬式設(shè)備階段。這一時期，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)及機(jī)載設(shè)備較之初期都有了很大發(fā)展，復(fù)雜程度明顯提高，檢測技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。工程師開始摸索新的檢測方法，研發(fā)出一些專業(yè)的檢測設(shè)備和儀器，如磁粉探傷儀、脈沖超聲波檢測儀和渦流探傷儀等。這些檢測設(shè)備和儀器大多以模擬電路為主，在檢測的精度及準(zhǔn)確性上仍有一定的欠缺，但較目視檢測已經(jīng)有了很大的改善。

第三，數(shù)字式設(shè)備階段。隨著飛機(jī)的技術(shù)含量不斷提高，以及在飛機(jī)制造過程中開始采用數(shù)字化技術(shù)，一些先進(jìn)的數(shù)字化檢測設(shè)備逐漸投入使用，如智能超聲波探傷儀和航空磁粉探傷儀等。這些設(shè)備和儀器普遍以數(shù)字電路為主，應(yīng)用了單片機(jī)或工控機(jī)技術(shù)，將各類飛機(jī)損傷檢測的工藝進(jìn)行編程，固化于儀器內(nèi)，利用單片機(jī)或工控機(jī)來完成損傷檢測中檢測參數(shù)的設(shè)定和結(jié)果的分析處理，降低了檢測人員的勞動強(qiáng)度，同時也減少了由人為因素導(dǎo)致的檢測誤差及錯誤，使檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性大大提高。

“體檢”項目

表面類特征檢測。在飛機(jī)裝配的過程中，主要的表面類特征包括間隙、階差、波紋度和氣動外形等。目前，國際上先進(jìn)的表面類特征檢測主要采用光學(xué)非接觸式檢測技術(shù)，檢測方式主要為攝影測量和白光測量。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征檢測。內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征包括框位、交點孔、工藝孔、關(guān)鍵飛行傳感器支架等。由于上述特征位于機(jī)體內(nèi)部，通視性較差，常規(guī)光學(xué)檢測儀器很難發(fā)揮作用。在實際檢測中，主要采用激光跟蹤儀或激光雷達(dá)等大范圍測量工具。

大部件裝配質(zhì)量檢測。飛機(jī)的大部件對接通常采用組合測量方式，主流的組合方案包括室內(nèi)GPS結(jié)合激光跟蹤儀、室內(nèi)GPS結(jié)合激光雷達(dá)等。

活動部件檢測。活動部件包括飛機(jī)的舵面、活動艙門、起落架等，通常采用動態(tài)監(jiān)測技術(shù)。動態(tài)監(jiān)測需要安裝多臺攝像機(jī)。在測量過程中，攝像機(jī)固定于工作站位，多臺攝像機(jī)共同構(gòu)成一個完整的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

發(fā)展趨勢

目前，在飛機(jī)制造領(lǐng)域應(yīng)用最廣的是數(shù)字化檢測技術(shù)。數(shù)字化檢測技術(shù)作為飛機(jī)數(shù)字化制造的重要環(huán)節(jié)，集現(xiàn)代計算機(jī)、通信、精密儀器、自動控制和管理等技術(shù)于一體，對于飛機(jī)產(chǎn)品的快速、高質(zhì)量交付，具有重要意義。

數(shù)字化檢測系統(tǒng)采用先進(jìn)的數(shù)字化測量設(shè)備為實現(xiàn)精確、快速、自動化的測量提供有力支撐。經(jīng)過多年發(fā)展，數(shù)字化檢測已逐步擺脫過去的固定式離線檢測方式，轉(zhuǎn)向檢測過程與制造過程更加一體化的便攜式在線檢測。

例如，空客在其超大型遠(yuǎn)程寬體客機(jī)A380的生產(chǎn)制造中大量使用了激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化檢測。在對A380的反推系統(tǒng)蒙皮表面進(jìn)行檢測時，空客通過升降車，利用激光雷達(dá)對反推系統(tǒng)進(jìn)行多角度測量，檢測時間僅為60分鐘，效率非常高。在787項目中，波音也大量采用激光雷達(dá)對飛機(jī)的一些部件進(jìn)行質(zhì)量檢測。例如，在對787的機(jī)身段蒙皮表面進(jìn)行形面檢測時，波音使用了3臺激光雷達(dá)，僅花費6個小時就完成了近4萬個點的檢測工作。