在信息技术快速发展的基础上，直升机制造的过程中，信息技术的应用率也越来越高，在不断发展的过程中已经形成了较为娴熟的技术应用模式。在此基础上信息技术还推动了直升机设计理念和设计工艺的更新，再借助集成软件使一些装配环节完成了自动化操作与智能化操作，这不仅降低了人工成本，还可以在一定程度上提升直升机装配工艺的精确度，对于提升直升机的制造水平具有积极意义。
直升机装配工艺装备设计方法的探究
车春雨 李强
以往在进行直升机制造时，是通过前期设计来确定模板尺寸，之后根据具体设计参数进行零件的制作与安装，总体来说制作精确度与现阶段的制作工艺存在一定差异，且制作效率较低。而应用信息技术与多种新型技术共同进行的装配生产可以进一步提升制造效率。这也要求相关的设计人员能够细致区分新型装配工艺与传统制造工艺之间的差异，对自身的设计观念进行转变，确保能够灵活应用新技术方式进行装配生产。
模块建模中有4个重要的概念，分别为模块、需求单元、硬模块、软模块，下面结合本文研究的问题，对这4个概念进行界定。
一、直升机产品设计和工艺装备设计的过程分析
早期的直升机制造生产中，会将产品设计与工艺装备设计分离成两个独立的设计任务，往往是在产品型号以及设计方案审核通过之后，才会进入产品生产的环节，相关部门在根据产品设计内容，将具体的构件信息进行汇总之后，便会将其分解成多个生产任务，由工装生产单位完成零部件的生产与加工。具体来讲，直升机的制造过程可以分为下面几个环节：
1.设计阶段。
最初是对直升机制造理念的确定阶段，相关人员需要根据当前的航空事业发展要求，对直升机的功能性和运行标准进行分析，设计出可行性较强的制造方案。在直升机的制造目标得到确认之后，便可以有针对性的进行总体布局设计和功能设计，是对设计理念的落实阶段。
2.产品试制阶段。
在上述设计内容全部完成之后，为了验证设计方案的可行性，会对相应的设计元件进行试制，这也可以帮助完成设计方案的相关信息，确保对制作材料的合理确定。可以采用多种先进材料进行试制，对比各个材料的试验结果，选择最佳性能的材料作为最终制作用料。
3.生产阶段。
经过多年的直升机制造实践，传统设计方式已经形成了比较成熟的理论和相应的规范，这样在直升机设计时就有了更多的参考。但是，这种设计方法采用串行方法设计直升机，每一步骤都很繁琐，当完成几个步骤后，不但耗费了大量时间，而且设计人员也会感到疲惫，从而影响以下步骤的设计质量，这种问题在传统直升机设计中不可解决。采用CAD技术对直升机全机外形和内部结构数字化模型的建立，传统的工装设计方法暴露出工作效率低、设计质量欠佳和制造周期长等弱点。CAD系统应用到装配工装设计这个专业性很强的领域仍然存在很多不足，主要表现在：第一，不能完全满足工装设计思路。第二，由于直升机零件的规格、尺寸等并不是一成不变，即找不到标准模型，所以只能二次开发软件进行具体工装的三维数字化定义，效率还是达不到人们的期望。工装设计变更一般分为两种：第一，对于直升机相应部件的尺寸更改，工装设计时相应的结构、位置等也要更改。第二，直升机内部一个小零件的增加、删除或者形状的改变都可能导致总体设计的改变，这时工装布局结构就要重新设计。
二、直升机装配工艺设计的要点
应在装配前期对装配工艺做到准确选择；对于各个构件的装配状态进行合理控制，确定装配作业的准确性；对于基准数据进行有效选择，并且采取正确的定位方法，保障装配工艺设计的整体水平；合理选定装配工具和装备，为后续的装配施工质量提供保障；对于各个构件的装配顺序进行有效确认，应严格安装装配方案执行。
直升机装配工艺设计是一个“自顶向下，逐步求精”的过程，构成直升机装配工艺设计的基本单元是部件的装配工艺设计，贯穿于直升机设计、试制和批生产的全过程，为部件装配提供工艺技术上的准备。部件装配工艺设计在直升机设计、试制阶段的工作重点虽然不同，但其主要内容为：
早在魏晋南北朝时期，人们外出自驾游，往往会在马车后面悬挂一个圆圈形状的东西。不要乱猜，它当然不是像今天越野车后面的备用车胎。这个奇怪的东西名儿同样很奇怪，叫“餢鍮”，音译“布头”。实际上，它就是一种便利食品。至于制作工艺，首先发好一盆面，堆在面板上揉搓，形成一个巨大的面环。完了下到锅里炸，至金黄皮酥方可。最后捞出锅，晾掉上面的油，悬挂起来贮存。待到外出的时候，就将炸好的餢鍮挂在车后。路上累了饿了，停车歇歇脚，顺便就拿下餢鍮来啃两口，既方便又能填饱肚子。
三、设计方法与设计流程中存在的不足
进入生产阶段，即制造厂商开始制造直升机，工装部门根据图纸分配给各个生产车间工装任务，由其制造其中一部分，最后将各个部分进行组装成型。在直升机整个外形和结构设计完成之后，直升机制造单位的工艺主管人员依照产品各部分装配组成情况制订工艺方案，依据产品设计所发放的产品图纸与相关信息，确定对各类工装的需求，随后工装设计单位分派具体的工装设计任务。另外，在设计过程中为保证工装的刚度和强度，工装设计人员还要依照经验增加保险系数，还要进行产品与工装、工装与工装、产品与产品的静动态干涉检查。
四、直升机产品设计与工艺装备的并行模式分析
传统直升机设计方法采用串行方式进行，一旦某个环节出现错误，必须按顺序返回上一层重新进行相应工作，明显增加了时间成本与设计人员的负担。而在引入数字化技术后，直升机的设计工作就由串行变为并行，结构设计、总体设计、工艺设计等可以同时进行，并可以实时制定每一个产品的信息模型，在提高设计效率和质量的同时降低了研制成本。受直升机事业的发展及周期短、型号多等的影响，传统的厂所独立的直升机研制模式已经无法满足需要，一定要通过信息化手段，采用多厂所协同、联合研制的新体制，建立一个统一的协同研制环境。协同工作平台作为管理与产品和生产有关的信息与过程，是实现直升机工装设计与产品设计并行的关键中介，是解决目前问题的最优方案，也是工业生产需求与企业计算机信息化发展到一定阶段的必然结果。从而以协同工作平台为媒介，规范的三维数字化设计、并行设计为主线的全新数字化设计模式应运而生。
与未作处理的树脂面(图1)相比，35%磷酸处理的树脂面(图2)表面结构变化不大；而打磨粗糙组和打磨粗糙+酸蚀组的树脂可见裂隙及空洞样改变，但两者差别不明显(图3，4)。
结语：通过将直升机产品设计、工装设计的并行性和串行性相比之后，我们会发现并行方法大大优于传统串行方法，不但节省时间成本，而且能够提升直升机质量，并行性设计方法会是以后很长一段时间内的主流方法。以并行设计的协同来紧密连接设计单位和制造单位，共同协作完成新产品研制任务，在协同的基础上强调设计中的标准化作业，更加注重效率与质量，这对于缩短产品研发周期，快速相应市场的需求，降低研制成本，提高产品的核心竞争力都有着十分重要的意义。所以，各个企业、单位都要与时俱进，积极跟踪新技术、新方法，不断探索创新新的直升机设计、制造技术，从根本上提升自身的竞争力。
（作者单位：航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司工程技术部）
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