飛行器製造工程
飛行器製造工程
以一般機械製造工程為基礎,廣泛吸收各種先進技術和科學理論的成果,針對飛行器的特點研究各種製造方法的機理和應用,探求製造過程的規律,合理利用資源,經濟而高效率地製造先進優質飛行器的一門技術科學。它是實現人類航空航天理想,使先進的設計思想變成現實的重要保證。
本專業屬於國家重點學科,是國家國防重點建設專業,陝西省名牌專業。面向航空、航天等製造領域,培養掌握先進航空製造技術、計算機技術和現代管理技術的複合型高級人才。學生畢業後主要從事現代飛機製造、計算機輔助設計與製造(CAD/CAM)、先進集成製造、模具設計與製造、數字化裝備製造等領域的研究、生產和管理工作。
本專業學生主要學習自然科學基礎知識、製造工程基本理論和飛行器製造的基本理論和知識,並通過各種實踐性教學環節,培養學生運用所學的基本知識和技能,分析和解決飛行器製造工程中實際問題的能力。
主要專業課程:航空製造工程概論、計算機輔助技術概論、計算機圖形學、結構有限元法、金屬塑性成形原理、飛機裝配工藝學、計算機輔助幾何造型技術、計算機輔助製造、模具設計與製造、塑性成形有限元法以及飛機鈑金成形工藝等課程。
主要實踐性教學環節:包括金工實習、機械課程設計、計算機應用、專業課程設計、綜合實驗、電子線路實習、生產實習和畢業設計。
主要專業實驗:板料成型、膠接、裝配工藝、計算機輔助設計與製造等。
專業名稱:飛行器製造工程
修業年限:四年
授予學位:工學學士
專業代碼:0815803
畢業生可報考航空宇航製造工程、材料加工工程、機械製造及自動化、計算機應用等學科專業方向的碩士、博士研究生。
畢業生就業實行雙向選擇,可在航空航天、機械設計與製造、材料加工以及計算機應用等行業和領域的研究院(所)、大中型企業、合資企業及高等院校從事科研、設計、生產、技術管理和教學等方面的工作。
北京航空航天大學
北京理工大學
北京理工大學珠海學院
西北工業大學
南京航空航天大學
中北大學
哈爾濱工業大學
中國民用航空飛行學院
同濟大學
中北大學
合肥工業大學
山東交通學院
濱州學院
臨沂大學
西北工業大學明德學院
南昌航空大學
南昌航空大學科技學院
南昌理工學院
瀋陽航空航天大學
北華航天工業學院
西安航空學院
上海第二工業大學
桂林航天工業學院
天津中德應用技術大學
荊楚理工學院
重慶交通大學
飛行器質量的優劣直接影響國防安全和乘員的生命。一架大型旅客機關係到數百名乘客的安全。一枚運載火箭包括千萬個零件,控制系統中一個小零件的失靈可能會造成無可挽回的巨大損失。製造中應該完全杜絕由於質量不高造成的事故。飛行器重量要輕,設計中選擇的安全係數比一般機器小得多,工作條件嚴酷,加上構造複雜,要求飛行器製造有更為嚴格的工藝紀律和人員素質,確保製造質量的穩定性。現代飛行器的生產必須從設計開始到原材料入庫、零部件加工、裝配、產品的檢驗和試驗、保管、運輸和用戶服務實行全過程質量控制,才能保證飛行器的使用可靠性。
飛行器的發展一方面要求設計結構上的改進,另一方面要求應用新的材料,製造技術在其中起著關鍵性的作用。如鈦合金具有航空結構要求的卓越性能,早在50年代就受到人們的重視,但由於鈦在常溫下的可加工性差,只能製造簡單形狀的純鈦或低強度鈦合金零件,後來因熱成形方法和設備得到了發展,先進的鈦合金結構才在航空航天飛行器上擴大應用。鈦合金在高溫下的超塑性成形和擴散連接組合工藝技術的發展,為製造複雜形狀薄壁整體構件開闢了可能的途徑。用這種方法製造的整體夾層結構實際上就是設計、材料與製造工藝多種技術的結合。50年代以來,人們為提高航空噴氣發動機渦輪前溫度,一方面研製高性能高溫合金,一方面發展先進的氣冷結構。在這個過程中,毛坯精化技術、高效率加工方法以及表面強化和塗層工藝、特別是定向凝固技術,起了決定性作用(見發動機製造)。這種設計、工藝和材料相互促進的趨勢,在飛行器製造中較一般機器製造更為明顯。飛行器的更新不斷給工藝和材料的研製提出新的課題,而工藝和材料的新突破,又會有效地支持飛行器的開發和創新。
飛行器零件形狀複雜,材料品種多,這些條件決定了加工方法的多樣化。一般機器製造的基本加工技術在飛行器製造中大多得到應用,但許多技術具有高於一般機器製造方法的先進性。例如飛行器製造中對大量高強度鋼、鈦、鈹和高溫合金等難切削材料的加工、微米級以上的精密加工和超精加工,是一般機器製造技術所難達到的。飛行器的許多外形複雜的零件需要除去多餘的材料,要求進行高精度的型面加工,為此發展了各種靠模機床、多坐標聯動的大型數控機床和各種測量儀器和裝置。其他特種加工方法有:化學銑切、電加工和激光束加工等。
航空航天工業不同於汽車和柴油機等大批量或流水線生產的工業部門,它是以高性能、複雜飛行器的研製和小量生產為主的研製發展型的製造工業。如航天器為單件研製,大型火箭為小批生產。在生產上必須簡化工裝、發展適應多品種、小批量生產的加工技術(見數控加工、計算機輔助設計和製造),以降低單件成本、縮短研製和生產周期。在計算機技術和數控技術基礎上建立柔性製造系統,即自動運送工件、自動更換刀具、自動加工和自動診斷故障。柔性製造系統在生產上能靈活地適應任務和條件的變化。
無論是大型旅客機,還是運載火箭與太空梭的研製和生產,需要千百家企業、科研機構和高等院校的合作。在飛行器製造中,組織管理具有十分重要的作用。組織管理的任務是對一定條件下的人力、技術、時間、費用等基本要素進行綜合和權衡,尋求一個最佳的方案,在規定的期限、按規定的經費研製生產出達到規定要求的飛行器。
飛行器製造工程涉及機械工程、電機工程、電子技術、計算機技術、材料科學、管理工程、控制工程和系統工程等許多科學技術領域。各種新結構(複合材料結構、整體結構、夾層結構、超塑性成形與擴散連接的組合結構)、新元件(新型激光元件、敏感元件)、新材料(鈦、鈹、高溫合金)、新工藝(各種型面的精密加工和超精加工、無餘量精鑄和精鍛工藝、葉片的定向凝固和單晶技術、快速凝固技術)、新方法(先進質量控制技術)的應用,正在加速整個飛行器製造工程的發展。設計-結構-材料-工藝技術的最佳配合將是飛行器製造工程中的一個新趨向。