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應對輕量化及標準化的挑戰

2017-12-13 14:31:26

今年五月，中國首款國產大型客機C919在上海成功首飛，令中國躋身少數可以自主制造大型飛機國家的行列。目前，C919大型客機的國內外用戶達到24家，訂單總數達到600架。中國國產大型客機對準未來20年中國逾6000架新飛機的需求，以及4年內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管機構對飛機進行的認證。現時全球航空業在客機設計及制造上使用的標準化設計策略，將有助中國客機更快打進國際市場。
為了應對燃料成本的上漲，大型航空公司正在集中精力重新設計其機群，以降低總體重量，優化燃油消耗并改善乘客體驗。輕型復合材料與工程合金被用于飛機設計的各個方面，包括外部結構件以至飛機機艙模塊和座椅。展望未來，輕型化趨勢將繼續影響飛機內部設計、制造、維護和乘客接觸點等各個方面。中國飛機制造業在輕型化上亦應與業界看齊。
隨著輕型飛機生產的迅猛增加，飛機原始設備生產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量和可用性的期望，而且還可實現標準化，令部件能應用于整個機艙的各個部份，如座椅、檢修面板、存儲設備和廚房等，并大大降低部件驗證所需的時間與成本。
標準化設計策略的優勢
標準化設計策略能應用在飛機設計與制造的各個層面。例如在設計飛機內部應用時，選擇經過驗證的鎖定與鉸接解決方案，可節省設計與驗證的時間和成本。通過使用這些已經過驗證的解決方案，產品開發團隊在設計流程開始階段，便已無需擔心部件的質量與安全問題，而可以專注于更為重要的設計領域。這提高了新產品開發的成本效益，因為它減少了因重復設計，而導致的額外設計、分析和產品驗證成本。
索斯科的定位技術鉸鏈和顯示器支架符合人工體學設計，為機艙座椅的頭枕、飛行娛樂系統、托盤、衛生間和廚房等應用提升乘客的舒適度、功能性及可用性。
航空業的原始設備生產商亦意識到投資擁有更高產量的模具，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，這與為每個獨立應用而使用 CNC 制造部件正好相反。注塑與鑄造產品不僅制造速度更快，而且通過適當的模具流分析和工具取芯，可制造出更輕及更堅固的部件。
標準化設計除了節省成本與時間外，原設備生產商還可以將同一個解決方案，應用于多個飛機平臺上，大大地縮短并簡化產品的驗證過程。另一項靈活性體現于僅通過修改產品的 A面，來改變產品樣式的能力。這項靈活性能保證部件擁有經過驗證的高質量，同時能滿足不同飛機的內部設計要求。
索斯科的 R4-EM 9 系列電子轉動門鎖通過微處理器來控制驅動機制，實現遠程監控和開鎖控制，可應用于頭頂行李艙、氧氣釋放系統、廚房設備等，在飛機起飛、滑行、著陸或遇上湍流時保持門鎖的鎖定狀態，提升乘客和機組人員的安全。
在飛機內乘客與設備互動的地方，例如座椅、屏幕及各種艙內應用，工程師能使用標準化設計的部件增強設備及應用的功能。由于這些經過驗證的標準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，設計不善座椅及屏幕在運行過程中會發出咔嗒聲或刺耳噪音，這會令乘客擔憂飛機機械設備的可靠性。相反，高質量和可靠性的活動裝置，可大大改善乘客的整體飛行體驗。
改善人體工學及簡單易用
使用輕型的部件雖然優點眾多，但由于部件較輕，質感也不同，當乘客使用時可能將較輕的重量與較低的質量聯系起來。例如塑料刀義感覺上便較一般刀義便宜及質量低。然而，在這些輕型化的應用中增加標準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確地調較如屏幕及頭枕的角度，并減低調較時產生的振動，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計，在鉸鏈活動時可持續提供阻力，當用戶打開輕型塑料臺面時，臺面感覺更重和更結實。此類位置控制技術還可就應用的重量和功能，調較適當的扭矩阻力，還可用于打開及關閉不同方向的應用，設計非對稱阻力的版本。
此外，扭矩鉸鏈還可應用在新一代的飛行娛樂系統。傳統飛行娛樂系統要直接安裝在座椅上，但新一代系統將設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合使用。扭矩鉸鏈能為平板電腦或智能手機等器材提供準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。而經預先驗證、標準化的扭矩鉸鏈將大量節省所需的設計及驗證時間。
提高飛行途中的安全性
飛行安全對乘客至關重要。標準化設計策略可用來解決機艙內的安全挑戰。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，確保不會破壞機艙優美的設計。
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的需求，并讓出額外電量給其他新增應用，航空公司能進一步為乘客提供更好的體驗。
總結
中國客機生產正進入沖刺階段，輕量化及標準化是當今飛機設計的大趨勢，在設計上若能融大這兩大元素，將能增強在國際市場的競爭力。航空航天業原始設備生產商正尋找創新的生產方法滿足市場需求，同時亦確保客機內各個與乘客互動的接觸點安全可靠。輕量化及標準化的工程方案能降低機上各種應用的重量，最終有助于降低大型飛機的運營和燃料成本。這些經驗證的標準方案，能減輕工程師的工作負擔并提升設計的靈活性，長遠而言將節省更多成本，并最終能增強用戶的使用體驗。

吹瓶機丨塑料吹瓶機丨PET吹瓶機

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