Raumfahrttechnik

Luft- und Raumfahrtindustrie - Motoren- und Avionikherstellung

Motoren- und Avionikherstellung

Obwohl die Flugzeughersteller die wichtigsten Integratoren und Anbieter von Flugzeugen bleiben, haben die Produktionskosten zunehmend auf die wichtigsten Subsysteme von Antrieb verschoben und Avionik und Hilfsgeräten wie Fahrwerk und, im Fall von Militärflugzeugen, Bewaffnung. In der Regel betragen die Kosten für zivile Transporte durchschnittlich 50 Prozent für Struktur und Integration , 20 Prozent für Motoren und 30 Prozent für Avionik. Bei Militärflugzeugen können die Kosten für Avionik, einschließlich Systeme für Selbstschutz und Waffenmanagement, 50 Prozent erreichen, 20 Prozent für Triebwerke und 30 Prozent für Flugzeugzelle und Integration. Tatsächlich machen die klassischen Endmontage- und Testphasen nur 7 bis 10 Prozent der Kosten der Moderne ausKampfflugzeuge .

Mit Ausnahme von leichten Kolbenmotoren für Privatfahrzeuge machen Düsentriebwerke die größten Produktionslinien aus. Die Herstellung vonDüsentriebwerke , einschließlich Turboprops und Turbowellen, erfordern die kritische Beachtung enger Toleranzen, was wiederum Präzisionsschmiedeteile, Gussteile und Maschinen von den Lieferanten der Triebwerkshersteller erfordert. Qualitätsprobleme bestimmen eindeutig diese Produktion und haben Inspektions- und Ausrichtungsmethoden unter Verwendung von Laserinstrumenten und Computertechniken angeregt, die die Anwendung von Qualitätskontrollmethoden wie der statistischen Prozesskontrolle verbessern .

Die Avionikproduktion umfasst nicht nur die Präzisionsfertigung von Computerprozessoren, sondern auch zusätzliche Sicherheits- und Zuverlässigkeitsprobleme. Dies hat im erweiterten Testanforderungen geführt und Grenzen für Leistung verschärft Parameter und hat die Entwicklung neuer Verfahren zur Leiterplattenaufbau stimuliert.

Ein zunehmend wichtiges Element der Avionikproduktion ist der Betrieb Software . Dies wird durch den Anstieg der Softwarekosten für US-Verteidigungsprogramme von 5 Mrd. USD auf 35 Mrd. USD zwischen 1985 und 1995 belegt. Moderne Produktionsmethoden für Software verwenden „Fabrik“ -Techniken, die Anforderungen durch einen automatisierten Prozess direkt in Code umsetzen. Diese haben die Rate von Softwarefehlern reduziert und die Entwicklungszeit erheblich verkürzt. Solche Gewinne sind besonders bedeutsam im Zusammenhang mit den mehreren Millionen Codezeilen, die moderne Jäger und gewerbliche Transporte benötigen, im Vergleich zu den 20.000 Zeilen, die mit Militärflugzeugen der 1960er Jahre verbunden sind.

Herstellung von Satelliten, Trägerraketen und Raketen

Die Herstellungsprozesse für Flugzeuge sind bei der Herstellung von Satelliten , ihren Trägerraketen und Raketen weitgehend parallel . Da das Mindestgewicht für alle drei Arten von Produkten von entscheidender Bedeutung ist, hat die Verwendung von Verbundwerkstoffen zugenommen, sodass die gesamte Struktur für Satelliten und kleinere Raketen erfasst werden kann. Bei diesen Fahrzeugen spielt die Elektronikproduktion eine zunehmende Rolle bei der Herstellung und macht bis zu 70 Prozent der Gesamtkosten aus. Die geringe Menge an Satelliten, die selbst für große Konstellationen in Kommunikationssystemen erforderlich ist, schränkt jedoch einige der Vorteile der Massenproduktion ein, wie z. B. geringere Kosten, obwohl dies nicht unbedingt für Komponentenprodukte gilt, die beispielsweise mehreren Satellitendesigns gemeinsam sind , Sensoren, Instrumente, kleine Raketenmotoren und Kommunikationsgeräte.

Montagemethoden und -einrichtungen

Gebäude von Unterbaugruppen

Die Montage von Luft- und Raumfahrtfahrzeugen beim Hauptauftragnehmer oder Systemintegrator beginnt mit der Ansammlung von Unterbaugruppen. Ein Beispiel für eine typische Unterbaugruppe für ein Transportflugzeug ist das HeckRumpfabschnitt , der selbst aus mehreren Segmenten besteht. (Diese Segmente werden häufig von Subunternehmern erstellt, die sich wiederum mit ihren eigenen Lieferanten der Bestandteile der Segmente befassen .) Die Segmente werden in den Unterbaugruppenbereich gebracht, wo Arbeiterteams sie in Stützvorrichtungen oder Vorrichtungen einbauen und zu einem zusammenfügen Einheit, in der dann die Innenausstattung installiert wird. In ähnlicher Weise stellen die Teams andere Unterbaugruppen zusammen, z. B. die verbleibenden Rumpfabschnitte, Flügelabschnitte, Heckabschnitte und Triebwerksgondeln. Die verschiedenen Unterbaugruppen werden dann auf die Haupt genommen Fließband , wo die endgültige Integration stattfindet.

In ähnlicher Weise umfassen Raumfahrzeuge Unterbaugruppen (typischerweise die Struktur-, Antriebs-, Leitungs- und Steuerungs-, Kommunikations- und Nutzlastmodule sowie bei Bedarf Solaranlagen), die jeweils aus vielen Komponenten bestehen. Diese Module können in der Anlage des Raumfahrzeugintegrators oder von Subunternehmern gebaut werden, wobei die Endmontage und Prüfung die üblichen Aufgaben und die Konzentration der ersteren sind.

Sowohl in Flugzeugen als auch in Raumfahrzeugen erfolgt die Integration der Komponenten einer Unterbaugruppe am häufigsten in Blackboxen. Diese Gehäuse umfassen nicht nur elektronische und elektrische Unterelemente, sondern auch Anschlüsse, die mit verschiedenen Systemen in den Fahrzeugen verbunden sind.

Die Leistung von Unterbaugruppen als Einheiten wird vor ihrer Integration in Endbaugruppen überprüft. Bei strukturellen Baugruppen beschränkt sich die Überprüfung in der Regel auf Lasttests, Ausrichtung und Sicherung von Abmessungen und Toleranzen sowie elektrische Konformitätsprüfungen für installierte Kabel. Für Baugruppen mit elektrischen und elektronischen, hydraulischen und mechanisch betätigte Bauteile, sind umfangreiche Tests durchgeführt in der Regel in simulierten Flugumgebungen eingebaut Vakuum , Temperatur und Vibration Exkursionen. Die erforderliche Zeit, die Testausrüstung und die zugehörige Computersoftware machen einen erheblichen Teil der Kosten dieser Elemente aus, etwa 10 bis 25 Prozent.