黃金價格-CAD削減了戰斗機和機載激光器的成本

波音公司制造的最后一架臨盆型戰斗機是P-26 Peashooter,這是一種凋謝式駕駛艙單翼飛機,帶有金屬絲支持翼,于1932年首飛。在第二次世界大戰寧靖洋戰區的凋謝周時代,三菱Zeros敏捷席卷了仍在飛翔的少數Peashooters突如其來。目前,波音公司又歸回了F-22猛禽,這是一款雙引擎空中上風戰斗機,與洛克希德·馬丁公司互助製作了鈦合金機翼。若是他們顯露得像宣揚的那樣,猛龍將會讓其餘人藏過掩護。

跟著麥克唐納道格拉斯的合并,這家西雅圖貿易飛機巨擘預備進軍戰術飛機的高強度市場。波音公司的團結進擊戰斗機(JSF)的候選人,一種多服務,多國進擊飛機,具備一體式,全復合三角翼,隱身角度,和短騰飛以及垂直著陸的變體(STOVL) )顯露。波音國防與太空集團工程副總裁拉里溫斯洛認為麥克唐納道格拉斯在其AV-8鷂上實行的暖氣體分流手藝的履歷是JSF得勝的樞紐。
與此同時,波音正在行使其商用飛機業餘學問,再次與洛克希德馬丁公司互助開發機載激光器(ABL)。TRW也施展了緊張作用。ABL將在747-400F上裝置一個兆瓦激光器,用于在升壓階段擊落戰區彈道導彈。更緊張的是,就像波音公司從新打入戰斗機營業同樣,ABL團隊的履行董事保羅·辛納姆(Paul Shennum)開頑笑激光式飛機有朝一日只能讓他的公司過期的傳統戰斗機開頑笑,只是半開頑笑。
主動化手藝東部是東海岸率先的主動化/機械人商業鋪,供應微軟,IBM洛克希德馬丁等數百種最新的組件,節制器以及取放器。
錄用Alan Mulally(1996年度設計消息工程師)負責波音防務與太空集團擔任人,這再次誇大了製作軍用飛機的營業。將777從CAD幾何學指導到世界航空公司的人目前將望到在公司軍事方面實行的“貿易最好理論”。望來,每一個項目都充斥了“三七”精力。
完成手藝上風。國防以及太空集團的主要軍用飛機企圖現在是F-22猛禽。波音宣稱F-22是飛機手藝的一次飛躍,遙遙跨越F-15,由於后者率先于二戰時期的P-51野馬。
在已往,空中上風是在一場自力戰斗中實現的。跟著來自很多國度,分外是俄羅斯的大批2馬赫戰斗機進入市場,將來可能沒法完成這一方針。Raptor駕駛員的戰略是偷偷接近他們的敵手,接近“超等”動員機,發生馬赫1+速率而沒有加油加力熄滅器,然后用AMRAAM擊打它們,然后再浮現在另一小我私家的雷達上。
在波音公司,焦點競爭力已經經象徵著機翼以及體系集成和數字設計界說。該公司在最先使用777時,不是簡略地接收現成的設計以及制造包,而是行使其航空航天工程業餘學問以及拆卸飛機的履歷來開發FlyThru。這類自行開發的靜態建模運用法式使工程師可以或許從CATIA實體模子中天生數字模子。現實上,工程師使用FlyThru在屏幕上預先組裝飛機。
FlyThru數字模子幾近打消了F-22上的物理原型,以便校對組件。波音只要要製作一個實體模子,動員機艙,這便是為了證實動員機拖車的設計,并鋪示疾速裝配以及調換Pratt&Whitney F119渦扇動員機。
若是777企圖為數字設計界說設定了新的規範,猛禽隊下方的工程師正在積極擬定昨天這些規範的消息。“咱們的方針是在F-22上更好地整合設計以及制造,而不是貿易方面在777上,”該企圖的首席體系工程師Regina Fritz-Ruddy說。“咱們吸收了履歷教訓并對其進行了改進。在F-22上,咱們將配件誤差淘汰了90%,并將牽伸時間縮短了50%。”
F-22企圖不是軍用飛機部分初次打仗CAD。波音公司是B-2精力轟炸機企圖的分包商,諾斯羅普·格魯曼公司是個中的首要企圖。諾斯羅普·格魯曼公司使用其專有的NCAD設計軟件,波音公司維護設計職員,使用該體系來實現條約事情。然而,NCAD被F-22團隊視為“老派”。
洛克希德馬丁公司也使用波音公司的代碼。德克薩斯州沃思堡的工程師,擔任中心機身部門的辦法,和擔任前部,節制面以及穩固器的瑪麗埃塔,GA工場都在CATIA上。在飛機上有很多點,來自一切三個辦法的事情都打仗到了,例如在翼根處。Pratt&Whitney F119動員機以及其餘分包體系也必需順應。Fritz-Ruddy透露表現,通用的設計以及體系收集情況使遙程設計職員可以或許有用地協同事情。
依據波音公司F-22后機身集成產物團隊司理Douglas Wise的說法,該企圖與初期事情相關的樞紐改進包含設計,制造以及對象工程師的配合定位。“咱們坐在一路,”懷斯說。“咱們分管設計/製作義務。團隊的章程不僅僅是為了設計,而是要搞清晰若何構建它。一切開發團隊都有相似的章程。這才是真正使F-22產物施展作用的緣故原由。”
“兵器體系”成為“產物”的觀點上的飛躍比單純的談吐更為粗淺。波音防務與太空集團并未在天空中占據一席之地。與貿易兄弟同樣,它是一家為客戶競爭,構建以及交付商品的企業。“目前你必要消費開發本錢 – 不然便是出價,掉敗,解散,”工程副總裁溫斯洛說。“波音經由過程誇大以客戶為中央的強盛體系工程要領獲得勝利。咱們誇大產物的完備性以及飛翔寧靜性。”
F-22上擬定的綜合設計/製作產物團隊包含專門組裝製品的工會小時人為職員。體系裝置職員Mark Knoll認為他對FlyThru數據的走訪可以免他的悲痛。“數字模子甚至可以輔助對象,”Knoll說。“在檢察用于堅持機翼向上的框架的設計時,咱們注重到該對象僅有6英寸的間隙,這對于或人來說是不夠的。他們可以或許在框架製作之前點竄設計。”
當然,Raptor是一種非凡的產物,并不是每個設計/構建成績都可以經由過程數字方式辦理。例如,中間翼梁的設計最後是指定復合資料。分量思量勉勵波音公司盡量使用復合資料,約莫三分之一的F-22是環氧樹脂,BMI或者暖塑性塑料。對所接頭的翼梁的進一步評價匆匆使某些部門切換到鈦佈局。闡發電子模子是否指導設計/構建團隊進行此變動?
“咱們在一個全尺寸的機翼測試部門發射了一個30毫米的炮彈,”F-22的制造司理Jeffery Stone說。“這在全復合資料組件中形成了劫難性的損壞,以是咱們選擇了鈦制造一些翼梁。咱們用另一個圓形擊中了新的組件,它保持了上去。”
戰役的最后一個。將貿易最好理論運用于製作軍用飛機營業的挑釁之一是客戶的性子。除了飛去美國空軍,美國水兵以及美國水兵陸戰隊的顏色和很多本國國旗的F-4幻影以外,製作一架吸引多種服務以及本國客戶的戰斗機是一項艱巨的挑釁。
這一究竟每每會使飛機企圖掉往本錢效益:臨盆數目。當寒戰時期的國防估算為武裝部隊供應了大批資金時,每個領有噴氣式戰斗機部隊的服務都邑訂購本人的首選飛機。有一些堆疊的空間:水兵以及水兵陸戰隊都在戰斗機中飾演F-18大黃蜂的腳色。然而,在任何可能的環境下,每項服務都追求本人奇特的飛機,并且由于資金可用,平日會失去它們。
在可預感的未來,這將再也不可能。F-22極可能是美國臨盆的最后一架複線戰斗前列戰斗機。現在,空軍極可能在7000萬美元的飛機上購買不到500架飛機。這要求五角大樓淘汰陸軍的高空部隊來領取他們的用度。“將來的飛機將不得不消費比F-22少得多的本錢,”工程副總裁溫斯洛坦率地說道。
經濟學迫使武裝部隊的相關部分望到必要在一架飛機上完成規範化以完成範圍經濟。美國國防部高等研究企圖局(DARPA)研究多服務進擊機的可行性終極致使國防部(DOD)向波音以及洛克希德馬丁發表條約,以擬定他們本人的團結進擊戰斗機觀點。JSF旨在彌補A-10,F-16,F-18以及Sea Harrier等種種飛機所領有的腳色。它可能成為21世紀無處不在的戰斗機。
根基JSF版本是空軍模子。它將是超音速的,旨在攜帶GPS指導的團結間接進擊彈藥以及其餘外部海灣的軍火。水兵版本相似,但增強了升降架以及用于傳統航母著陸的尾鉤。它的萍踪充足小,不必要折疊翼。美國水兵陸戰隊以及英國皇家水兵都有幾近雷同的JSF要求,并將購買得勝設計的STOVL模子。這架飛機將有略微修剪的機翼,使其可以或許裝置在前兩棲進擊艦以及英國無敵級航空母艦的船面起落機上。絕管存在這些懸殊,但一切JSF版本的內部線條根本雷同。
同享部門。波音與麥克唐納道格拉斯互助,提出了一種JSF設計,每種服務的版本之間有90%的通用部件。波音正在設計一個可以或許臨盆一切三個版本的繁多臨盆辦法。此外,該飛機將由一臺F119動員機供應能源,該動員機與F-22上使用的動員機雷同,旨在進一步下降采購以及維護本錢。STOVL版本將搭載Rolls Royce垂直起落體系,相似于Harrier上使用的體系。
波音公司JSF候選人最奇特的方面是它的單件全復合資料機翼。軍事飛機部分的高等司理蘭迪哈里森說:“咱們的JSF是一個帶機身的機翼。”機翼是一個偉大的復合佈局,也能夠作為燃料箱。“這類要領使波音公司可以或許將JSF分化為四個易于治理的部門,這應當簡化制造。
該公司已經投資4.5億美元用于復合資料手藝,工場以及裝備,包含在西雅圖製作世界上最大的兩個低壓釜。該公司的一些業餘學問來自其在B-2項目上的事情,個中一些是在費城波音直升機部分的V-22 Osprey傾轉旋翼企圖中失去了歸報。該公司還將F-22上完美的大部門手藝以及工程理論運用于JSF。集成的產物團隊,個中很多成員是Raptor資深人士,正在使用CATIA以及FlyThru。
憑借條約規則的可負擔性以及機能,和在50年企圖中多達5,000個單元的競爭,JSF獎的競爭將特別很是劇烈。就美元而言,JSF多是汗青上最大的飛機條約。兩個開發團隊都企圖在1999年推出可飛翔的原型進行評價。兩個團隊都對成功充斥決心信念(無關JSF的更多信息,請參閱“工程師爭奪設計下一代戰斗機的權力”,作者:Marne Turk,DN, 97年2月17日)。
經由過程光以及平。在軍事采購范圍的另一端是機載激光。在這里,波音公司,洛克希德馬丁公司以及TRW公司正在親近互助,以完成這一反動性的兵器體系(不知何以,稱ABL產物并不齊全飛翔)。普遍的研究以及開發事情和低預期的臨盆數目使該企圖在歸報方面處于更“高危害”的設計種別。
然而,聽聽波音公司的助推器,ABL將會對相似于炸藥的戰役發生影響。“ABL將徹底改變戰役的方式,”ABL履行董事Shennum說。“咱們正在政治上以及迷信長進行斗爭,以明確這一點。”
ABL的尖端是TRW正在開發的可飛翔化學氧碘激光器(COIL)。在舉措中,COIL會在發射后搗毀敵方戰區射程彈道導彈(TBM)。現實上,ABL必需讓導彈回升或者不起作用。“咱們的殺害機制是對助推器的劫難性損壞,”Shennum詮釋說。這象徵著ABL不會對進入的彈頭以及再入飛翔器有用。然而,它將在“分層”導彈防御體系中施展樞紐作用,在這類體系中,艦載以及高空阻擋導彈可以處置闊別ABL的導彈。
從政治以及軍事的角度來望,ABL的方針和何時緊張的成績是緊張的。這架飛機的目的是飛越友愛的國土,擊落約莫400公里外的導彈。是以,波音公司透露表現ABL沒有效于匹敵洲際彈道導彈(ICBM)的射程,這將使其違背俄羅斯以及美國簽署的反彈道導彈合同(ABM)。“除非空軍想要測驗考試滲入飛翔,不然”神經深思道。
COIL發射器位于747-400F貨機機頭的流線型炮塔中。機身的大部門中部以及后部都裝有激光裝備,個中包含化學品罐(在從新裝載之前充足約莫40次射擊)。使用的化學品不會發生可燃夾雜物,而放射的廢氣則是水,碘以及氯。由于ABL必要打仗云層以上的方針,是以COIL將在跨越35,000英尺的高度發射。
定位是經由過程紅外搜刮以及方針(IRST)體系實現的,相似于指導照冥具激光器的F-14 Tomcat所攜帶的體系。由洛克希德·馬丁公司開發的主動光束節制體系跟蹤導彈回升時的火暖羽流。模式辨認算法確定照冥具激光器應當聚焦在方針導彈上的何處。這是高能激光器必要擊中以引發助推器階段的臨界開裂之處。還將方針照冥具激光器的返歸與當地大氣前提數據庫進行比較,以辨認ABL以及導彈之間的湍流。由馬薩諸塞州利特爾頓的Xinetics公司開發的可變形鏡子聚焦于殺傷激光,賠償湍流。扎普!然后它’
“可變形鏡是一個樞紐部件,”Shennum說,這註解將所需的能量集中在方針上是至關緊張的。洛克希德·馬丁面對著最緊張的設計挑釁之一。該公司擔任開發波前傳感器,丈量來自照明激光器的歸波。該傳感器將有助于確定可變形鏡應若何聚焦。“勝利也取決于你的湍流模子以及大氣數據庫有多好,”Shennum增補道。他透露表現,美國當局現在正在網絡無關可能使用敵方TBM的區域的大氣數據,如朝鮮以及西北亞。
研究以及物理測試已經履歷證了ABL的觀點以及很多單個組件。20世紀70年月以及80年月初的飛翔激光試驗室企圖勝利地搗毀了很多響尾蛇導彈。高空版的COIL搗毀了靜止以及飛翔方針,包含“硬”方針,如代表火箭級的金屬圓柱。現有的自順應光學硬件跨越了ABL要求。Shennum透露表現,ABL可以經由過程將光束堅持在方針上更永劫間來戰勝反射或者燒蝕涂層或者導彈扭轉等對策。
正如其焦點競爭力理念同樣,波音公司正在ABL長進行體系集成事情。“真實的設計挑釁是將一切這些手藝整合到飛機中,”Shennum說。“這便是波音最善於的。”
波音戎行的履歷教訓
集成的“設計/構建”產物團隊可淘汰過錯以及工程時間。
確定您的“焦點競爭力”并專注于它們。
曉得何時冒險采用保守的設計要領,并曉得何時堅持簡略,愚笨。
魚鷹:陸地鳥類從瀕臨滅盡的物種名單中鋒芒畢露
杜魯門總統曾經經說過,美國水兵陸戰隊在第二次世界大戰后試圖解散這項服務時,只有約瑟夫斯大林的宣揚機械。由于皮革固執,軍團生涯,貝爾/波音公司的V-22魚鷹歪斜轉子也是云云。
波音公司的直升機部分是軍事以及航天集團的一個部分,它與V-22互助碰到了許多貧苦,它與貝爾互助開發。兩次撞車,個中一次形成7人逝世亡,但從未失去充沛詮釋:在致命的液體中嫌疑有不確定的液體熄滅。布什總管轄導下的國防部長迪克·錢尼(Dick Chaney)下令五角大樓再也不為歪斜轉子企圖供應資金。魚鷹幾近逝世了,除了一件事:水兵陸戰隊想要它。
魚鷹可以像直升機同樣騰飛以及著陸,像飛機同樣過渡到程度飛翔,可以或許以每小時300英里的速率輸送跨越500英里的25名流兵。魚鷹將許可美國水兵陸戰隊從他們的兩棲進擊艦演出,從更遙的海岸“擊中海灘”。究竟上,水兵陸戰隊可以一路繞過海灘,以確保要地本地的方針。他們提出了本人的概念,而魚鷹又歸來了。第一批臨盆安裝目前正在費城的波音直升機上製作。
“榮幸的是,有新的手藝使咱們可以或許在對V-22的支撐再次晉升時對其進行改進,”波音直升機公司機動/機動觀點總監艾倫·舒恩說。由于用復合資料庖代了大部門機身,更生的魚鷹比它的前身更輕。結合以及粘接手藝使波音公司可以或許臨盆出更大的佈局,并打消了恒河沙數的緊固件。這些緊固件在先前的設計中引發了很多瞄準成績。高速加工手藝許可更快以及更準確地制造剩余的鋁部件。聲明Schoen:“咱們簡化了設計,并在此進程中使其加倍強盛。
好吧,大概不是。然則將來的歪斜轉子的精力在波音直升機上證實是鼓舞民氣的。平易近用傾轉轉子正在開發中,型號為609,比Osprey小,但具備多功效性。頎長的工藝被定位為繁瑣的公事機的替換品,這必要大批的跑道。609將可以或許在擁堵的城市區域經營,例如美國西南走廊,空中交通密集,機場辦法取得高價。在近來的巴黎航鋪上,30名客戶每人購買10萬美元,購買拆卸線上的第一批609。
防御
憑借其在團結進擊戰斗機,F-22猛禽,機載激光以及V-22魚鷹的工程事情,波音防御構造處于當代軍事手藝的最前沿。並且,該公司正在經由過程實行其在貿易範疇所學到的學問來削減該手藝的本錢。