全球幾乎所有商用、防務(wù)和航空飛機(jī)上均有霍尼韋爾航空航天集團(tuán)各類產(chǎn)品和服務(wù)的身影?;裟犴f爾的渦輪增壓器也被全球幾乎所有汽車和卡車制造商所采用。航空航天集團(tuán)旗下業(yè)務(wù)單元研發(fā)創(chuàng)新解決方案,以及飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛艙和客艙電子設(shè)備、空中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接、物流等技術(shù)和產(chǎn)品,以降低汽車和飛機(jī)油耗,提高航班準(zhǔn)點(diǎn)率,提升飛行和跑道安全。
而有趣的是,3D打印在霍尼韋爾的各項(xiàng)技術(shù)中正在扮演越來越重要的角色。
3D打印推動(dòng)下一代飛機(jī)技術(shù)進(jìn)步
根據(jù)霍尼韋爾,早在2016年,巴西航空工業(yè)公司推出了新一代E-Jet系列飛機(jī),這一系列的飛機(jī)配備了全球領(lǐng)先的創(chuàng)新客機(jī)駕駛艙。該駕駛艙基于霍尼韋爾航空航天集團(tuán)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的Primus? Epic駕駛艙技術(shù),該綜合駕駛艙系統(tǒng)包括成套的硬件和軟件解決方案,涵蓋導(dǎo)航、通訊和顯示系統(tǒng),為巴航工業(yè)的這款最新型窄體中程客機(jī)提供多方位支持。
正如視頻中所看到的,作為霍尼韋爾Primus Epic 集成駕駛艙的核心功能之一,SmartView? 綜合視景系統(tǒng)首創(chuàng)地形、障礙物和機(jī)場(chǎng)跑道的三維圖像顯示,增強(qiáng)飛行員和機(jī)組人員的情境感知能力,提升飛行安全性、燃油效率以及乘客的飛行體驗(yàn)。憑借SmartView,飛行員能在飛行全程對(duì)飛機(jī)外部保持“清晰的視野”,即使在夜間或是惡劣天氣條件下也不例外。
E-Jet E2系列飛機(jī)所配備的集成駕駛艙是基于Primus Epic的升級(jí)版,升級(jí)版系統(tǒng)支持多項(xiàng)最新技術(shù),包括:
SmartView?綜合視景系統(tǒng)可提供外部環(huán)境的大幅三維彩色綜合圖像,顯著提高飛行員的情境感知能力,從而提升飛行安全及效率。
IntuVue?三維氣象雷達(dá)是目前業(yè)內(nèi)首個(gè),也是唯一的商用自動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能精準(zhǔn)顯示飛行路徑上的天氣狀況,并提供前方最遠(yuǎn)60海里范圍內(nèi)的湍流探測(cè),這一探測(cè)距離遠(yuǎn)超其它系統(tǒng)50%。這款雷達(dá)的最新版本還具有預(yù)測(cè)冰雹和閃電的功能。
下一代飛行管理系統(tǒng)具有圖形化飛行規(guī)劃功能,能夠自動(dòng)制定從A點(diǎn)到B點(diǎn)的飛行計(jì)劃。該系統(tǒng)具有一流的飛行規(guī)劃、航線引導(dǎo)和進(jìn)近模式選擇等功能,可使飛行員減少低頭察看儀表的時(shí)間,并最小化數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。
霍尼韋爾中央維護(hù)計(jì)算機(jī)(CMC)包括當(dāng)今在同類產(chǎn)品中最先進(jìn)的飛機(jī)中央維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前,航空公司不僅能利用其強(qiáng)大功能診斷飛機(jī)故障,還能夠主動(dòng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)潛在問題,從而減少停飛時(shí)間。
增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)(EGPWS)由霍尼韋爾首創(chuàng),該系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)飛機(jī)附近的地形和障礙物,有效預(yù)防可控飛行撞地事故。
SmartRunway?智能跑道系統(tǒng)和SmartLanding?智能著陸系統(tǒng)是增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)(EGPWS)的軟件升級(jí),可改善飛行員的情境感知能力,減少跑道侵入和沖偏出的風(fēng)險(xiǎn)。該系統(tǒng)在滑行、起飛、進(jìn)近、著陸和滑出過程中為飛機(jī)提供精準(zhǔn)的定位,并在飛機(jī)進(jìn)近過高、過快或存在設(shè)置錯(cuò)誤時(shí)向機(jī)組提供音頻和可視化提示。
而在炫酷的技術(shù)背后是制造的支撐技術(shù)的提升,霍尼韋爾增材制造技術(shù)中心的總部位于美國(guó)亞利桑那州鳳凰城。最早的時(shí)候,霍尼韋爾首次使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)出了HTF7000發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部件,這一發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)廣泛應(yīng)用于一系列中遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī),包括在較為常見的達(dá)索獵鷹、龐巴迪挑戰(zhàn)者、灣流等機(jī)型。
根據(jù)環(huán)球網(wǎng),霍尼韋爾航空航天集團(tuán)是從2010年進(jìn)入3D打印領(lǐng)域的。2010年6月,霍尼韋爾首次采用718鎳合金3D打印了一個(gè)切向注入噴嘴(TOBI),并將其安裝在了霍尼韋爾飛行試驗(yàn)臺(tái)上。2012年1月,霍尼韋爾使用同種材料打印了旋流發(fā)生器,并在客戶的飛行試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)試。
2015年1月,霍尼韋爾運(yùn)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)出了HTF7000發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部件。然后是在2016年將6~7個(gè)3D打印部件裝入TPE331發(fā)動(dòng)機(jī)。
包括EBM和選擇性激光熔融金屬3D打印技術(shù)都幫助霍尼韋爾在研發(fā)上獲得了成本的降低,并縮短了研發(fā)周期。比如霍尼韋爾首次使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)HTF7000鎳基超合金發(fā)動(dòng)機(jī)的管腔,就有望降低50%的制造成本。過去,通過傳統(tǒng)工藝研制渦輪葉片的樣件需要3年的時(shí)間,而如果采用了3D打印技術(shù)則僅需短短9周,與過去相比,為整個(gè)供應(yīng)鏈節(jié)約了70%的時(shí)間。
成本的節(jié)約來自于幾個(gè)方面:一是在設(shè)計(jì)上可以將8個(gè)不同部件編號(hào)組合成只有1個(gè)部件編號(hào);二是3D打印技術(shù)可以幫助航空制造商減少工裝模具的使用,在生產(chǎn)少量樣件時(shí),設(shè)計(jì)也可以更加靈活,這使得生產(chǎn)零部件的固定投入成本大幅下降。
比如,用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的燃燒室保護(hù)罩就可以降低40%的成本。此外,通過該技術(shù)還可以減輕零件的重量,這直接關(guān)系到飛機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。過去,對(duì)于大型復(fù)雜構(gòu)件,制造商用傳統(tǒng)工藝無(wú)法完成,就拆為幾個(gè)部件,然后再進(jìn)行組合,如今3D打印可以實(shí)現(xiàn)零部件一次成型,這不僅增加了零部件的強(qiáng)度,同時(shí)也減輕了零部件的重量。此外,3D打印技術(shù)還有助于提升零部件質(zhì)量,提高流通合格率,減少庫(kù)存。
霍尼韋爾正在四個(gè)增材制造技術(shù)中心開展3D打印飛機(jī)配件的研究,這四個(gè)技術(shù)中心分別位于美國(guó)鳳凰城、印度班加羅爾、捷克布爾諾和中國(guó)上海。
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