首架空中客车A350 XWB A350-900的组装正在进行中。主要机身和机翼部件将从Spirit位于北卡罗来纳州金斯顿的工厂运往欧洲，并于明年年底在法国图卢兹进行最终组装。

 

这款壁板化的A350机身段长18米/59英尺，直径超过6米/19.7英尺，是有史以来第二款，与A350XWB机身的最终设计非常接近。虽然它由12块壁板组成，但生产部分使用的壁板将贯穿机身的长度。

 

这台Electroimpact（华盛顿州穆基勒奥）S-15双头自动铺丝（AFP）机器将在Spirit位于美国北卡罗来纳州金斯顿的新工厂为A350的中机身（第15段）制造壁板。

 

A350机翼蒙皮使用MTorres（西班牙Torres de Elorz）制造的自动铺带机（ATL），在一个巨大的模具上铺设胶带。

 

A350机翼内翼梁的早期版本是使用MTorres（西班牙托雷斯德·埃洛兹）制造的自动铺丝（AFP）系统生产的。

 

空客A350 XWB机身生产装配图

 

A350 XWB机翼生产装配图

首架空客（法国图卢兹）A350 XWB中型客机A350-900的总装预计将于今年年底开始，并于2012年第四季度完成，以赶上其预定的首次飞行。其主要机身和机翼部件的组装正在进行中。前部和中部将从法国圣纳泽尔的空客工厂发货，后部机身将从德国汉堡的空客工厂运来。对于每架生产的飞机，图卢兹的新总装线将接收机身的三个部分，这些部件已经配备了线束、液压系统和机舱系统，如空调。这架飞机的机翼将由英国布劳顿的空中客车公司组装，并在运往图卢兹之前在德国不来梅的工厂进行装配。

中机身（空中客车公司表示为第15段）是三个机身段中最长的，为65英尺/20米。第15段由Spirit AeroSystems（堪萨斯州威奇托）制造的六块相当大的复合材料板组成。这些部件由Spirit于去年7月在美国（北卡罗来纳州金斯顿）新建设的682000平方英尺/63360平方米的工厂制造，体现了空中客车公司采用的独特设计方法，不仅追求复合材料的重量和性能优势，还寻求在不增加成本的情况下解决潜在问题的方法，如缺乏导电性。

Spirit为A350设计的三件式全复合材料机翼前翼梁也是其工作范围的一部分。三段前翼梁有助于空客布劳顿机翼工厂的组装，并避免了瓶颈（如A380和波音787项目中遇到的瓶颈），这将有助于最大限度地提高月产量。

对于中机身和前翼梁，Spirit的“智能设计”也融入了“智能制造”实践。大型组件由更简单、更容易制造的子组件组成，这些子组件也更容易维修和维护。智能制造概念也启发了Spirit金斯顿工厂的许多功能，包括改善工作流程的物理布局和提高生产率的最新自动化纤维铺放技术。

Spirit专门设计了金斯顿工厂，以实现增长并易于适应新技术。该工厂围绕一条中央运输通道布局，从那里可以看到洁净室、热压罐和喷漆室。该布局加快了组件在工厂中的流动。这种配置还允许工厂主管根据需要添加额外的处理模块，以缓解瓶颈。它将适应未来的新工艺。适应客户空客不断变化的生产需求的能力是Spirit的重点。Spirit副总裁兼金斯顿工厂总经理丹恩·惠勒（Dan Wheeler指出，目前空客A350 XWB的574份订单“是大量的飞机”。他补充道：“我们在这里建设了工厂，以便在生产增加时能够满足空客的时间表。”

智能设计：机身

A350设计的一个显著特点是机身由三个长段组成。前部和后部各由四块大型复合板（顶部、龙骨和两侧）制成。但中机身增加了两个横向连接板，有助于将机身连接到机翼。壁板（蒙皮+长桁）连接到复合材料和金属框的组合上。相比之下，787的机身使用了四个较短的一体式复合材料整体筒。空客公司选择了大型机身壁板，而不是单一的完整机身筒段，因为它们可以根据机身各部分承受的不同载荷，根据层压板顺序和厚度进行定制。据报道，这使得机身能够优化性能和重量。使用更少、更长的截面也意味着更少的接头，据说这些接头更适合负载和重量优化。这种设计有望避免波音公司在投入第一批使用完全不同的工具方法制造的787机筒时遇到的装配问题，并通过更容易的零件处理、更简单、更轻的工具以及更便宜、更快的分段生产来促进制造和组装。

由于机身部分的碳纤维复合材料的导电性不如铝合金结构，雷击产生的电流将寻求任何可用的金属路径，如紧固件。因此，787和A350都战略性地使用了金属零件。根据零件在某些高负载区域提供必要结构加固的能力进行选择，同时为内部电气系统和设备提供电气回路。A350的所有金属部件—包括铝制座椅导轨以及用于下部框和客舱结构地板格栅梁的铝、铝/锂合金和钛的混合物—都具有双重功能。每个部分都有一个结构功能，它也是飞机内整体电气结构网络（ESN-electrical structure network）的一部分。A350的复合材料壁板包含一个外部铜网来处理闪电的直接影响，它们与ESN一起工作以保持法拉第笼原理，将电流无害地引导到机身周围，而不是让它通过而损坏紧固件和操作结构。这种多功能性避免了与专用ESN组件相关的额外结构，以及由此产生的重量损失，这将抵消CFRP机身的轻量化优势。因此，中央机身的六个组装部分长64.6英尺/19.7米，直径22英尺/6.7米，重量仅为9000磅/4082公斤。

智能设计：机翼

A350机翼设计还受益于拓扑优化，这是一种基于有限元的分析，可以确定结构的最有效材料布局。这项技术被用于构成A380机翼的各种结构，包括前缘加强肋，其优势得到了证实。对于A350，拓扑优化被更早、更广泛地采用，因为空客公司寻求在更高效的设计过程中以更低的成本实现更高的性能。

除了全复合材料前翼梁外，先进的复合材料还可以实现被动和主动载荷控制机制，从而提高A350机翼的空气动力学和结构性能。被动自适应是通过气动弹性剪裁实现的，气动弹性裁剪是一种气动表面的设计技术，其中强度和刚度与可能施加在其上的可能气动载荷相匹配。A350复合材料机翼还利用了机动载荷缓解(MLA-maneuver load alleviation)，提供主动载荷控制。MLA是一种在飞机机动过程中减少机翼弯矩载荷的系统。数字飞行控制系统自动调整沿机翼翼展的控制面偏转，以优化和均匀管理从机翼根部到翼尖的载荷。

这种设计的另一个方面是可变弧度。A350将是第一架能够实现这一功能的空客飞机，它将依靠机翼襟翼系统，该系统允许不同的内外襟翼设置。齿轮箱和电机安装在外襟翼和内襟翼之间，能够在襟翼缩回后对每个襟翼的角度进行差速控制。提升位置的中心也可以改变以进行负载管理。例如，内襟翼可以稍微向下设置，在重物情况下将升力中心移向内侧。也可以将两个襟翼一起向上或向下移动一小部分，通过调整峰值升阻比来提高机翼性能。在巡航过程中，襟翼功能将由飞行控制系统计算机自动控制，该计算机持续感测来自飞行管理系统的数据。

总体结果是一个极其高效的机翼，能够以更少的重量产生更大的升力，并具有先进的负载处理性能，这也有助于减少飞机的燃料消耗。

制造：中机身

第15段不仅是机身最大的一段，也是最复杂的部件。它的四个壁板具有恒定的轮廓表面，但由于它与机翼相邻，两个横向连接壁板，具有凸形和凹形曲率，这为全复合材料机翼盒提供了空气动力学整流罩和结构连接。

第15段的制造开始于Electroimpact股份有限公司(Mukilteo，Washington)S-15双头自动铺丝(AFP)机器，该机器是专门为这些大型结构设计的。ElectroImpact对S-15进行了设计，使其能够在客户放置公差范围内，在斜坡、复杂表面上进行动态进料和切割以及完全双向铺层，并且操作员可以以高达2000英寸/分钟（50.8米/分钟）的速度完全控制进料速率。为了满足大型机身壁板的需求，通过重新设计切纸机式切割系统，优化进料、散纱路径、筒子架和机器控制系统，实现了高速。

该机器将来自赫氏（Hexcel-康涅狄格州斯坦福德）的Hexplay M-21E碳纤维/增韧环氧树脂预浸料铺放在凸形殷钢(Invar)工具上。第15段的所有壁板都采用了集成的碳纤维增强塑料长桁，这些长桁是使用MTorres（西班牙Torres de Elorz）为高速二维层压而建造的悬臂式AFP机器生产的。然后将长桁放置在复合板铺层上，(这种工艺不是15段机身所用的工艺。它是空客工厂制造机身13-14、16-18段壁板，所用的工艺。它在长桁与蒙皮之间有一层粘结胶膜。此种工艺叫“共胶接”。机身15段长桁与蒙皮之间没有粘结胶膜。它是在一组B阶段长桁上面，直接铺放丝束预浸料。此种工艺叫“共固化”。机身19段筒体，也是用的“共固化”工艺。)并在两个80英尺/24米长、22英尺/6.7米直径的热压罐中的一个中真空共固化。（第一个已经安装；第二个将随着产量的增加而增加。）

自动TORRESMILL铣床从侧壁板上切除门窗开口。MTorres还为Spirit提供了两台5米/16.4英尺高的柱状超声波（UT）检测机，每台机器都配有单独的UT扫描仪阵列，以实现对每个机身壁板的内外蒙皮的同时检测。检查后，将完成的复合材料壁板连接到机身框上。大多数框是复合材料的，但也有一些是铝制的，用于支撑ESN。此外，门框是钛合金的(现在有资料介绍门框是用高温、高强度热塑性复合材料制造的)。框架和周围装有自动化设备。

完成后，第15段壁板将嵌套在70英尺/21米的集装箱中。它们将通过公路运往北卡罗来纳州莫尔黑德市或该州的另一个港口，然后通过船只运往法国的圣纳泽尔的Spirit新工厂，该工厂位于法国西北部空客Aerolia工厂附近。Spirit在圣纳泽尔的60000平方英尺/5574平方米的工厂是一个仅用于组装的工厂（2010年7月23日正式开业，当年晚些时候投入运营），三个上壳面板与前后乘客地板连接在一起。其余三块面板由空客圣纳泽尔公司散装运输并安装在第15段上。之后，该壁板组件将与从空客南特（位于东部50英里/80公里处）运送来的中央翼盒配合，并配备管道和其他系统。然后，中机身/翼盒组件(中机身应该包括中央翼、龙骨梁)将空运到图卢兹进行最终的飞机组装。

生产前翼梁

A350的前翼梁是102英尺/31.2米长的结构，是Spirit有史以来最大的梁，也是Spirit的第一个全复合材料梁。该结构从根部到顶端由三段组成：一根7m/23英尺长的内梁、一根12.7m/42英尺长的中梁和一根11.5m/38英尺长的外梁。

翼梁组件由多达100层CFRP制成，从内翼梁根部的6英尺/1.8米宽度逐渐变细到外翼梁尖端的约1英尺/3.3米宽度(翼尖与翼根搞反了)。

MTorres一直是发展Spirit翼梁生产能力的关键合作伙伴。该公司的两个TORRESFIBERLAYUP AFP系统经过专门设计，可提供比传统龙门式或柱式机器更大的灵活性和生产率。据报道，这些AFP系统能够实现高达2360英寸/分钟（60米/分钟）的上浮率，比以前可能的上浮速度高出一个数量级，是使金斯顿的翼梁生产工艺在经济上可行的关键。MTorres已向英国菲尔顿附近的吉凯恩航空航天公司（英国沃切斯特Redditch）新工厂交付了类似的设备，用于生产A350的后翼梁。这些机器的开发是为了实现沿翼梁部件边缘的紧密U形几何形状，当在90°角上应用45°材料时，会出现许多问题。机头还可以提供更高的温度和更大的压实压力，以成功加工相对低粘度的Hexplay材料—与用于铺设机身壁板的M-21E增韧环氧预浸料相同。每台MTorres机器都可以同时在15m/49英尺的因瓦芯轴上铺设两根立柱，然后将其转移到热压罐中进行固化。

使用基于自动龙门架的TORRESonIC UT检测机检查固化的翼梁组件的质量，该检测机长15m/49.2英尺，宽2m/6.6英尺。MTorres制造了框架，并连接了Kuka Roboter GmbH（德国奥格斯堡）的商用机器人，电子设备由Tecnatom SA（西班牙马德里）提供。完成的翼梁部分被运往Spirit位于苏格兰普雷斯特威克的工厂，在那里它们被连接在一起，与固定前缘和其他固定装置配合，然后作为完整的前缘组件交付给空客的布劳顿工厂，与A350机翼进行最终组装。第一个完整的外翼梁于2010年12月10日装运。

杨超凡 2025.5.4