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诺斯罗普·格鲁曼、西门子、Electroimpact、Scaled复合材料公司
诺斯罗普·格鲁曼公司(美国弗吉尼亚州福尔斯彻奇)宣布,今年将采用其子公司Scaled Composites(美国加州莫哈韦)制造的Model 437飞机测试其"灯塔"(Beacon)自主飞行生态系统。
这一开创性系统将在一架具有突破意义的飞机上进行测试——这很可能是首款在主结构(即机翼)中采用连续碳纤维增材制造技术的飞机——充分展示了诺斯罗普·格鲁曼通过其"数字探路者"和先进制造团队取得的投资成果与技术成就。
"灯塔"系统基于超过50万自主飞行小时的数据积累构建，在数字环境中集成先进自主软件与解决方案，旨在加速软件部署、降低风险并提升未来飞机项目的准备度。
Model 437与"数字探路者"计划
根据Scaled Composites官网信息，Model 437最初是作为多任务低成本可消耗飞机的概念设计启动的，其有人驾驶版本为"Vanguard"。该机长41英尺（约12.5米），翼展41英尺，最大起飞重量10,000磅（约4.5吨），采用单台普拉特·惠特尼发动机提供3,400磅推力。
该项目同时是"数字探路者"团队开发创新隐身飞机的关键验证平台。通过完全联通的数字环境，数字工具与流程的结合以及先进制造技术的应用，使Model 437得以更快且更低成本地完成制造。事实上，该项目于2024年8月实现首飞，距启动仅27个月。
据《防务快讯》2024年刊文所述："M437的机翼在完全联通的数字生态系统中开发完成后实现首飞"。诺斯罗普·格鲁曼负责该飞机可拆卸机翼组件的设计、建造与制造，而Scaled Composites则主导气动与结构分析、机身及尾翼制造、飞机总装与系统集成，以及地面和飞行测试。
AM复合材料与钛合金机翼
诺斯罗普·格鲁曼先进制造领域研究员埃里克·巴恩斯(Eric Barnes)在领英帖子中阐释了如何运用新型定向确定性装配技术和复合材料增材制造工艺来制造该飞机机翼。
"我们通过专利技术——可扩展复合材料机器人增材制造(SCRAM)能力——全程采用数字化信息，无需任何硬质模具，"他表示，"仅需快速沉积的可溶聚合物模具。结合该过程中无需二次固化或热压罐处理的特性，我们大幅降低了成本并缩短了周期。"
2020年Electroimpact公司推出的SCRAM增材制造系统
形态铺设连续纤维复合材料。这使我们能够使纤维与载荷方向对齐，用更少的材料生产更轻、更坚固的结构。" ——埃里克·巴恩斯，摘自《防务快讯》2024年文章
巴恩斯表示："我们还在机翼部分主结构中采用了等离子弧定向能量沉积技术[使用]钛合金，我们认为这是该技术首次应用于国防主结构领域。通过这种方式，与传统工艺相比，这些部件的成本和周期缩短了30%。"
数字主线与确定性装配
诺斯罗普·格鲁曼"数字探路者"计划总监莎拉·博丹在《防务快讯》文章中指出，当今世界必须能够在更紧的时间线上提供高科技、高端的飞机/航空航天解决方案。"数字工程使之成为可能，"她补充道。"我们的数字环境提供近实时可视化，创建唯一事实来源。这使我们能够采用'左移'方法——在项目早期就完成从设计到维护的全流程迭代。等到实际开始建造时，我们已经确保万无一失。"
"我们将供应商纳入数字化转型协同工具集，"巴恩斯解释道。"这在多方面改变了游戏规则。要有效执行确定性装配，我们需要将数字协作延伸至供应商，将其整合到我们的数字工具集中。"
该能力不仅缩短了周期，还降低了成本。"典型项目会预留15-20%的预算用于工程返工，"博丹表示。"而我们的返工率不到1%。此外，制造车间的效率也得到提升。"
