비즈니스 제트기

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배경

비즈니스 제트기("비즈-제트"라고도 함)는 일반적으로 5-15명의 승객을 태울 수 있으며 주로 기업 임원 및 정부 관리의 운송 수단으로 사용됩니다.

비행 초기인 제1차 세계 대전 이전에는 항공기 전체가 나무와 캔버스로 만들어졌습니다. 그것들은 숙련된 장인들에 의해 형성되고 결합되었으며, 그들 중 많은 사람들이 다른 목공 거래에서 끌어왔습니다. 모든 항공기는 다양한 생각과 끊임없는 설계 변경을 반영하여 독특했습니다. 제1차 세계 대전이 시작되면서 수천 대의 항공기에 대한 갑작스러운 수요가 발생했습니다. 이는 공장이 비숙련 노동자에 의한 항공기 부품의 대규모 제조 및 조립을 수용해야 함을 의미했습니다. 소규모 회사는 다양한 유형의 항공기를 대량으로 생산할 수 있는 주요 제조업체로 성장했습니다.

항공기 제작 기술은 전쟁 사이의 몇 년 동안 점진적으로 발전했습니다. 디자인이 개선되고 기록이 세워지고 깨지면서 목재와 캔버스가 주요 구조 재료로 알루미늄으로 변경되었습니다. 단일 비행기(단일 날개 항공기)는 복엽 비행기(두 날개 항공기)보다 더 인기가 있었습니다. 더 강력하고 안정적인 항공기 엔진은 탑재하중과 범위를 늘리기 위해 지속적으로 개발되었습니다. 향상된 신뢰성과 향상된 편안함으로 인해 항공기는 화물 및 여객 운송에 더 적합한 형태가 되었습니다.

항공기 산업은 제2차 세계대전이 임박함에 따라 항공기 양산에 다시 한 번 대비해야 했습니다. 미국, 영국, 이탈리아, 독일, 일본과 같은 강대국이 제1차 세계 대전 중보다 훨씬 더 많은 항공기를 생산했습니다. 항공기 산업은 전 세계로 퍼져 나갔고 5년 간의 분쟁 기간 동안 극적으로 변화했습니다. 피스톤 항공기 엔진은 더 크고 복잡해졌으며 제트 엔진도 개발 및 테스트되는 동안 대량으로 생산되었습니다. 레이더 및 기타 정교한 전자 장치의 개발도 진행되어 오늘날의 대규모 항공 전자 장치(항공 전자 장비) 산업을 형성했습니다.

기업 제트 항공기 산업은 1950년대 중반 Rockwell의 Sabreliner와 Lock-heed의 JetStar 모델이 도입되면서 시작되었습니다. LearJet은 1960년대 초 Model 23으로 비즈니스 제트기 시장에 진입했으며, Cessna는 1960년대 후반 Citation 500 모델로 뒤를 이었습니다. 오늘날 비즈니스 제트기를 마케팅하는 최소한 8개의 다른 미국 및 국제 항공기 회사가 있습니다.

원자재

현대 항공기 제조에 사용되는 주요 재료는 알루미늄 시트, 빌렛, 주물이지만 복합 재료의 사용이 급격히 증가하고 있습니다. 복합 재료는 일반적으로 결합 수지의 가는 섬유 또는 휘스커인 2개 이상의 대조 구성 요소로 구성된 구조 재료입니다. 탄소 에폭시, 흑연, 유리 섬유, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP), 붕소 섬유 강화 플라스틱(BFRP) 및 유리 강화 플라스틱(GRP)과 같은 복합 재료를 사용하면 제조업체는 알루미늄 모델보다 더 가볍고 강한 항공기를 제작할 수 있습니다. 강철 합금, 티타늄, 스테인리스 강 및 마그네슘 주물도 사용되지만 훨씬 적은 양입니다.

제조
프로세스

항공기를 구성하는 6개의 주요 하위 어셈블리가 있습니다:1) 동체 또는 몸체, 2) 날개 또는 꼬리 어셈블리, 3) 날개, 4) 랜딩 기어 어셈블리, 5) 동력 장치 또는 제트 엔진, 6) 비행 제어 시스템 및 계기.

자동차 제조와 마찬가지로 항공기 산업은 제조를 위해 조립 라인을 사용합니다. 항공기의 생산량은 훨씬 적지만 아이디어는 동일합니다. 항공기 제조에서 일련의 "위치"와 "후퇴"는 항공기 조립 단계를 나타내는 데 사용됩니다. 예를 들어, 항공기 제조에 16개의 위치가 사용되는 경우 16번째 위치는 기수 부분 또는 날개 날개 보강으로 시작하여 조립의 시작이 되며 첫 번째 위치에는 엔진 및 나셀 조립품의 설치가 수반됩니다( "나셀"은 엔진을 수용하는 유선형 본체입니다. 위치 0은 비행기가 "아웃 도어"(OTD)이고 비행 전 검사 및 비행 테스트 준비가 되었음을 나타냅니다. "셋백"은 하위 어셈블리 또는 "빌드업"이 위치 내에 있는 단계를 나타냅니다. 예를 들어, 날개 어셈블리는 하나의 위치만 포함할 수 있지만 이 위치에는 세 개의 차질이 있을 수 있습니다. 위치나 차질에 관계없이 조립 작업은 끊임없이 진행됩니다. 한 위치가 다른 위치보다 우선순위가 더 높을 수 있지만 다른 위치는 동시에 조립되어 두 어셈블리가 적절한 시간에 결합할 준비가 됩니다. 항공기 내부에 대한 페인팅 및 작업(예:좌석 및 캐비닛 추가)은 항공기마다 다를 수 있으므로 마지막에 완료됩니다.

항공기 생산은 주요 하위 어셈블리 각각의 정밀하고 정확한 정렬과 결합에 달려 있습니다. 서브어셈블리 생산 및 어셈블리 결합을 위해 일련의 FAJ(플로어 어셈블리 지그)가 사용됩니다. 이러한 지그는 개별 공작물 또는 하위 어셈블리가 제자리에 고정, 접합 또는 볼트로 고정될 수 있을 때까지 고정, 지지 및 위치를 지정합니다. 조립 지그의 강성은 오정렬을 방지하는 데 중요하므로 이러한 도구의 대부분은 크고 무겁습니다. 일부 지그는 영구적으로 설치되고 나머지는 필요할 때 조립 라인으로 이동할 수 있도록 롤러에 있습니다.

동체 조립

동체 그룹은 생산되는 첫 번째 본체입니다. 동체 그룹은 노즈 구조 어셈블리, 전방 캐빈 구조 어셈블리, 후방 캐빈 구조 어셈블리 및 테일콘 어셈블리로 구성됩니다. 항공기는 기본적으로 뒤에서 앞으로 조립됩니다.

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1 조립할 동체의 첫 번째 부분은 후방 캐빈 배럴 어셈블리입니다("위치 4, 셋백 0"으로 표시된 그림 참조). 캐빈 배럴은 플로어 조립 지그에서 수직 방향으로 조립됩니다. 캐빈 배럴 지그는 후방 캐빈 배럴 어셈블리를 완성하는 데 필요한 모든 프레임 어셈블리, 스킨 및 지지 구조를 통합합니다. 항공기의 로프트 를 정의하는 윤곽 템플릿으로 설정된 도구 구멍 및 로케이터와 함께 세부 사항 및 하위 어셈블리가 제공됩니다. 또는 윤곽. 다음으로 선미 캐빈 중간 지그는 선미 캐빈 배럴, 선미 압력 격벽(동체의 가압 섹션 경계 역할을 함) 및 날개 부착 피팅의 세 가지 주요 구성 요소를 조립하는 데 사용됩니다.

2 기수 및 전방 캐빈 구조는 다음으로 조립됩니다("위치 3, 셋백 1" 참조). 노즈 섹션 지그는 전방 프레임 휠웰 어셈블리, 스킨 어셈블리 및 지지 구조물을 조립합니다. 전방 캐빈 빌드업 지그는 앞유리 프레임, 캐빈 도어 프레임, 전방 압력 격벽, 지지 구조물 및 스킨을 조립합니다.

3 이제 전방 및 후방 캐빈 섹션이 캐빈 메이트 지그를 사용하여 결합됩니다. 두 캐빈 섹션은 전방 및 후방 압력 격벽을 모두 조정하는 도구 구멍을 사용하여 지그에 위치합니다("위치 3, 셋백 0" 참조).

4 캐빈 섹션이 건설되는 동안 상단 및 하단 테일콘 섹션 도 조립 중입니다. 테일콘 메이트 지그는 상부 및 하부 테일콘 서브어셈블리를 연결하고 정렬하는 데 사용됩니다("위치 2, 셋백 2" 및 "위치 2, 셋백 1" 참조).

5 3개의 주요 동체 섹션, 기수, 전방 및 후방 캐빈 어셈블리, 테일콘은 동체 메이트 지그를 사용하여 위치를 지정하고 조립합니다. 전방 및 후방 캐빈 섹션이 먼저 지그에 로드되고 그 다음 노즈 및 테일콘 섹션이 로드됩니다. 엔진 마운트 브래킷(전방 및 후방)은 이제 동체에서 확장되는 구조적 엔진 빔에 설치됩니다. 장착 구멍도 정렬됩니다. 이들은 수직 안정 장치를 테일콘과 후방 경사 격벽에 부착하는 데 사용됩니다(후미 경사 격벽은 테일콘 섹션의 끝에서 "캡"). ("포지션 2, 셋백 0" 참조).

Empennage 또는 테일 어셈블리

empennage 또는 tail 어셈블리는 다음으로 조립할 섹션입니다. 수직 핀, 방향타, 수평 안정 장치 및 엘리베이터로 구성됩니다. 방향타는 요 의 기본 제어 표면입니다. 또는 일반적으로 항공기를 회전하는 데 사용되는 좌우 이동. 2개의 엘리베이터가 수평 안정판의 후미에 장착되어 피치 를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 또는 항공기의 상하 운동.

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1 수평 스태빌라이저 프레임 빌드업 지그는 수직 부착 피팅, 스트링거(판금 스킨의 구조적 지지를 제공하는 데 사용되는 알루미늄 압출), 스킨 및 지지 구조물과 함께 리딩 에지 ​​및 스파 어셈블리를 조립하는 데 사용됩니다. ("포지션 1, 셋백 2" 참조).

2 승강기 프레임 빌드업, 트림 탭 어셈블리 및 스키닝 지그는 좌우 승강기를 조립하는 데 사용됩니다. 트림 탭은 순항 상태(자동차의 순항 제어와 다소 유사) 동안 수평 비행 상태에서 항공기를 유지하는 데 사용되는 엘리베이터의 후미 가장자리에 부착된 이동 가능한 제어 표면입니다. 승강기 프레임 및 트림 탭이 구성된 후 스키닝 지그를 사용하여 팁, 선단 및 후단 가장자리 스킨과 함께 프레임 및 트림 탭 어셈블리를 조립합니다.

3 수직 핀 빌드업 지그는 수직 핀 섹션을 완성하는 데 필요한 수평 부착 측면 플레이트 및 지지 구조와 함께 리딩 에지, 스파 및 접합 스킨 어셈블리를 조립하는 데 사용됩니다. 테일콘의 패스너 위치는 날개 및 엔진 부착 지점에 대한 수직 핀의 관계를 보장하기 위해 기체 정렬 지그에 의해 설정됩니다.

4 러더 프레임 빌드업, 트림 탭 어셈블리 및 스키닝 지그는 러더 어셈블리 조립에 사용됩니다. 방향타 프레임 및 트림 탭이 완료된 후 스키닝 지그를 사용하여 프레임 및 트림 탭 어셈블리를 앞전 및 뒷전 스킨과 함께 조립합니다.

5 항공기의 empennage 부분은 승강기, 수평안정판, 수직안정판, 방향타를 조립한 후 완성된다. ("포지션 1, 셋백 1" 참조). 그런 다음 empennage 섹션은 ​​항공기 테일콘 섹션에 결합됩니다("위치 1, 셋백 0" 참조).

날개 조립

날개 어셈블리는 그 다음이며 일반적으로 센터 윙 섹션, 아웃보드 윙 섹션, 에일러론 및 플랩 어셈블리로 구성됩니다. 에일러론은 이동식 제어 표면으로, 일반적으로 외부 날개에 경첩으로 연결되어 롤 제어를 제공합니다. 평면의 세로 축에 대해. 플랩은 움직일 수 있는 조종면으로 날개 안쪽에 장착되어 아래쪽으로 힌지할 수 있습니다. 이는 저속 양력을 증가시키고 항력을 추가하여 항공기가 과도한 속도를 얻지 않고도 가파른 접근 착륙을 할 수 있도록 합니다.

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1 에일러론 프레임 빌드업과 스킨 및 리벳 지그는 왼쪽 및 오른쪽 에일러론 어셈블리를 조립하는 데 사용됩니다. 에일러론 프레임이 완성되면 스킨 및 리벳 지그를 사용하여 에일러론 프레임, 스킨 및 더블러(추가 강도에 사용)를 로드한 다음 조립을 완료합니다. 에일러론 프레임은 힌지 베어링과 인보드 및 아웃보드 리브 웹을 고정하여 위치합니다(리브는 에일러론을 가로지르는 주요 구조 부재임). 에일러론은 일반적으로 비행 제어 장치 및 플랩과 함께 마지막에 설치됩니다.

2 플랩 프레임 빌드업 및 스킨 지그는 왼쪽 및 오른쪽 플랩 어셈블리를 구성하는 데 사용됩니다. 플랩 프레임이 먼저 완성됩니다. 그런 다음 플랩 스킨 지그는 접합된 상부 스킨과 트레일링 에지 스킨, 플랩 스파 섹션, 리딩 에지 ​​어셈블리 및 엔드 리브 및 인터커넥트 클레비스를 조립합니다.

3 선외 날개 부분의 제작에는 드릴링, 리벳팅 및 빌드업을 위한 다양한 지그의 사용이 포함됩니다. 사용된 주요 도구는 전방 외부 날개 어셈블리, 후방 스파 어셈블리, 트레일링 에지 본드 스킨 어셈블리 및 지지 구조를 조립하는 아웃보드 윙 빌드업 지그입니다("위치 1, 셋백 3" 참조).

4 센터 윙 섹션의 건설에는 다양한 빌드업 지그의 사용도 필요합니다. 여기에 사용된 주요 도구는 중앙 섹션 하위 어셈블리, 휠웰 구조, 리브 및 스킨 어셈블리, 지지 구조를 조립하는 센터 윙 빌드업 지그입니다("위치 1, 셋백 2" 참조).

5 날개 조립 메이트 지그는 중앙 날개와 함께 왼쪽과 오른쪽 바깥쪽 날개를 모두 조립합니다. 날개 부분과 중앙 부분은 로케이터와 윤곽 보드에 의해 지그에 위치합니다. 중앙 섹션이 먼저 로드된 다음 왼쪽 및 오른쪽 아웃보드 윙이 로드됩니다("포지션 1, 셋백 1" 참조). 그런 다음 완성된 날개 어셈블리가 동체 섹션에 결합됩니다("위치 1, 셋백 0" 참조).

랜딩 기어 어셈블리

두 개의 다른 랜딩 기어 어셈블리가 있습니다:노즈 및 메인 랜딩 기어. 둘 다 전기적으로 제어되고 유압으로 작동되는 후퇴 시스템을 사용합니다. 주 착륙 장치(MLG)는 일반적으로 후행 링크 유형이며 날개 안쪽으로 수축됩니다. 기수 착륙 장치(NLG)는 동체 기수 부분으로 앞으로 들어가고 문으로 둘러싸여 있습니다. 랜딩 기어는 주 조립 라인에서 떨어져 조립되고 필요할 때, 일반적으로 동체와 날개가 결합될 때 라인으로 가져옵니다("위치 1, 셋백 0" 참조).

Powerplant-Jet 엔진

비즈니스 제트기는 일반적으로 나셀 어셈블리의 후면 동체 양쪽에 위치한 2개의 터보팬 제트 엔진으로 구동됩니다. 나셀 어셈블리는 흡입구 섹션, 카울 또는 외부 하우징, 배기 노즐 섹션, 제빙을 위해 날개와 나셀 앞 가장자리로 뜨거운 공기를 전환시키는 블리드 공기 시스템으로 구성됩니다. 블리드 에어는 객실 난방 및 가압에도 사용됩니다. 카울을 형성하는 대형 판금 패널은 일반적으로 롤 성형됩니다. 나셀 입구 부분의 노즈 캡과 같은 다른 판금 부품 중 일부는 드로 프레스에서 암 다이를 사용하여 형성됩니다. 나셀 어셈블리는 라인에서 별도로 제작된 다음 설치를 위해 다시 가져옵니다("위치 1, 셋백 0" 참조).

비행 제어 시스템

비행 제어 시스템은 일반적으로 에일러론, 플랩 및 방향타와 함께 마지막에 설치됩니다. 현대 항공기에 들어가는 다양한 비행 제어 시스템이 있습니다. 다음은 주요 시스템의 일부 목록입니다. 에일러론 제어 시스템; 에일러론 트림 시스템; 스피드 브레이크 시스템; 플랩 상호 연결 시스템; 방향타 제어 시스템; 방향타 트림 제어 시스템; 엘리베이터 제어 시스템; 엘리베이터 트림 제어 시스템; 가압 시스템; 앞유리 얼음 방지 시스템; 날개 방빙 시스템; 산소 시스템; 피토 스태틱 시스템. ("포지션 1, 셋백 0" 참조).

문밖으로

항공기가 공장을 떠나기 전에 모든 전기 및 기계 시스템은 기능 테스트를 거칩니다. 점검 항목의 예로는 연료 보정, 유압 시스템, 기어 블로우 다운 및 잠금, 경고등 및 경적, 항공 전자 공학이 있습니다. 엔진과 비행 제어 시스템이 설치된 후, 항공기는 엔진 테스트 및 비행 테스트를 위해 문을 나갈 준비가 됩니다. 항공기는 고객에게 인도하기 위해 승인되기 전에 수많은 성능 및 시스템 테스트를 거칩니다. 배송 전 기체는 도색을 위해 보내져 내부가 완성됩니다. ("위치 0, 셋백 0" 참조).

품질 관리

항공기 품질은 FAA(연방 항공국) 규정 및 인증 요구 사항을 충족하기 위한 우수한 설계, 문서 및 전자 기록 보관에 달려 있습니다. 앞유리, 날개 앞 가장자리, 엔진 및 기타 중요한 구성 요소는 항공기가 상업용으로 인증되기 전에 FAR 25(연방 항공 규정) 버드 스트라이크 요구 사항을 충족해야 합니다. 제조 공정 전반에 걸쳐 다양한 양식과 체크리스트를 사용하여 만들어진 각 부품의 이력을 자세히 설명합니다. 다양한 실험실 테스트와 표준화된 항공우주 재료 사양이 항공기를 위해 특별히 개발되었습니다. 접합된 패널이 얼마나 잘 접착되었는지 확인하기 위해 초음파 테스트를 위해 물 탱크에 배치됩니다. 스트레스 테스트는 광범위하게 사용됩니다. 항공기의 한 부분을 조립한 다음 다양한 조건에서 실제 사용을 시뮬레이션하는 테스트 고정 장치에 배치합니다. 일부 테스트는 설계 안전 계수가 허용 가능한지 확인하기 위해 부품이 고장날 때까지 실행됩니다.

부산물/폐기물

환경 보호법은 항공기 제조 시설에서 나오는 물의 흐름과 배출을 제한하는 엄격한 코드를 개발했습니다. 연방법에 따라 항공기 회사는 더 적은 용제를 사용하고 증기 증기 탈지 시스템과 같은 부품을 청소하는 더 나은 방법을 찾고 있습니다. 알루미늄 칩과 스크랩 소재는 항공기 산업의 주요 부산물로 재활용됩니다.

미래

기술 변화는 항공기 제조 발전의 주요 원동력입니다. 진행 중인 많은 개발에는 경제와 품질을 개선하고 에너지 소비와 오염을 낮추도록 설계된 컴퓨터 제어 및 자동화가 포함됩니다. 리벳팅과 같은 더 많은 조립 작업이 완전히 자동화될 수 있습니다. 퍼지 논리 및 인공 지능과 관련된 예측 기능을 가진 센서인 "스마트" 센서가 더 널리 보급되고 있습니다. 인공 지능 또는 "퍼지 제어"를 통해 센서는 부하 또는 생산량의 변화로 인해 설정에 필요한 변화를 예측할 수 있습니다. 이러한 발전과 더불어 증가하는 경제적, 환경적 요구는 항공기 제조에 추가적인 기술적 개선을 가져올 것입니다.