航空制造技术是航空高科技产业的重要组成部分,涉及产品设计、加工和装配、管理以及服役保障的全过程,所有航空产品都要依托制造技术及其相应的工具、仪器和设备得以实现。航空制造技术对保证航空产品性能、缩短研制周期、减少相关成本、提高可靠性起着决定性的作用。随着航空产品的发展,航空制造技术的范围逐步扩大。它集机械、电子、光学、信息、材料、生物科学和管理学为一体,形成一种多学科交叉、技术密集的技术体系。因此航空制造是集现代科学技术成果之大成的高技术学科,其发展水平标志着国家的尖端制造技术水平,对整个装备制造业的发展起着引领作用。
按照专业方面技术领域划分,航空制造技术体系包括复合材料结构制造技术、热加工和精密成形技术、精密和超精密加工技术、机械加工技术、特种加工技术、表面工程技术、连接技术、装配技术、电气互联技术、工艺检测技术、数字化制造和管理集成技术和航空专用装备制造技术等12个领域(如图所示),涵盖了飞机机体结构、发动机以及航空系统设备的制造、维修以及服务的全部过程。
目前我国的航空制造技术水平与航空产品的发展需求还存在比较大差距。为了尽快缩小差距,实现我国航空制造技术的跨越发展,我们除了密切跟踪国外航空先进制造技术发展外,还应结合我国真实的情况,探索出适合我国航空产品研制所需的制造技术发展路线,全方面提升我国航空制造技术水平和综合实力。
航空制造技术自主创新是指通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的途径,在技术和管理两个方面提升水平,在航空产品全寿命周期中,实现制造技术先进性、高效性、可靠性等方面的突破,最终获得商业经济价值的过程。我国航空制造技术的自主创新体系由政府、企业、专业研究所以及高等院校(含中科院相关单位,下同)构成。政府部门的作用是从总体上对于航空制造技术的形成、成果转化、推广和应用进行规划和指导,并负责资源配置,政府直接参与航空制造技术自主创新的全过程,制定科学合理的体制机制,促进高等院校、专业研究所以及企业在基础研究、应用研究、工程化研究和产品研制生产的全部过程的有机衔接,是快速提升技术成熟度的关键。航空制造技术自主创新面临的主要任务和目标包括两个方面,一是积极开展前瞻性航空制造技术和装备的预先研究,引领和支撑未来航空装备的发展,二是将技术成熟度6级以下先进制造技术,通过工程化研究以及成果推广满足我国在研在制航空装备和产品的需求。
航空制造技术的发展与航空装备的发展相辅相成,相互促进。在航空装备发展的每一个阶段,不能离开航空制造技术的巨大贡献。航空制造技术一直是美国、英国、法国等航空装备领先国家重点发展的技术之一,在持续不断的经费支持下,这些国家的航空制造技术已达到了相当高的水平,形成了零件制造自动化、装配过程数字化、加工技术绿色化、工艺检测智能化以及制作的完整过程精益化等技术特点,有力地引领和促进了航空装备的发展。
以美国为例,美国的航空制造技术走的是技术领先者的发展模式,即依靠自己在基础研究中的优势,以原始创新为主不断发明创造出新的产品和工艺方法,占据技术发展的制高点;以合作创新带动全产业链的发展,实现全球市场的垄断。原始创新大多数表现在产品的研发上,合作创新大多数表现在资源的利用上。主要模式包括:
注重基础研究,原始创新成果不断涌现。基础研究是原始创新的源泉,美国国防部很看重基础研究,始终保持其预算与其他预算同步增长。据统计,2009财年美国联邦预算向国防部拨款800亿美元左右,用于RDT&E项目,其中约64亿美元用于基础研究,其中不乏可推动航空制造技术发展的制造技术基础研究。在强大的基础研究经费保障下,原始创新成果不断涌现。