Производство деталей летательных аппаратов

ПРОИЗВОДСТВО 

ДЕТАЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ 

АППАРАТОВ

Рекомендовано федеральным государственным учреждением

«Федеральный институт развития образования» в качестве учебника
для использования в учебном процессе образовательных учреждений,

реализующих программы среднего профессионального образования

УЧЕБНИК

Москва 

ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М

2021

В.В. Овчинников

УДК [629.7+621.7](075.32)
ББК 39.52:30.4я723
 
О35

Овчинников В.В.

О35  
Производство деталей летательных аппаратов : учебник / В.В. Ов
чинников. — Москва : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2021. — 367 с. — 
(Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-8199-0817-4 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-014996-7 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-103790-4 (ИНФРА-М, online)

В учебнике рассмотрены основы проектирования технологических 

процессов, а также технологического оснащения применительно к производству летательных аппаратов. Описаны специфика этой отрасли машиностроения, технологическая подготовка серийного производства и методика разработки оптимального варианта технологических процессов. 
Приведены основные положения о надежности и технологичности машин, 
описаны методы их достижения. Указаны основные направления обеспечения экономической эффективности технологических процес сов: снижение себестоимости машин, увеличение производительности труда и сроков окупаемости капитальных вложений на технологическое оснащение.

Для студентов учреждений среднего профессионального образования, 

обучающихся по специальности 24.02.01 «Производство летательных аппаратов».

УДК [629.7+621.7](075.32)

ББК 39.52:30.4я723

Р е ц е н з е н т ы:

Феклистов С.И., доктор технических наук, старший научный со
трудник Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения;

Савельев В.Ф., доктор технических наук, профессор Московского 

государственного индустриального университета

ISBN 978-5-8199-0817-4 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-014996-7 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-103790-4 (ИНФРА-М, online)

© Овчинников В.В., 2016
© ИД «ФОРУМ», 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О САМОЛЕТАХ 
И ДРУГИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

1.1.  Основные агрегаты самолета   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
1.2.  Классификация самолетов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3.  Вертолеты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.4.  Аппараты на воздушной подушке   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.5.  Управляемые снаряды (ракеты) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Глава 2. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА 
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.1.  Летательный аппарат как объект производства . . . . . . . . . . 36
2.2.  Структура предприятия, его производственный процесс,
  
объем и программа выпуска самолетов . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3.  Понятия о технологии самолетостроения, 
  
технологическом процессе и его составляющих   . . . . . . . . . 47
2.4.  Последовательность изготовления самолета   . . . . . . . . . . . . 56
2.5.  Характеристика методов и средств 
  
самолетостроительного производства . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.6.  Заготовки для деталей летательных аппаратов   . . . . . . . . . . 74

Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ   . . . . 77

3.1.  Оценка технологичности конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.2.  Цели и задачи разработки технологических процессов . . . 80
3.3.  Исходные данные для разработки технологического
  
процесса   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.4.  Общие правила разработки технологического процесса . . 82
3.5.  Выбор типа производства   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.6.  Выбор заготовки и оформление рабочего чертежа   . . . . . . . 84
3.7.  Разработка технологического маршрута . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.8.  Выбор оборудования, приспособлений, режущего 
  
и измерительного инструмента   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.9.  Станки с программным управлением. 
  
Особенности разработки технологического процесса   . . . . 89

ОГЛАВЛЕНИЕ

3.10.  Технико-экономическая оценка технологического
  
процесса   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  90
3.11.  Типизация технологических процессов   . . . . . . . . . . . . . . .  91
3.12.  Технологическая документация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  93

Глава 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ 
ТОЧНОСТИ И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . .  97

4.1.  Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  97
4.2.  Достижение взаимозаменяемости  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.3.  Плазово-шаблонный метод обеспечения 
  
взаимозаменяемости   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.4.  Эталонно-шаблонный метод   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.5.  Особенности обеспечения взаимозаменяемости 
  
бортовых систем; увязка на основе базового эталона . . . . 161

Глава 5. ЗАГОТОВИТЕЛЬНО-ШТАМПОВОЧНЫЕ РАБОТЫ
(ЗШМ)     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

5.1.  Значение и содержание заготовительно-штамповочных
  
операций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.2.  Раскрой деталей первой технологической группы   . . . . . . 174
5.3.  Раскрой деталей второй технологической группы   . . . . . . 183
5.4.  Раскрой деталей третьей технологической группы . . . . . . 201

Глава 6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ 
АППАРАТОВ ГИБКОЙ И ВЫТЯЖКОЙ   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

6.1.  Гибка деталей из листа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
6.2.  Технология гибочных работ   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
6.3.  Изготовление деталей из профилей и труб . . . . . . . . . . . . . 231
6.4.  Изготовление деталей вытяжкой   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
6.5.  Разновидности схем вытяжки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
6.6.  Конструкции вытяжных штампов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

Глава 7. ТОКАРНО-ДАВИЛЬНЫЕ РАБОТЫ И РОТАЦИОННАЯ 
ОБРАБОТКА   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

7.1.  Область применения и схема процесса . . . . . . . . . . . . . . . . 255
7.2.  Технология ротационной обработки давлением . . . . . . . . 259
7.3.  Раскатка   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
5

Глава 8. ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИ НА ПАДАЮЩИХ
МОЛОТАХ, ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ И ПРЕССОВАНИЯ
ИЗ ПОРОШКОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

8.1.  Технологическая характеристика процесса штамповки 
 
на падающих молотах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
8.2.  Листоштамповочные падающие молоты   . . . . . . . . . . . . . . 267
8.3.  Технология штамповки на листоштамповочных 
  
молотах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
8.4.  Особенности штамповки деталей из титана 
  
и магниевых сплавов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
8.5.  Изготовление штампов для листоштамповочных
  
молотов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
8.6.  Изготовление обшивок   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
8.7.  Доводочные работы   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
8.8.  Формование деталей резиной и жидкостью . . . . . . . . . . . . 288
8.9.  Горячая штамповка   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
8.10.  Холодная объемная штамповка   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
8.11.  Холодное объемное гидростатическое прессование . . . . . 296
8.12.  Высокоэнергетические методы штамповки . . . . . . . . . . . . 298

Глава 9. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РАЗМЕРНОЙ 
ОБРАБОТКИ   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

9.1.  Электроэрозионные методы обработки   . . . . . . . . . . . . . . . 312
9.2.  Электрохимические методы обработки   . . . . . . . . . . . . . . . 319
9.3.  Лучевые процессы обработки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
9.4.  Ультразвуковая обработка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
9.5.  Обработка деформированием поверхностных слоев   . . . . 327

Глава 10. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ 
АППАРАТОВ ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ   . . . . . . 331

10.1.  Изготовление деталей из армированных пластмасс . . . . . 331
10.2.  Изготовление деталей из стеклопластиков намоткой   . . . 336
10.3.  Раскрой деталей из неметаллических листовых 
  
материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
10.4.  Пластическое формообразование деталей из листовых
  
неметаллических материалов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ 
ПРОЦЕССОВ И ОСНАСТКИ ДЛЯ ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ 
ЦЕХОВ     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

11.1.  Технологическая подготовка производства  . . . . . . . . . . . . 348
11.2.  Исходные данные для разработки технологических 
  
процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
11.3.  Проектирование технологических процессов   . . . . . . . . . . 349
11.4.  Типизация технологических процессов   . . . . . . . . . . . . . . . 360
11.5.  Технологическая оснастка заготовительных цехов 
  
и ее проектирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

ПРЕДИСЛОВИЕ

Любая машина может быть изготовлена с использованием различных методов и средств производства. Одни из них обеспечивают лучшую точность и взаимозаменяемость ее элементов, другие — 
большую надежность и долговечность, третьи — наименьшую себестоимость, более высокую производительность труда и т.д. 
Выбор оптимального варианта из многих возможных вариантов 
технологических процессов представляет собой непростую задачу, 
особенно для такого сложного изделия, каким является самолет. 
Удовлетворение требований одного направления, например качественных показателей, часто отрицательно влияет на другие показатели — трудоемкость, себестоимость, цикл подготовки производства и др. Поэтому, прежде чем изучать курсы, посвященные конкретным процессам обработки деталей и сборки из них узлов, 
агрегатов и самолета в целом, будущий специалист должен знать 
курс основ технологии производства самолетов, объединяющий те 
важнейшие положения и требования, на основе которых осуществляется проектирование технологических процессов изготовления 
изделий и необходимых для этого орудий труда: технологического 
оборудования, приспособлений и инструмента.
Проект самолета материализуется на предприятии путем реализации десятков и сотен тысяч частных технологических процессов изготовления элементов конструкции, их сборки, монтажа 
систем и проведения испытаний. От качества этих технологических процессов зависят трудоемкость изготовления и себестоимость 
самолета, численность рабочих и производительность их труда, 
состав и количество технологического оснащения и другие технико-экономические показатели предприятия. В связи с этим к 
технологическим процессам предъявляют основное требование: 
при заданных конкретных условиях производства обеспечить изготовление самолета с заданными качественными показателями 
при минимальных затратах средств и труда.
В настоящем учебнике дана общая характеристика самолетостроительного производства; описаны технологические пути достижения заданных параметров качества по точности и взаимозаменяемости, по надежности и технологичности деталей, узлов и 
агрегатов самолета, а также пути обеспечения экономической эффективности технологических процессов; приведены общие сведения о технологической подготовке серийного производства и 
описаны методы сокращения ее стоимости и сроков.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Технологические пути достижения требуемого качества само
летов и обеспечение высокой экономической эффективности технологических процессов самолетостроительного производства 
имеют существенные отличия по отношению к общему машиностроению из-за характерных особенностей объекта производства. 
Точность и взаимозаменяемость деталей, узлов и агрегатов самолета обеспечиваются особыми методами и средствами, учитывающими сложность теоретических контуров планера, нежесткость деталей и узлов и большие их размеры. К надежности и долговечности 
самолетов предъявляются очень высокие требования, поэтому 
обеспечение этих параметров обусловило появление на самолетостроительных заводах сложной системы контроля и испытаний. 
Немалые трудности вызывает также обеспечение экономической 
эффективности технологических процессов изготовления самолетов в условиях небольшого объема производства.

Указанные особенности самолетостроения обусловили приме
нение на заводах специфичных процессов и орудий производства, 
методов обеспечения точности и взаимозаменяемости, надежности и технологичности.

Настоящий учебник соответствует требованиям Государ
ственного образовательного стандарта к уровню подготовки выпускников по специальности «Производство летательных 
ратов».

аппа

Г л а в а  1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О САМОЛЕТАХ 
И ДРУГИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ

1.1. Основные агрегаты самолета

Самолет — это летательный аппарат (ЛА) тяжелее воздуха с 
аэро динамическим принципом полета. При полете используются 
несущие поверхности самолета (крыло и оперение) для создания с 
помощью воздушной среды подъемной и управляющих сил и силовая установка — для создания движущей силы за счет энергии 
находящегося на борту самолета топлива. Для передвижения по 
земле — разбега, пробега и руления, а также для стоянки самолет 
снабжен системой опор — шасси. В соответствии с назначением 
самолеты имеют определенную целевую нагрузку, оборудование и 
снаряжение, систему управления. Таким образом, самолеты представляют собой сложные технические устройства, состоящие из 
взаимосвязанных по назначению, месту и функционированию агрегатов, частей и элементов. На рис. 1.1 представлена упрощенная 
структурная схема самолета и некоторых его основных агрегатов и 
частей.
Рассматривая самолет как сложную систему с развитой иерархической структурой, в нем можно выделить подсистемы создания 
подъемной и движущей сил, обеспечения устойчивости и управляемости, жизнеобеспечения, обеспечения выполнения целевой 
функции и др. Все они в совокупности через значения своих параметров и характеристик oпpeдeляют полезные свойства самолета — 
его эффективность Э, а также стоимость С.
Несмотря на большую автономность, современные самолеты 
не могут использоваться изолированно и для своего нормального 
функционирования нуждаются в технических средствах систем управления и обеспечения, в информации об условиях полета и т.д. 
Это заставляет рассматривать самолет как один из элементов более 
сложной системы (системы более высокого уровня) — авиационного комплекса.
Авиационный комплекс (АК) представляет собой функционально взаимосвязанную совокупность самолетов и технических устройств систем управления и обеспечения, управляемых людьми, 

1. ПРЕДИСЛОВИЕ

Планер
(конструкция)
Оборудование
и управление
Силовая
установка

Пустой
самолет

Двигатели

Шасси

Оперение

Система
управления

Крыло

Части крыла

Каркас

Стенки

Стенки

Стрингеры

Нервюры

Лонжероны

Пояса

Обшивка

Элементы

Самолет

Входные и выходные
устройства

Топливная
система

Система управления
двигателями

Агрегаты

Фюзеляж

Топливо
Целевая
нагрузка

Радиоэлектронное
оборудование

Авиационное
оборудование

Экипаж,
снаряжение

Полная
нагрузка

Электрооборудование

Пилотажнонавигационное оборудование

Силовые системы

Системы жизнеобеспечения

Контрольноизмерительное оборудование

3

6

5
4

1

2

4
5
6
1
2
3

Рис. 1.1. Структурная схема самолета

 
1.2. Классификация самолетов 
11

которая служит для выполнения задач, определяемых назначением 
самолетов, находящихся в основе АК. На рис. 1.2 показана функциональная схема АК, в которой самолеты являются основным исполнительным элементом АК — его «исполнительным звеном».
Функциональная взаимосвязь самолета и технических устройств систем управления (связь, навигация, наведение, посадка) 
и обеспечения (инженерно-авиационное, аэродромно-техническое и другие виды обеспечения) должна быть очень тесной — необходимо соответствие параметров и характеристик самолета и технических устройств наземных систем АК.

1.2. Классификация самолетов

Многообразие типов самолетов, используемых в народном хозяйстве и в военных целях, обусловило необходимость классификации самолетов, прежде всего по их назначению.
Характер и размеры целевой нагрузки, летно-тактические и 
технические характеристики самолета, его компоновка, применяемое оборудование, а также конструкция отдельных агрегатов и частей определяются во многом назначением самолета. По этому признаку все самолеты разделяются на самолеты гражданской авиации 
и военные.
Самолеты гражданской авиации (ГА) предназначены для перевозки пассажиров, грузов, почты и обслуживания некоторых отраслей 
народного хозяйства. Классификация самолетов ГА представлена 
на рис. 1.3. Здесь приведено деление самолетов в зависимости от характера выполняемых задач, дальности полета L, числа перевозимых пассажиров nпас, коммерческой нагрузки тком, размеров и 
типа ВПП.

Авиационный комплекс (АК)

Информационное
звено АК
Звено 
управления АК

Исполнительное
звено АК — самолеты

Звено
обеспечения АК

Рис. 1.2. Структура авиационного комплекса