Технология сборки самолета

 
 
 
 
 
 
Р. И. ГУСЕВА 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ САМОЛЕТА 
 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 

 
УДК 621.7.01:629.735.33 
ББК 39.52 
Г96 
 
 
 
Рецензенты: 
 
к. т. н., главный технолог Филиала ПАО «Сухой» «Комсомольский-на-Амуре 
авиационный завод им. Ю. А. Гагарина» Прохоров Андрей Германович; 
 
д. т. н., доцент, заведующий кафедрой «Авиастроение»  
Комсомольского-на-Амуре государственного университета  
Марьин Сергей Борисович 
 
 
 
 
Гусева, Р. И. 
Г96   
Технология сборки самолета : учебное пособие / Р. И. Гусева. - 
Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 180 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1785-3 
 
Рассмотрены особенности сборочных работ при производстве гражданских и военных самолетов. Поэтапно представлены теоретические основы сборки узлов и агрегатов планера самолета и их практическое применение: способы базирования при 
сборке отдельных узлов и агрегатов; вопросы обеспечения взаимозаменяемости узлов 
и агрегатов планера самолета для оптимальной сборки планера самолета и замены узлов и агрегатов в процессе технического обслуживания самолета; варианты сборочной 
технологической оснастки для сборочных работ; основные сведения по применению 
прогрессивного оборудования для сборочных и стыковочных работ. Представлены технологии сборки отдельных сборочных единиц (лонжерона, нервюр, панелей подкрепленных и трехслойных, носового отсека фюзеляжа, отъемной части крыла, элерона), 
вопросы изготовления и использования сотовых и пенопластовых заполнителей.  
Для студентов специальности «Самолето- и вертолетостроение» со специализацией «Технологическое проектирование высокоресурсных конструкций самолетов и 
вертолетов» и по направлению «Авиастроение» по профилю «Самолетостроение». Может быть использовано в качестве справочного и рекомендательного материала для составления технологических процессов сборки узлов и агрегатов планера самолета на 
серийных предприятиях.  
УДК 621.7.01:629.735.33 
ББК 39.52 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1785-3 
” Гусева Р. И., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘͘5
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СБОРКИ ПЛАНЕРА САМОЛЕТА................. 10
1.1. Специфика сборочных работ ........................................................................ 10
1.2. Разработка технологического членения сборочныхединиц ..................... 11
1.3. Точность внешних обводов самолета при сборке ...................................... 21 
1.4. Соединение агрегатов и узлов планера самолета ....................................... 24
1.5. Организация и этапы сборочных работ ....................................................... 27
1.6. Схемы сборок, принятые в самолетостроении. 
Понятие о цикловых графиках сборки 
................................................................ 27 
2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ВНЕШНИХ КОНТУРОВ САМОЛЕТА. 
СПОСОБЫ БАЗИРОВАНИЯ ПРИ СБОРКЕ  
......................................................... 32 
2.1. Способы базирования при узловой сборке 
.................................................. 34 
2.2. Способы базирования при агрегатной сборке  
............................................ 40 
2.3. Способы базирования при стыковке отсеков и агрегатов ......................... 43 
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ КОНСТРУКЦИЙ 
ПРИ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССАХ 
.......................................................................... 46 
3.1. Основные особенности связанного метода  
и жестких носителей размеров 
............................................................................. 47 
3.2. Особенности обеспечения взаимозаменяемости 
при независимом (электронном методе) увязки размеров 
................................ 52 
4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКЕ 
........................ 53 
5. РАСЧȬТ ОЖИДАЕМОЙ ТОЧНОСТИ СБОРКИ .............................................. 60 
5.1. Уравнения погрешностей при различных способах базирования ............ 62 
5.2. Разработка структурной схемы увязки размеров и форм 
для обеспечения взаимозаменяемости узла или агрегата ................................. 64 
5.3. Основные формулы для расчёта точности сборки ..................................... 65 
6. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ СБОРКЕ 
.............................. 70 
6.1. Особенности заклепочных соединений ....................................................... 70 
6.2. Способы герметизации клепаных швов и изделий 
..................................... 75 
6.3. Основные сведения о паяных соединениях и припоях .............................. 78 
6.4. Характеристика клеевых соединений .......................................................... 80 
6.4.1. Основные операции при выполнении клеевых соединений 
............. 83 
6.5. Общая характеристика резьбовых соединений 
........................................... 85 
6.6. Общая характеристика сварных соединений .............................................. 87 
6.7. Особенности выполнения клеезаклепочных  
и клеесварных соединений ................................................................................... 90 
7. СБОРКА УЗЛОВ И АГРЕГАТОВ ПЛАНЕРА САМОЛЕТА ........................... 91 
7.1. Сборочные процессы узлов планера самолета 
............................................ 92 
7.1.1. Сборка клепаного лонжерона .............................................................. 93 
7.1.2. Сборка нижней панели кессона ОЧК самолета ................................. 98 
7.1.3. Сборка трехслойных паяных панелей 
............................................... 102 
7.1.4. Сборка трехслойных панелей клееной конструкции ...................... 105 
3 

7.1.5. Сборка узлов и панелей с пенопластовыми заполнителями .......... 111 
7.2. Агрегатная сборка самолета 
........................................................................ 114 
7.2.1. Сборка отъемной части крыла ........................................................... 115 
7.2.2. Сборка носового отсека фюзеляжа ................................................... 117 
7.2.3. Сборка отсека фюзеляжа в стапеле ................................................... 121 
7.2.4. Сборка непанелированных конструкций 
.......................................... 124 
7.2.5. Сборка с базированием по базовым упорам  
и базовым отверстиям стапеля 
..................................................................... 127 
8. ОБЩАЯ СБОРКА САМОЛЕТА ........................................................................ 129 
8.1. Организационные формы общей сборки самолёта 
................................... 132 
8.2. Особенности нивелировочных работ.  
Нивелировочные чертежи и нивелировочные точки 
....................................... 134 
9. ОСОБЕННОСТИ СТЫКОВКИ ОТСЕКОВ  
В СТЫКОВОЧНЫХ СТЕНДАХ 
............................................................................ 139 
9.1. Особенности стыковочного стенда «Братье» 
............................................ 140 
9.2. Условия для выполнения стыковки отсеков фюзеляжа  
в стенде стыковки фирмы «Brotje» 
.................................................................... 143 
9.3. выполнение стыковки крыла с фюзеляжем пассажирского самолета  
в стенде стыковки фирмы «Brotje» 
.................................................................... 147 
10. ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ СБОРКЕ КЛЕПАЛЬНЫХ АВТОМАТОВ 
................. 151 
10.1. Технические условия на сборку панели 
................................................... 151 
10.2. Особенности сборки панели на клепальном автомате ........................... 152 
10.3. Технологические операции подготовки  
к сверлению и клепке на IPAC 
........................................................................... 154 
11. ОСОБЕННОСТИ АЭРОДРОМНОЙ ОТРАБОТКИ САМОЛЕТА ............... 158 
11.1. Содержание работ в КИСе аэродромного цеха  
...................................... 158 
11.2. Содержание работ при летных испытаниях ............................................ 161 
12. МОНТАЖ СИСТЕМ ОБОРУДОВАНИЯ НА ПЛАНЕРЕ САМОЛЕТА ..... 161 
12.1. Особенности монтажа электро- и радиосистем ...................................... 162 
12.2. Системы оборудования и требования к монтажу систем  ..................... 166 
12.3. Конструктивно-технологическая отработка монтажа  
бортового оборудования 
..................................................................................... 166 
12.4. Требования к поступающим  
на сборку элементам бортового оборудования 
................................................ 169 
12.5. Особенности монтажа систем управления .............................................. 170 
12.6. Монтаж гидрогазовых систем на планере самолета 
............................... 171 
12.7. Отработка на функционирование  
и ресурсные испытания бортового оборудования ........................................... 173 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 175 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 
.................................................................... 176 
4 

ВВЕДЕНИЕ 
Самолето- и вертолетостроение - отрасль машиностроения, которая специализируется на производстве летательных аппаратов (ЛА).  
Летательные аппараты представляют собой тонкостенные каркасированные 
конструкции, сложные по внешнему контуру, форме и объему, состоящие в основном из тонкостенных, маложестких, прогибающихся под действием собственного веса элементов конструкции (обшивки, прессованные профили, 
стенки нервюр, различного рода подкрепляющие полочки).  
Конструктивные элементы планера самолета достаточно габаритны (могут 
иметь более 2500 мм в длину и ширину), изготовлены из дорогостоящих, труднообрабатываемых материалов (алюминиево-литиевые материалы, титановые 
сплавы, стали). На рис. В.1 представлен внешний облик современного истребителя Су-35, самолета поколения 4. 
 
Рис. В.1. Общий вид современного истребителя 
Создание самолетов нового поколения как военных, так и гражданских в 
настоящее время ведется с применением современных методов автоматизированного трехмерного компьютерного проектирования, прогрессивных технологических процессов, с применением высокотехнологического оборудования (стыковочных стендов, клепальных автоматов, сборочных приспособлений, монтаж которых идет с применением лазерных центрирующих измерительных систем).  
5 

Оптимально спроектированные технологические сборочные процессы для узлов и агрегатов планера самолета обеспечивают: 
- точность размеров при сборке конструкций; 
- взаимозаменяемость отдельных узлов и агрегатов;  
- способствуют снижению массы планера самолета; 
- обеспечивают качество сборки;  
- эксплуатационную надежность и ресурс отдельных агрегатов и планера в 
течение всего времени эксплуатации.  
Основным принципом современного сборочного производства является 
предварительное электронное или цифровое моделирование планируемых сборочных процессов отдельных узлов и агрегатов самолета, что позволяет оптимизировать сборочный технологический процесс.  
В производство от конструкторов-разработчиков в настоящее время передаются электронные модели деталей, узлов, сборных агрегатов и модели сборочных процессов. Основным преимуществом такого подхода является повышение 
качества сборки самолета.  
На рис. В.2 - В.4 показаны примеры электронных моделей головной части 
фюзеляжа самолета. 
Основными способами организации сборочного производства ЛА при серийном производстве вертолетов и самолетов являются: 
- подготовка производственного процесса изготовления деталей различных 
размеров и форм - приобретение оборудования, инструментов, станков, стендов 
для изготовления деталей и сборки из деталей узлов и агрегатов самолета; 
- изготовление деталей на штаповочных машинах, молотах, гибочных станках, на токарных и фрезерных станках; 
- при проведении сборочных работ необходимо обеспечить высокую точность сборки агрегатов, выходящих на внешний обвод аэродинамического контура самолета. При этом необходимо: 
- обязательное использование при сборочных работах узлов, агрегатов и 
самолета специальной сборочной оснастки (контрольной и технологической 
(сборочные приспособления и стапеля, монтажные эталоны, контрэталоны, лазерное оборудование и автоматические устройства для соединения деталей и узлов);  
- обеспечение взаимозаменяемости сборочных единиц планера самолета 
путем согласования геометрических параметров узлов, агрегатов с геометрическими параметрами базовых элементов сборочных приспособлений.  
На рис. В.5 и В.6 представлены варианты стапелей сборки отдельных агрегатов самолета.  
При организации сборочных работ использование дорогостоящей металлической технологической и контрольной оснастки повышает стоимость самолета 
примерно на 40 , включая затраты на проектирование и изготовление самой 
оснастки.  
6 

Рис. В.2. Электронная модель головной части фюзеляжа самолета 
 
Рис. В.3. Электронные модели элементов кабины пилота самолета  
7 

 
Рис. В.4. Электронные модели шпангоутов головной части самолета  
 
Рис. В.5. Классический стапель сборки отсека фюзеляжа  
8 

 
Рис. В.6. Стапель сборки широкофюзеляжного отсека фюзеляжа  
При организации серийного производства на самолетостроительном заводе 
вводится несколько подразделений и цехов:  
- технологическая подготовка производства, которая включает плазово-шаблонные цеха для изготовления плазов и шаблонов и инженерный центр по разработке электронных моделей деталей, узлов, агрегатов самолета и всей технологической и контрольной оснастки;  
- отдел по проектированию и изготовлению сборочной технологической и 
контрольной оснастки;  
- штампо-заготовительные цеха по проектированию и изготовлению штампов для производства деталей (обшивок, профилей, стрингеров и т. д.); 
- сборочное производство по производству узлов и агрегатов, включая цеха 
окончательной сборки и проверки всех систем самолета;  
- летно-испытательные станции для готовых самолета и его систем; 
- отделы по организации закупок и передачи готовых самолетов в эксплуатацию. 
Для получения высокой точности и взаимозаменяемости внешних контуров 
планера самолета (крыла, фюзеляжа, килей и стабилизаторов, подвесных баков) 
при сборочных процессах самолета применяют следующие принципы современного сборочного производства: 
- новейшее бесплазовое производство без изготовления плазов и шаблонов; 
- специальную сборочную контрольную и технологическую оснастку; 
- используются принципиально новые сборочные приспособления, которые 
позволяют провести сборку широкофюзеляжных самолетов с высокой точностью без использования рубильников;  
- применяются новейшие высокоскоростные станки с числовым программным управлением (СЧПУ) для изготовления сложной формы деталей и узлов (панелей, поясов лонжеронов, полочек нервюр);  
9 

- ведется автоматизированное проектирование оснастки и технологической 
документации с применением электронных моделей; 
- проводится переподготовка и повышение квалификации инженерного состава, мастеров, обслуживающего персонала СЧПУ и рабочих-сборщиков. 
Например, для изготовления агрегатов и деталей самолета SSJ на КнААЗ 
установлены современные пятикоординатные станки для механической обработки металлических деталей Forest Line V-Star, прессы ACB PL1500, клепальные автоматы Brotje и другое высокопроизводительное оборудование, позволяющее изготавливать длинномерные габаритные детали с точностью в пределах 0,05 мм.  
Лазерные стенды Brotje позволяют выполнять стыковку агрегатов самолета 
по безстапельной технологии. Все это сокращает трудоёмкость изготовления 
конструкции планера самолета и повышает точность размеров и форм.  
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СБОРКИ ПЛАНЕРА САМОЛЕТА 
1.1. Специфика сборочных работ 
Специфика сборочных работ планера самолета определяется следующими 
факторами:  
1) использование при сборке планера самолета тонколистовых, длинномерных, маложестких деталей (стрингеров, обшивок, прессованных профилей, 
прогибающихся под действием собственного веса) обуславливает необходимость применения специальных методов сборки и специальных сборочных приспособлений для получения точных сборных контуров планера; 
2) большинство узлов и агрегатов планера самолета имеют сложные конструктивно-силовые схемы, которые необходимо выполнить из нежестких деталей; 
3) планер самолета включает от 1 000 до 40 000 деталей, что говорит о многодетальности конструкции самолета или большой номенклатуре деталей и 
элементов планера; 
4) для разработки технологической документации на изготовление и 
сборку деталей, узлов и агрегатов, всего планера самолета требуются большие 
затраты времени; 
5) для получения точных обводов агрегатов планера и их взаимозаменяемости необходимо использовать: 
- современные способы базирования элементов узлов и агрегатов и их 
взаимозаменяемость; 
- контрольную и сборочную технологическую оснастку, при этом необходимы большие расходы материалов, времени и труда, поэтому до 30  
стоимости изделия - это стоимость оснастки;  
6) при агрегатной и общей сборке планера применяется большой объем 
ручного труда и малый объем механизации и автоматизации сборочных работ 
(до 40  от общей трудоемкости сборочных работ составляет ручной труд сборщиков);  
10