首架空中客車A350 XWB A350-900的組裝正在進行中。主要機身和機翼部件將從Spirit位于北卡羅來納州金斯頓的工廠運往歐洲，并于明年年底在法國圖盧茲進行最終組裝。

這款壁板化的A350機身段長18米/59英尺，直徑超過6米/19.7英尺，是有史以來第二款，與A350XWB機身的最終設計非常接近。雖然它由12塊壁板組成，但生產部分使用的壁板將貫穿機身的長度。

這臺Electroimpact（華盛頓州穆基勒奧）S-15雙頭自動鋪絲（AFP）機器將在Spirit位于美國北卡羅來納州金斯頓的新工廠為A350的中機身（第15段）制造壁板。

A350機翼蒙皮使用MTorres（西班牙Torres de Elorz）制造的自動鋪帶機（ATL），在一個巨大的模具上鋪設膠帶。

A350機翼內翼梁的早期版本是使用MTorres（西班牙托雷斯德·埃洛茲）制造的自動鋪絲（AFP）系統生產的。

空客A350 XWB機身生產裝配圖

A350 XWB機翼生產裝配圖

 

首架空客（法國圖盧茲）A350 XWB中型客機A350-900的總裝預計將于今年年底開始，并于2012年第四季度完成，以趕上其預定的首次飛行。其主要機身和機翼部件的組裝正在進行中。前部和中部將從法國圣納澤爾的空客工廠發貨，后部機身將從德國漢堡的空客工廠運來。對于每架生產的飛機，圖盧茲的新總裝線將接收機身的三個部分，這些部件已經配備了線束、液壓系統和機艙系統，如空調。這架飛機的機翼將由英國布勞頓的空中客車公司組裝，并在運往圖盧茲之前在德國不來梅的工廠進行裝配。

 

中機身（空中客車公司表示為第15段）是三個機身段中最長的，為65英尺/20米。第15段由Spirit AeroSystems（堪薩斯州威奇托）制造的六塊相當大的復合材料板組成。這些部件由Spirit于去年7月在美國（北卡羅來納州金斯頓）新建設的682000平方英尺/63360平方米的工廠制造，體現了空中客車公司采用的獨特設計方法，不僅追求復合材料的重量和性能優勢，還尋求在不增加成本的情況下解決潛在問題的方法，如缺乏導電性。

 

Spirit為A350設計的三件式全復合材料機翼前翼梁也是其工作范圍的一部分。三段前翼梁有助于空客布勞頓機翼工廠的組裝，并避免了瓶頸（如A380和波音787項目中遇到的瓶頸），這將有助于最大限度地提高月產量。

 

對于中機身和前翼梁，Spirit的“智能設計”也融入了“智能制造”實踐。大型組件由更簡單、更容易制造的子組件組成，這些子組件也更容易維修和維護。智能制造概念也啟發了Spirit金斯頓工廠的許多功能，包括改善工作流程的物理布局和提高生產率的最新自動化纖維鋪放技術。

 

Spirit專門設計了金斯頓工廠，以實現增長并易于適應新技術。該工廠圍繞一條中央運輸通道布局，從那里可以看到潔凈室、熱壓罐和噴漆室。該布局加快了組件在工廠中的流動。這種配置還允許工廠主管根據需要添加額外的處理模塊，以緩解瓶頸。它將適應未來的新工藝。適應客戶空客不斷變化的生產需求的能力是Spirit的重點。Spirit副總裁兼金斯頓工廠總經理丹恩·惠勒（Dan Wheeler指出，目前空客A350 XWB的574份訂單“是大量的飛機”。他補充道：“我們在這里建設了工廠，以便在生產增加時能夠滿足空客的時間表。”

智能設計：機身

A350設計的一個顯著特點是機身由三個長段組成。前部和后部各由四塊大型復合板（頂部、龍骨和兩側）制成。但中機身增加了兩個橫向連接板，有助于將機身連接到機翼。壁板（蒙皮+長桁）連接到復合材料和金屬框的組合上。相比之下，787的機身使用了四個較短的一體式復合材料整體筒?？湛凸具x擇了大型機身壁板，而不是單一的完整機身筒段，因為它們可以根據機身各部分承受的不同載荷，根據層壓板順序和厚度進行定制。據報道，這使得機身能夠優化性能和重量。使用更少、更長的截面也意味著更少的接頭，據說這些接頭更適合負載和重量優化。這種設計有望避免波音公司在投入第一批使用完全不同的工具方法制造的787機筒時遇到的裝配問題，并通過更容易的零件處理、更簡單、更輕的工具以及更便宜、更快的分段生產來促進制造和組裝。

 

由于機身部分的碳纖維復合材料的導電性不如鋁合金結構，雷擊產生的電流將尋求任何可用的金屬路徑，如緊固件。因此，787和A350都戰略性地使用了金屬零件。根據零件在某些高負載區域提供必要結構加固的能力進行選擇，同時為內部電氣系統和設備提供電氣回路。A350的所有金屬部件—包括鋁制座椅導軌以及用于下部框和客艙結構地板格柵梁的鋁、鋁/鋰合金和鈦的混合物—都具有雙重功能。每個部分都有一個結構功能，它也是飛機內整體電氣結構網絡（ESN-electrical structure network）的一部分。A350的復合材料壁板包含一個外部銅網來處理閃電的直接影響，它們與ESN一起工作以保持法拉第籠原理，將電流無害地引導到機身周圍，而不是讓它通過而損壞緊固件和操作結構。這種多功能性避免了與專用ESN組件相關的額外結構，以及由此產生的重量損失，這將抵消CFRP機身的輕量化優勢。因此，中央機身的六個組裝部分長64.6英尺/19.7米，直徑22英尺/6.7米，重量僅為9000磅/4082公斤。

智能設計：機翼

A350機翼設計還受益于拓撲優化，這是一種基于有限元的分析，可以確定結構的最有效材料布局。這項技術被用于構成A380機翼的各種結構，包括前緣加強肋，其優勢得到了證實。對于A350，拓撲優化被更早、更廣泛地采用，因為空客公司尋求在更高效的設計過程中以更低的成本實現更高的性能。

除了全復合材料前翼梁外，先進的復合材料還可以實現被動和主動載荷控制機制，從而提高A350機翼的空氣動力學和結構性能。被動自適應是通過氣動彈性剪裁實現的，氣動彈性裁剪是一種氣動表面的設計技術，其中強度和剛度與可能施加在其上的可能氣動載荷相匹配。A350復合材料機翼還利用了機動載荷緩解(MLA-maneuver load alleviation)，提供主動載荷控制。MLA是一種在飛機機動過程中減少機翼彎矩載荷的系統。數字飛行控制系統自動調整沿機翼翼展的控制面偏轉，以優化和均勻管理從機翼根部到翼尖的載荷。

 

這種設計的另一個方面是可變弧度。A350將是第一架能夠實現這一功能的空客飛機，它將依靠機翼襟翼系統，該系統允許不同的內外襟翼設置。齒輪箱和電機安裝在外襟翼和內襟翼之間，能夠在襟翼縮回后對每個襟翼的角度進行差速控制。提升位置的中心也可以改變以進行負載管理。例如，內襟翼可以稍微向下設置，在重物情況下將升力中心移向內側。也可以將兩個襟翼一起向上或向下移動一小部分，通過調整峰值升阻比來提高機翼性能。在巡航過程中，襟翼功能將由飛行控制系統計算機自動控制，該計算機持續感測來自飛行管理系統的數據。

 

總體結果是一個極其高效的機翼，能夠以更少的重量產生更大的升力，并具有先進的負載處理性能，這也有助于減少飛機的燃料消耗。

制造：中機身

第15段不僅是機身最大的一段，也是最復雜的部件。它的四個壁板具有恒定的輪廓表面，但由于它與機翼相鄰，兩個橫向連接壁板，具有凸形和凹形曲率，這為全復合材料機翼盒提供了空氣動力學整流罩和結構連接。

 

第15段的制造開始于Electroimpact股份有限公司(Mukilteo，Washington)S-15雙頭自動鋪絲(AFP)機器，該機器是專門為這些大型結構設計的。ElectroImpact對S-15進行了設計，使其能夠在客戶放置公差范圍內，在斜坡、復雜表面上進行動態進料和切割以及完全雙向鋪層，并且操作員可以以高達2000英寸/分鐘（50.8米/分鐘）的速度完全控制進料速率。為了滿足大型機身壁板的需求，通過重新設計切紙機式切割系統，優化進料、散紗路徑、筒子架和機器控制系統，實現了高速。

 

該機器將來自赫氏（Hexcel-康涅狄格州斯坦福德）的Hexplay M-21E碳纖維/增韌環氧樹脂預浸料鋪放在凸形殷鋼(Invar)工具上。第15段的所有壁板都采用了集成的碳纖維增強塑料長桁，這些長桁是使用MTorres（西班牙Torres de Elorz）為高速二維層壓而建造的懸臂式AFP機器生產的。然后將長桁放置在復合板鋪層上，(這種工藝不是15段機身所用的工藝。它是空客工廠制造機身13-14、16-18段壁板，所用的工藝。它在長桁與蒙皮之間有一層粘結膠膜。此種工藝叫“共膠接”。機身15段長桁與蒙皮之間沒有粘結膠膜。它是在一組B階段長桁上面，直接鋪放絲束預浸料。此種工藝叫“共固化”。機身19段筒體，也是用的“共固化”工藝。)并在兩個80英尺/24米長、22英尺/6.7米直徑的熱壓罐中的一個中真空共固化。（第一個已經安裝；第二個將隨著產量的增加而增加。）

 

自動TORRESMILL銑床從側壁板上切除門窗開口。MTorres還為Spirit提供了兩臺5米/16.4英尺高的柱狀超聲波（UT）檢測機，每臺機器都配有單獨的UT掃描儀陣列，以實現對每個機身壁板的內外蒙皮的同時檢測。檢查后，將完成的復合材料壁板連接到機身框上。大多數框是復合材料的，但也有一些是鋁制的，用于支撐ESN。此外，門框是鈦合金的(現在有資料介紹門框是用高溫、高強度熱塑性復合材料制造的)?？蚣芎椭車b有自動化設備。

 

完成后，第15段壁板將嵌套在70英尺/21米的集裝箱中。它們將通過公路運往北卡羅來納州莫爾黑德市或該州的另一個港口，然后通過船只運往法國的圣納澤爾的Spirit新工廠，該工廠位于法國西北部空客Aerolia工廠附近。Spirit在圣納澤爾的60000平方英尺/5574平方米的工廠是一個僅用于組裝的工廠（2010年7月23日正式開業，當年晚些時候投入運營），三個上殼面板與前后乘客地板連接在一起。其余三塊面板由空客圣納澤爾公司散裝運輸并安裝在第15段上。之后，該壁板組件將與從空客南特（位于東部50英里/80公里處）運送來的中央翼盒配合，并配備管道和其他系統。然后，中機身/翼盒組件(中機身應該包括中央翼、龍骨梁)將空運到圖盧茲進行最終的飛機組裝。

 

生產前翼梁

A350的前翼梁是102英尺/31.2米長的結構，是Spirit有史以來最大的梁，也是Spirit的第一個全復合材料梁。該結構從根部到頂端由三段組成：一根7m/23英尺長的內梁、一根12.7m/42英尺長的中梁和一根11.5m/38英尺長的外梁。

 

翼梁組件由多達100層CFRP制成，從內翼梁根部的6英尺/1.8米寬度逐漸變細到外翼梁尖端的約1英尺/3.3米寬度(翼尖與翼根搞反了)。

 

MTorres一直是發展Spirit翼梁生產能力的關鍵合作伙伴。該公司的兩個TORRESFIBERLAYUP AFP系統經過專門設計，可提供比傳統龍門式或柱式機器更大的靈活性和生產率。據報道，這些AFP系統能夠實現高達2360英寸/分鐘（60米/分鐘）的上浮率，比以前可能的上浮速度高出一個數量級，是使金斯頓的翼梁生產工藝在經濟上可行的關鍵。MTorres已向英國菲爾頓附近的吉凱恩航空航天公司（英國沃切斯特Redditch）新工廠交付了類似的設備，用于生產A350的后翼梁。這些機器的開發是為了實現沿翼梁部件邊緣的緊密U形幾何形狀，當在90°角上應用45°材料時，會出現許多問題。機頭還可以提供更高的溫度和更大的壓實壓力，以成功加工相對低粘度的Hexplay材料—與用于鋪設機身壁板的M-21E增韌環氧預浸料相同。每臺MTorres機器都可以同時在15m/49英尺的因瓦芯軸上鋪設兩根立柱，然后將其轉移到熱壓罐中進行固化。

 

使用基于自動龍門架的TORRESonIC UT檢測機檢查固化的翼梁組件的質量，該檢測機長15m/49.2英尺，寬2m/6.6英尺。MTorres制造了框架，并連接了Kuka Roboter GmbH（德國奧格斯堡）的商用機器人，電子設備由Tecnatom SA（西班牙馬德里）提供。完成的翼梁部分被運往Spirit位于蘇格蘭普雷斯特威克的工廠，在那里它們被連接在一起，與固定前緣和其他固定裝置配合，然后作為完整的前緣組件交付給空客的布勞頓工廠，與A350機翼進行最終組裝。第一個完整的外翼梁于2010年12月10日裝運。