X-59 “靜音超聲速技術”（QueSST）飛機是美國航空航天局（NASA）數十年來首次試飛的“X飛機”，它是一種研究型噴氣式超聲速飛機，旨在將聲爆的響聲降低到像輕柔的急速心跳聲那樣。X-59的任務是收集居民區的人們對噪聲的反應，NASA可將這些數據移交給監管機構，爲陸地上進行商業超聲速旅行建立可接受的噪聲標準，推翻已頒佈了數十年的禁令，並推動商業旅行業的新發展。

最近，如果你漫步在加利福尼亞州帕姆代爾的臭鼬工廠機庫中，你會聽到聲音的交響樂。呼呼和嗡嗡聲、鑽孔聲和鉚接聲。如果你尋聲而去，可以將它們精確地定位到一個位置——正在建造中的X-59飛機的所在地——L裝配區。由於不是黑項目，你可以隨筆者一同來看看這裏的工作場景。

L裝配區中的機身型架

一、X-59的製造

X-59計劃的團隊正在努力工作，部署最新的先進製造技術來製造這架實驗飛機。這項工作主要分爲三個部分：中央機身、整體單翼和尾翼，分別在前、中、後三個大型工裝型架上完成。迄今爲止，團隊在飛機的所有三部分工作上都取得了重大進展。

X-59不僅僅是其各個部分的相加，它的裝配是這架飛機的另一個故事元素。通過將先進的自動化、數字化製造設備和工藝（例如自動絲束鋪放、機器人鑽孔、光學投影和測量學以及基於模型的工程）與工程師以及工人的熟練技能融合在一起，團隊可以縮短飛機的裝配時間，從而可以地快速交付優質、經濟可承受的產品。

臭鼬工廠將繼續踐行其“14條軍規”，利用小團隊、簡單方法、緊密溝通、順暢的管理路徑、良好的判斷能力。總結起來那就是——快速、安靜和質量（3Q）。臭鼬關注的6大核心能力之中，先進製造是其中之一，接下來我們具體看一些X-59數字化和自動化的製造手段。

數字化的三維作業指導書

二、製造和裝配的數字化與自動化

製造方面，自動絲束鋪放（AFP）機牀可以高效地製造大型複合材料蒙皮壁板。儘管X-59的整體單翼並無太大麴率，但我們知道，空客A350率先在其機翼蒙皮壁板上使用了AFP技術而不是自動鋪帶，隨後波音777X和787的機翼蒙皮壁板製造也先後轉向了AFP技術。AFP允許利用機器人式的高精度和能夠量身定製的疊加鋪層設計，自動化地製造大型整體結構，從而減少裝配工藝中的零件數量，同時鋪絲頭上還集成有紅外加熱裝置，提升樹脂的粘合性與鋪放質量。這標誌着另一種先進的製造方法，使該計劃能夠在數字使能的環境下保持靈活性和敏捷性。

AFP機牀

X-59計劃還以真正的臭鼬方式應用了從以前的計劃中汲取的經驗教訓，以降低風險和相關成本，比如“先進複合材料貨運飛機”（ACCA）計劃。ACCA又稱X-55，洛馬只用5000萬美元和18個月時間就開發了一種新型軍用運輸機。X-55利用了多尼爾328的座艙，避免開發新的飛行控制系統，增加了一個18米長的全複合材料機身，該機身由8個ACG公司真空袋固化MTM-45預浸料製造的結構件組成，可能是目前爲止最成功的大型非熱壓罐（OOA）結構件的驗證。在X-59上，洛馬與柯林斯航宇合作研製的襟翼、副翼和舵面這些控制面都是非熱壓罐工藝。

X-55複合材料OOA機身

裝配方面，最近，X-59團隊採用了電衝擊公司的“組合操作：螺栓連接和機器人自動鑽孔系統”（COBRA），以完成飛機的下機翼蒙皮。機器人系統可以完成鑽孔、鍃孔以及檢測孔質量的一系列自動化操作，且一次交檢合格率超過99.99％。超過五西格瑪的質量水平說明這一技術已經達到了製造成熟度等級9級的水平，足以應對大規模的生產。COBRA在X-59上的使用標誌着洛克希德·馬丁公司首次使用該系統鑽出一個生產件，將自動化和機器人技術配對以提高製造的速度和精度。

COBRA機器人系統

長期關注筆者文章的人可能對這種機器人不會陌生。它非常類似於波音787後機身47和48段裝配使用的Quadbots多機器人協同裝配系統，系統由4臺裝配機器人組成並且採用防撞功能支撐協作，每個機器人都可以鑽孔、鍃孔、檢測孔質量、塗覆密封劑和安裝緊固件，可將裝配效率提升30%。777系列中機身中段的裝配，也在機身外部使用了一臺這種機器人，進行鑽孔並且安裝雙面緊固件（不是鉚釘），而機械師則在內部工作，在緊固件上手動安裝套環。機器人可以在車間中自由移動，其框架和末端執行器等位置安裝了4個攝像頭，能夠實時監視機器人的動作和鑽孔過程。

COBRA機器人系統可以自由移動

洛馬推出了數字織錦，正在實施數字線索，實現數字工程轉型，數字化的三維作業指導書和光學投影輔助裝配系統就是一個例子。前者屬於虛擬現實（VR）範疇，可以讓工人更好地理解作業任務；後者屬於增強現實（AR）範圍，可讓（臨時）緊固件的安裝更高效、錯誤更少。洛馬認爲，實施數字線索有五個階段——1）數字線索啓航，從工程和工裝的實體模型開始，建立各種模型和數據流；2）數字線索使能的自動化，就比如自動鋪放和裝配；3）將數字線索帶到車間，就比如工程數據投影、增材製造和AR作業指導書；4）在數字線索打結，開發非接觸測量學應用，如緊固件平整度檢測、塗層厚度檢測、虛擬開口驗證、接縫確認、詳細零件確認；5）實現工業4.0下的數據革命，建立相連接的企業級數據系統、將各種物料清單（BOM）加入PLM背板，實現自動化的指標計算、財務報告、數據分析、與工廠設備的集成以及實時的管理可視化。

光學投影

三、商業超聲速飛行的新時代

2020年，在充滿活力的L裝配區，X-59計劃團隊繼續集中精力和決心，迅速在機身製造方面取得進展。通過採用先進的製造技術，臭鼬團隊正在演示數字轉型的價值，並且跟蹤以裝配飛機和在今年末完成總裝。X-59建成後，將在2021年開始飛行，經過幾次檢驗飛行後，飛機將移交給NASA阿姆斯特朗飛行研究中心。從2023年開始，將選出部分居民區進行測試，使我們更接近商業超聲速飛行的新時代。

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