¿Qué etapas de desarrollo hay al construir un nuevo avión?

Answer 1

Básicamente diseño conceptual , diseño preliminar y diseño de detalle . Debido a que las tres etapas contienen muchas disciplinas de la aeronáutica y cada una de ellas es compleja, limitaré las siguientes explicaciones a la estructura y sus disciplinas vecinas.

En el diseño conceptual se definirán los aspectos de configuración: ala convencional / cuerpo de elevación / ala delta, geometría básica (que está relacionada con el peso estructural, la mecánica de vuelo, la aerodinámica, etc.). Durante las iteraciones en esta etapa, muchos parámetros de geometría aún pueden cambiar (forma y posición del plano del ala, área del plano de cola, tolerancia del centro de gravedad …), por lo tanto, son deseables los métodos de estimación rápida.

En el diseño preliminar, la geometría del avión se congela y se realizan cálculos más detallados sobre la certificación, entre otros, maniobras, ráfagas y cargas en tierra. El número de casos de carga tomados en cuenta puede ser de hasta decenas de miles o más, por lo tanto, los métodos de cálculo rápidos son ventajosos. En esta etapa pueden ocurrir cambios menores en el peso estructural o la mecánica de vuelo.

En detalle, diseñe prácticamente cada componente de acuerdo con los casos de carga relevantes del diseño preliminar: cómo son las rutas de carga, cómo deben integrarse los sistemas en la estructura, cómo es el rendimiento de fatiga de los puntos críticos, etc. En esta etapa solo marginal Se esperan cambios en la estructura. Si hay cambios más grandes que no son deseables, es posible que desee volver a una etapa de diseño anterior y solucionar el problema allí.

Después de eso, el avión debería estar listo para la fabricación, el primer vuelo y quizás más ajustes, antes de que pueda comenzar la producción en masa.

Answer 2

Me gusta la respuesta básica del usuario de Quora, pero creo que faltan un par de pasos críticos del mundo real.

1. En primer lugar, antes de que los ingenieros pongan la pluma en el papel (o el reverso de las servilletas de cóctel), el primer paso en el diseño de un avión es identificar la base de clientes del diseño . ¿Lo estamos haciendo para aerolíneas comerciales, un contrato militar nacional, un ejército extranjero, pilotos privados, empresas que quieren aviones ejecutivos, etc.
2. Luego, debe recopilar y comprender las necesidades , deseos, puntos críticos, etc. del cliente y definir la estrategia de ventas . Esto a veces se conoce como la “voz del cliente”. Al vender a una importante aerolínea comercial, debe comprender los datos de la industria (qué aerolíneas están comprando, quiénes son sus pasajeros, qué valoran esos pasajeros, cómo deciden qué pasajeros volarán, etc.), el plan estratégico de las aerolíneas, sus situación / plan financiero, etc.

El desarrollo y certificación de aeronaves cuesta una fortuna considerable y puede llevar décadas. Si no realiza estos dos pasos primero, no puede esperar crear un “diseño conceptual” que alguna vez venda suficientes aviones para que pueda recuperar sus costos de diseño y certificación.

• En algún lugar entre “diseño preliminar” y “diseño detallado” tiene objetivos, diseño y selección de proveedor / socio.

La verdad es que probablemente no exista una compañía aeroespacial importante en la tierra capaz de diseñar y construir un fuselaje competitivo y aviones modernos por sí mismos. De hecho, la mayoría de los principales “fabricantes” de aeronaves aeroespaciales en realidad no “fabrican” o “diseñan” ninguno de los componentes individuales de la aeronave. Solía ​​trabajar en una compañía donde a veces bromeábamos diciendo que diseñamos y fabricamos más partes de aviones certian Boeing que Boeing.

Entonces, los diseñadores de aeronaves (Boeing, Airbus, Embreair, Bombardier, Lockheed, Gulfstream, Northrop, etc.) en realidad solo definen los requisitos de los componentes y luego comienzan a comprar vendedores / proveedores. Irán a los fabricantes de motores a reacción y dirán que queremos un motor que esté dentro de este tamaño, que produzca tanto empuje, que tenga límites de consumo de combustible certificados, etc. y que solicite propuestas, cotizaciones, planes logísticos, etc. como fabricante exclusivo de la pieza y, a veces, se certificarán múltiples opciones para el diseño y el comprador de la célula podrá elegir sus opciones preferidas (por ejemplo, al comprar un A380, los clientes pueden elegir motores Rolls Royce o GE).

Estas relaciones son mucho más complejas que una relación tradicional de cliente / proveedor que verá en casi cualquier otra industria. Parte de la razón son los costos asociados con la certificación de los fuselajes y sus componentes. Otra razón es el costo asombroso de construir un avión. Por ejemplo, Boeing tiene 0 motores de repuesto en inventario. Reciben el motor del proveedor solo cuando el fuselaje está casi terminado y solo aceptarán la entrega cuando estén lo más cerca posible de completarlo. Los motores son aceptados e instalados en último lugar porque son el elemento más costoso de la célula. Si se instalaran primero, se amarraría una gran cantidad de efectivo / capital. Instalarlos en último lugar (y pagar neto 30 – neto 90) significa que pueden cobrar múltiples pagos del usuario final antes de que tengan que pagar a su proveedor (mejorando sus ciclos de efectivo y reduciendo su capital atado en WIP).

Answer 3

Para agregar a la muy buena respuesta de Vega, también depende de si el requisito de la misión (que es fundamental para el diseño conceptual) es un diseño de hoja limpia (diseño totalmente nuevo), un diseño experimental (probar algo que no se hizo antes) o una extensión de un diseño más antiguo (como un nuevo Boeing 737Max).

Estos cambian la intensidad de los 3 ciclos de diseño e incluso pueden agregar un prototipo completo para volar en algún punto entre los diseños preliminares y finales.

Como ejemplo del diseño experimental, el F-35 pasó por una etapa de diseño totalmente nueva (competencia) con un prototipo completamente funcional (YF-22) antes de volver completamente a un diseño conceptual que incorporase “cosas aprendidas” del YF- 22 fases. Y aún así, están encontrando cosas que no se anticipaban en ese momento, en gran medida con el complejo software para volarlo.

Luego, después de todo lo dicho y hecho doblando el metal en los primeros planos, hay una fase de certificación / prueba para declarar que el avión cumple con los requisitos de su misión y puede entrar en la fase de fabricación.