新工艺、新技术制造 发动机短舱

在MRAS,数字工具与既定的制造原则相辅相成,共同实现先进的推进技术。
当JetZero(美国加利福尼亚州长滩)选择ST Engineering MRAS(美国马里兰州巴尔的摩)为其全尺寸全翼验证机设计并制造金属排气喷管时,这一决定不仅体现了对工程能力的认可,更彰显了对一家具备工业成熟度、数字集成能力以及金属和复合材料认证经验的制造组织的信心——这些能力正是支持下一代推进系统所必需的。
计划于2027年开始飞行测试的JetZero验证机旨在验证旨在将燃油消耗和碳排放减少多达50%的技术。作为推进系统组件的关键供应商,ST Engineering MRAS正为一项旨在降低未来生产与认证路径风险的项目贡献设计、工程和制造方面的专业知识。

该项目依托ST工程MRAS在商用、国防及新兴航空航天平台舱体系统和复杂航空结构件供应领域的长期稳固地位。尽管许多制造商仍在将先进制造理念转化为量产能力,但MRAS已部署并运营着一个数字化互联、自动化赋能的制造环境。这些制造技术不仅支持当前项目,更是未来飞机架构下一代技术的基石。
“在ST Engineering MRAS,我们认为开发并推进技术发展,助力客户满足未来平台的性能需求,是我们的任务,”运营副总裁兼技术和工艺工程总监米切·史密斯(Mitch Smith)表示。“我们在三大技术支柱上投入巨资:下一代材料、先进自动化和数字线程。落实这些技术将确保我们的现有及未来产品能够按时、按预算、高质量地完成制造。”
超越材料的工程
先进材料仍是产品性能的核心,但ST Engineering MRAS的优势在于其对材料的工程化、工业化和认证方式。凭借数十年的复合材料结构经验,该公司利用来自领先供应商的多种树脂体系和碳纤维形式制造发动机短舱(nacelle)部件。
其制造与装配专长涵盖多种航空结构件和发动机短舱组件,包括风扇整流罩、进气道和反推力装置结构,广泛应用于商用及国防项目。工程团队将气动与热性能要求转化为优化结构,在结构效率与防雷、防火及抗鸟撞能力之间实现平衡。
设计与生产学科的这种整合,使ST Engineering MRAS能够将其成熟的面向制造的设计应用于其开发和生产项目中。这推动了设计和制造工艺的可重复性和量产准备就绪,符合美国联邦航空管理局(FAA)、欧洲航空安全局(EASA)、加拿大交通部和中国民用航空局(CAAC)关于强度、疲劳和损伤容限的认证标准。
自动化作为工程赋能工具
既定的工程原则指导着ST Engineering MRAS的制造转型方法:自动化不仅仅是关于速度,更是关于精度、可重复性和质量保证。

MRAS AFP系统
在该公司位于巴尔的摩的190万平方英尺工厂内,广阔的洁净室铺层和装配区域作为集成制造生态系统的一部分运行。ST Engineering MRAS的自动化纤维铺放(AFP)系统在制造产品的同时进行材料检测,确保在整个部件制造过程中实时监控工艺参数,并将自动化扩展到关键工艺、工装清洁、声学钻孔和机器人装配,从而实现产品的一致性。
史密斯解释道:“我们打造了一个自动化与人类专业知识协同工作的环境。我们的技术人员在一个连接设计、生产和检验的数字框架内开展工作。”
自动化已超越生产车间。机器人利用声学、热成像和激光雷达传感器执行预定的设施巡检,以评估装备状况并检测异常。这种预测性监测支持了制造过程的可靠性,并增强了MRAS的运营韧性。
数字线程作为生产赋能者
ST Engineering MRAS的数字战略的骨干是一个数据线程,旨在支持高速率、经过认证的生产,而不是孤立的数字实验。该公司正与Plataine(美国马萨诸塞州沃尔瑟姆)合作推出数字合格证书流程,创建一个连接原材料供应、质量验证、制造执行和资产管理的人工智能赋能框架。

通过该系统,供应商的材料数据在进入生产前即被数字化捕获并使用人工智能进行分析。运输集装箱抵达时,会携带嵌入式数字信息,记录材料血统、热历史及其他资产信息。这些数据在抵达后通过安全的数据传输自动处理,所有数据均经过验证,以确保满足所有合规和质量要求。
这种方法优化了原材料的流动,减少了人工干预,消除了人为错误,并提高了整个供应链的可追溯性。更重要的是,它创建了一个单一、权威的数据环境,将供应商信息直接与制造和质量系统关联起来。
数字线程也为MRAS更广泛的制造优化策略提供了支持。随着飞机原始设备制造商(OEM)提高生产率,特别是为了满足单通道飞机增产需求,同步工程意图、制造执行和质量保证的能力变得至关重要。数字连续性使MRAS能够在保持可重复性、认证完整性和交付绩效的同时提高生产效率。
史密斯表示:“这是我们从数字技术角度关注的重点。数字主线使我们能够优化制造流程、支持产能提升,并确保质量贯穿于整个过程的每一个阶段。”
项目全领域的成熟度已得到验证
ST Engineering MRAS 的制造成熟度体现在其广泛的产品组合中,涵盖了传统和新兴平台。该公司为波音767、747 和 777X 以及空客A320neo、洛克希德·马丁C-5 和 C-130J、庞巴迪环球7500设计和生产发动机短舱系统及复杂结构。此外,该公司还为 Archer Aviation等客户研发高性能复合材料部件。
JetZero混合翼验证机项目是这种能力应用于下一代飞机开发的最新例证。作为排气喷管的设计商和制造商,MRAS正在支持一种旨在实现效率和排放量阶跃式改进的推进架构,同时遵循旨在降低生产与认证风险的审慎策略。

MRAS正与JetZero及推进系统合作伙伴携手,运用其在复合材料工程、自动化制造及认证方面的成熟专长,确保该部件不仅技术先进,还能在未来项目时间表内实现量产与认证。
认证贯穿于每一项工程活动。ST Engineering MRAS在内部及通过认证测试中心进行结构、疲劳和鸟撞测试,确保对Part 25和Part 33要求的熟悉度。
该公司认为,这一庞大的认证工作量反映了其工业准备度,这是少数发动机短舱供应商难以企及的。当其他公司专注于概念验证演示时,ST Engineering MRAS的数字化互联生产系统已实现合格发动机短舱结构的规模化生产。
可持续性与流程效率
ST Engineering MRAS的可持续性改进日益由数字化赋能的流程效率驱动。该公司正通过数字化监控与控制积极优化热压罐循环,从而提高能源效率、增加资产利用率并减少波动,同时不降低认证要求。
通过将固化周期优化与减少返工及提高首次质量合格率相结合,MRAS 实现了在整个生产生命周期中可衡量的能源消耗和材料浪费的降低。
其磷酸阳极氧化生产线和内部粘合底漆涂覆工艺已通过 NADCAP 认证,确保了耐腐蚀性和环境合规性。同样,ST Engineering MRAS 的涂装设施采用数字监控,可对排放、固化周期和材料用量进行精确控制。
史密斯指出:“效率已融入我们运营的每一个层面。每一道工序都在数字化互联系统中运行。从纤维铺设到最终涂装,不仅能提高生产效率,还能实现可量化的可持续性收益。”
打造下一代发动机短舱
ST Engineering MRAS 目前的研发活动包括开发先进的复合材料架构、提升声学衬垫性能以及设计用于满足复杂气动和热要求的粘接结构。工程团队还在为发动机短舱设计进行电气系统、传感能力和热管理的更高集成度准备,以满足混合电动和超高涵道比推进概念的需求。

这些努力得到了数字制造工具和数据连续性的支持,确保未来的整流罩设计从一开始就考虑到生产、认证和全生命周期支持。
战略与业务发展主管苏加托·巴塔查尔吉(Sugato Bhattacharjee)强调,随着推进概念变得更加分布式并与机身更加集成,这种系统级视角至关重要。“未来的整流罩将在优化的复合材料框架内整合传感、电气作动和热管理系统,”他解释道,“它将与数字孪生和预测性维护工具进行交互,从而在设计、制造和运营之间建立持续的数据交换。这正是我们正在努力实现的方向。”
“我们并非闭门造车进行创新,” 巴塔查尔吉补充道。“我们的开发项目与客户路线图保持一致,并在实际生产环境中得到验证。目标并非为了创新而创新,而是实现能够立即大规模量产的工程进步。”
附注:MRAS- Middle River Aerostructure Systems。ARJ21(C909)、C919的发动机短舱均是这家公司设计、制造的。
原文,《ST Engineering MRAS pursues nacelle innovation via automation, integration and digitalization》2026.1.6
杨超凡








































