吕 毅， 张 伟

（1.西安航空学院飞行器学院，西安 710077；2.西北工业大学无人机特种技术重点实验室，西安 710072）

在飞机上采用以碳纤维复合材料为代表的先进复合材料可以大幅度减轻机体结构重量、提高飞机的综合性能，复合材料在飞机结构中所占比重也已成为衡量飞机先进性的重要指标[1]。然而，长期居高不下的生产制造成本仍然是扩大其应用的主要经济障碍[2]。设计早期的成本估算有助于复合材料结构产品性能与成本的权衡[3]。

由于复合材料结构制造成本在很大程度上由设计方案决定[4-5]，而先进复合材料的制造技术种类繁多，技术的先进程度差别大[6]，因此在飞机设计阶段早期，建立一个统一快速的方法来估算复合材料结构制造成本显得非常必要。

目前，有关复合材料制造成本估算模型通常可以分为两大类：参数成本模型（Parametric Cost Models，PCM）和制造工艺成本模型（Manufacturing Process Cost Models，MPCM）[7]。PCM使用前提是找出影响成本的重要驱动因素；MPCM使用前提是熟悉成本发生过程，即基于对制造过程的准确理解将其标准化。由于国内现阶段复合材料制造业管理水平不高，数据可靠性差[8]，各制造厂商技术水平差异大，在设计早期，用MPCM对制造成本进行估算是非常困难的。而很多研究工作都已证明采用PCM能够较好用于产品的概念设计阶段[9-11]。

本文以飞机复合材料结构中最常见的薄壁类构件复合材料加筋壁板为研究对象，采用PCM，以结构设计重量为制造成本的主要驱动因素，建立一个基于结构设计重量的复合材料加筋壁板制造成本的快速估算模型，以期在飞机设计阶段早期，使复合材料结构设计人员能在性能和制造成本之间建立一个定量的平衡关系。……