付宇林 胡亞琦
(中航工業太原航空儀表有限公司,山西 太原 030006)
HB 5888–2008《航空輔機產品用字體和符號》是航空儀表、電機電器、附件等航空輔機行業廣泛應用的基礎標準。包括:航空儀表刻度盤、產品標牌、空速管及產品面板等產品上面的字體、符號、數字。該標準中規定的字體具有其特殊的含義,是其他字體所無法替代的,尤其是1、3、4、5等形狀與國標字體大相徑庭,是航空輔機產品字體的特殊之處,經人機工程學試驗證明,該標準中此種字體形狀有利于飛行員正確判讀指數,提高了飛行員對儀表指示判讀的準確性,更好地保證了飛行安全。在航空儀表刻度盤的應用乃其他標準無法替代。
我國航空儀表用字體標準的發展經歷了3個階段。第一階段:字體標準一直沿用前蘇聯的M–2技術標準, HB0–41–70《航空儀表用的字體和符號》的發布規范了航空儀表產品的字體和符號,對航空儀表產品的設計和生產起到了統一的作用。第二階段:是在HB0–41–70《航空儀表用的字體和符號》發布后,隨著技術的進步和新產品的研制,以及主機單位不同機型的不同要求,80年代中期我們對HB0–41–70《航空儀表用的字體和符號》進行了修訂,編制了HB5888–1985《航空輔機產品用字體和符號》,擴大了該標準的適用范圍,增加了字體和符號的種類,提高了人機工程效果。
第三階段:隨著科學技術的不斷發展,航空工業科研生產中,現代技術的采用,計算機輔助設計的應用已越來越廣泛,然而由于計算機字庫中沒有HB 5888–1985《航空輔機產品用字體和符號》的字體和符號,而現有字庫中任何字體又無法替代航空輔機產品用的字體和符號,特別是航標中阿拉伯數字的形狀,尤其是1、3、4、5等與任何標準字體均不相同,極大地制約了航空儀表產品的研制、生產和發展。為此,我們對HB5888–1985進行了修訂。
首先建立儲備字體和符號庫,采用計算機VC++程序語言編制軟件,將CAD矢量圖轉化成位圖,再將位圖轉化成矢量圖,經過多次比對和驗證完成了字庫軟件的調試,并運用到實際工作中去,得到了設計人員的認可。
激光刻印技術和計算機制圖技術相互結合的應用,使航空產品的研制如虎添翼,順應了我們國家發展大飛機項目的趨勢。
通常一般采用激光打標、絲網印刷、沖制和刻印等形式。
3.1 激光打標
具有高能量密度的激光束(集中的能量流)照射在被加工表面上,材料表面吸收激光能量。在照射區域內發生熱激發過程,從而使材料表面(或涂層)溫度上升,產生熔融、燒蝕、蒸發等現象。激光打標用激光束在各種不同物質表面打上永久標記,打標的效應是通過表面物質的蒸發露出深層物質,或通過光能導致上層物質的物理化學變化而刻出痕跡,或是通過光能燒掉部分物質,顯示所需蝕刻的文字、圖案,具有如下特點:
可對多數金屬、非金屬進行加工;
屬于無接觸加工,對材料不產生機械擠壓、機械應力,無刀具磨損;
能量密度大,加工時間短,熱影響區域小,熱變形小;
激光束很細,被加工材料消耗小;生產效率高,質量穩定可靠。
3.2 絲網印刷
絲網印刷是將絲網緊繃在網框上,用適當的材料和方法,使絲網印刷模板上非圖像部分網孔堵塞,而讓圖像部分網孔保留開孔,印刷時油墨在刮板的刮動下,漏印于承印物上,印版上其余部分因網孔被堵塞,不能透過油墨,在承印物上形成空白,從而構成印刷品。其特點如下:
印版柔軟、富有彈性,承印物廣泛;
油墨層厚實(6μm~100μm), 遮蓋力強、成色性能好;
印料適應性強;
耐光性能好,由于墨層厚,可使用各種顆粒較粗的耐光性顏料、熒光顏料。
4.1 執行前蘇聯標準的效果
初期采用刻字銑制成所需的數字、字母和符號等沖頭,在所需產品上進行沖制或直接在產品上刻制,不僅效率低下,合格率還很低。但在當時產品數量少、批量小的形勢下,能夠滿足生產的需要。
4.2 使用HB 5888–1985字符手工繪圖制版流程
4.2.1 制版方法
用鋁板或銅版紙按刻度盤實際尺寸的5倍比例手工繪圖畫出放大樣,照像排版后制成底片,采用蝕刻或絲網印刷的方法進行制作,平面絲網印刷示意見圖1,曲面絲網印刷示意見圖2。
曲面絲網印刷指能在圓柱面、橢圓面、球面、圓錐面等的塑料容器、玻璃器皿以及金屬罐等物體上進行印刷的絲網印刷機。曲面絲網印刷機,絲網版是平面的,進行水平方向移動,橡皮刮板固定不動,承印物與網版同步移動進行印刷。承印物的轉動是利用滾軸摩擦帶動或齒輪強制滾動。

圖1 平面絲網印刷機工作過程

圖2 曲面絲網印刷過程
4.2.2 分析結論
手工制版費用較高,且費時費力,精度要求高不易保證。
4.3 計算機制版使用HB 5888–2008字符流程
4.3.1 計算機制版無字庫時的流程
按HB 5888–2008標準在AutoCAD軟件下繪制字符形狀,用激光打印機打印字符。
掃描儀掃描字符存儲為位圖文件(分辨率不低于1 200DPI),用圖像處理軟件修整字符形狀,在專用文件夾中存儲為位圖文件,在制版軟件中調用位圖文件。
4.3.2 計算機制版有字庫后的流程
直接調用字庫文件,找到所需數字、符號等,直接輸入。
4.3.3 分析結論
自從建立和使用HB 5888–2008字庫后,極大地方便了設計和制造,提高了生產效率和產品的合格率,減少了設計時間,縮短了生產周期,為航空產品的研制提供了更為快捷的手段。
5.1 排版時只有字母“A~Z”和數字“0~9”可以混排,其它字符混排時無顯示,示例見圖3。

圖3 字符無顯示圖
5.2 排版時,小寫字母“a c d e”下沉(與其它字母不再同一條水平線上),示例見圖4。
6.1 小寫字母“a c d e”下沉與其它字母不再同一條水平線上的問題
將下沉的字母放入文本框中,來調節與其他字母的水平位置。(計算機字庫中的其他字體也有類似的問題,只是差異比較微小。)

圖4 字母比對圖
6.2 混排時無法顯示的問題
6.2.1 在word下,選擇“HB5888”字體,在“插入”菜單下的“符號”欄目下選定所需符號,復制后再粘貼到CAD制圖程序下。
6.2.2 CAD程序下,選擇“繪圖”菜單下“文字”下的“多行文字”可以插入所需符號。
6.2.3 在word下找著所選符號的字符代碼,再在CAD下打開“字符映射表”找著對應的字符代碼,插入所繪文件中。
HB 5888–2008在當今信息時代的計算機制圖領域特別是在航空儀表的設計、制造中發揮了積極良好的作用,減少了重復勞動,提高了工作效率,節省了人力、物力和財力。隨著科學技術的不斷發展,信息高速公路倍加需要法律法規來規范管理,也更加彰顯出標準的魅力,它讓航空器的發展道路無比通暢,并為航空器的研制插上飛翔的翅膀。