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航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:一種新型清洗劑NS851在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

摘要 本文介紹了一種用于清洗航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的水劑清洗劑NS851,將其與國內(nèi)外成熟同類產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比,并實(shí)測(cè)該清洗劑運(yùn)用在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)試后,功率恢復(fù)效果。文中還綜合比較了NS851清洗劑與國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本。從而論證NS851清洗劑的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。

關(guān)鍵詞 水劑清洗劑;對(duì)比試驗(yàn);功率恢復(fù);表面活性劑

0 引言

國產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在外場(chǎng)使用沒有整機(jī)清洗規(guī)范,對(duì)于在內(nèi)陸飛行的航機(jī),由于飛行高度高,腐蝕氣氛少,發(fā)動(dòng)機(jī)氣道腐蝕污染情況不太嚴(yán)重,所以,對(duì)正服役發(fā)動(dòng)機(jī)的防腐蝕維護(hù)技術(shù)要求并不突出。但由于近年來,從用于海上低空飛行的航機(jī)返廠修理的情況來看:氣道腐蝕嚴(yán)重,發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降,從而導(dǎo)致飛行壽命減短。這是由于航機(jī)工作環(huán)境鹽霧濃度大,發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)吸入鹽霧、塵埃和自身產(chǎn)生的油污,在高溫和氧化作用下形成油垢、積炭沉積于氣道內(nèi)的各零部件表面,從而導(dǎo)致氣道內(nèi)零部件腐蝕情況嚴(yán)重。為減少腐蝕,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命,必須增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)需要頻繁清洗,通過氣道的沖洗減少氣道內(nèi)鹽份和污物的附著并恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率。

國內(nèi)、外對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)清洗劑的研究情況:

1)法國TM公司在WZ8發(fā)動(dòng)機(jī)大修手冊(cè)中明確規(guī)定了進(jìn)氣道清洗劑牌號(hào):ARDROX6345;

2)北京航材院研制的發(fā)動(dòng)機(jī)清洗劑:GT1。

根據(jù)海上飛行航機(jī)的工作環(huán)境及航機(jī)氣道內(nèi)零件材料的特點(diǎn),我試驗(yàn)室自行配制了NS851清洗劑。工作后功率下降的發(fā)動(dòng)機(jī)通過用NS851清洗后將恢復(fù)功率,而清洗劑本身不能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣道內(nèi)的材料產(chǎn)生影響。

1 理化測(cè)試及測(cè)試結(jié)果

研制過程中將NS851與GT1、ARDROX6345這3種清洗劑進(jìn)行了理化對(duì)比測(cè)試,根據(jù)3種清洗劑的使用體積比來配制試驗(yàn)溶液(溶劑:去離子水):

NS851:5%;GT1:20%;ARDROX6345:20%。

1)PH值:用PH計(jì)進(jìn)行測(cè)量,見表1;

2)清洗劑對(duì)金屬材料的腐蝕試驗(yàn):

(1)全浸腐蝕、縫隙腐蝕、高溫腐蝕均按GJB20356進(jìn)行,結(jié)果見表1;

(2)洗劑對(duì)鈦合金(TC1)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn):該項(xiàng)目由北京航空材料研究院完成。

試驗(yàn)結(jié)果:3種清洗劑對(duì)鈦合金均無應(yīng)力腐蝕,金相形態(tài)見圖1~圖3。

應(yīng)力腐蝕500倍金相檢查應(yīng)力腐蝕500倍金相檢查

3)清洗劑對(duì)非金屬材料的影響

(1)清洗劑對(duì)石墨涂層的影響。試驗(yàn)材料:高溫石棉石墨、低溫石棉石墨、鎳石墨;

試驗(yàn)方法:將3種帶石墨層的零件浸泡在清洗劑中,室溫,200h。浸泡結(jié)束對(duì)石墨層進(jìn)行車削0.2mm,以檢查石墨層的結(jié)合力。

試驗(yàn)結(jié)果:3種清洗劑對(duì)3種石墨層均無影響(石墨層無脫落現(xiàn)象)。

(2)清洗劑對(duì)涂層的影響:試驗(yàn)材料:H61-32涂料、H61-1涂料、氟橡膠。

試驗(yàn)方法:將3種涂層試片浸泡在清洗劑中,室溫,200h。浸泡結(jié)束用劃格、膠布法檢驗(yàn)涂層的結(jié)合力。

試驗(yàn)結(jié)果:3種清洗劑對(duì)3種涂層均無影響(涂層無起皮、起泡、脫落現(xiàn)象)。

2 使用后功率恢復(fù)

XX航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車300h后,功率降低到94%,用NS851清洗劑對(duì)其進(jìn)行進(jìn)氣道沖洗后功率恢復(fù)到97%。發(fā)動(dòng)機(jī)試車前后,清洗前后功率情況見表2。

3 討論

NS851是一種水劑清洗劑,它是由多種表面活性劑組成,不含無機(jī)鹽成份,其中包括三乙醇胺油酸皂、脂肪醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等表面活性劑。表面活性劑是由親水基和憎水劑構(gòu)成,親水基吸附水分子,憎水基吸附油分子。通過表面活性劑使油和水結(jié)合起來,形成了乳化液,表面活性劑在此起乳化作用。只有保證乳化液的穩(wěn)定才能使油污溶解在水中。吸附于油與水界面上的表面活性劑形成具有一定強(qiáng)度的界面膜,對(duì)油微粒起保護(hù)作用,油微粒在布朗運(yùn)動(dòng)下發(fā)生碰撞時(shí)不易聚結(jié),所以界面膜的強(qiáng)度對(duì)乳化液的穩(wěn)定性起著很大作用。NS851中含有脂肪醇和脂肪胺、脂肪酸類表面活性劑,界面吸附層中乳化劑分子與醇、胺、酸這些極性分子發(fā)生作用形成復(fù)合物,使界面膜強(qiáng)度增高。由于多種表面活性劑的使用,使混合的表面活性成分吸附在水―油界面上,分子間發(fā)生作用形成絡(luò)合物,由于分子間強(qiáng)烈作用,界面張力顯著降低,表面活性劑在界面上吸附量增多,形成的界面膜密度增大,強(qiáng)度增高。乳化液穩(wěn)定性增強(qiáng),從而清洗液溶解油污的能力加強(qiáng)。所以NS851能有效的去除了油污,恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率。

4 社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益

NS851清洗劑由我廠自行研制,其組分完全國產(chǎn)化,通過多年在整機(jī)上的使用,清洗效果良好,能達(dá)到清洗發(fā)動(dòng)機(jī)、恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、減少氣道內(nèi)金屬零件的腐蝕,從而達(dá)到延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作壽命的目的。NS851的成功使用,使我們?cè)俨恍枰M(jìn)口整機(jī)清洗劑,從而擺脫了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)清洗技術(shù)受制于人狀態(tài)。

由于NS851使用比例低,國內(nèi)原料采購成本低,其使用成本是本是進(jìn)口產(chǎn)品的1/10,是國內(nèi)同類產(chǎn)品的1/7。

5結(jié)論

1)NS851是我廠自主研發(fā)的一種發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)清洗劑,其與國內(nèi)外成熟同類清洗劑的理化性能相當(dāng),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣道內(nèi)的主要材料均無影響。長(zhǎng)試后發(fā)動(dòng)機(jī)使用NS851清洗后,能明顯提高功率。所以說NS851清洗劑已達(dá)到了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)清洗目的;

2)NS851原料采購方便,成本低廉;

3)NS851可以廣泛運(yùn)用到直升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、工業(yè)地面燃機(jī)的清洗維護(hù)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:基于虛擬仿真技術(shù)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封模擬系統(tǒng)

摘 要:我軍航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封工作中存在的問題阻礙了航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封技術(shù)的訓(xùn)練。為解決該問題,開發(fā)了一套航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封模擬系統(tǒng)。它利用虛擬仿真技術(shù)模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封操作過程,是一種集油封虛擬訓(xùn)練和考核評(píng)價(jià)于一體、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的現(xiàn)代化教學(xué)手段。根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封操作規(guī)程,系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)包括引導(dǎo)提示、油封仿真、考核評(píng)價(jià)三個(gè)模塊,油封仿真是核心,它包括視景仿真、運(yùn)動(dòng)仿真、音響仿真、操作仿真四個(gè)子功能,能夠提供等同于實(shí)操,甚至更好的訓(xùn)練效果,具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和軍事效益。

關(guān)鍵詞:油封仿真; 航空發(fā)動(dòng)機(jī); 虛擬仿真技術(shù); 軍事效率

0 引 言

目前虛擬仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、醫(yī)療康復(fù)、教育娛樂、維修訓(xùn)練、軍事訓(xùn)練等各個(gè)領(lǐng)域[1-4]。虛擬本質(zhì)是客觀事物在計(jì)算機(jī)上的一種仿真實(shí)現(xiàn),是一種由計(jì)算機(jī)全部或部分生成的多維感覺環(huán)境,通過特殊的頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)入虛擬空間,感知和實(shí)時(shí)操作虛擬世界中的各種對(duì)象,使參與者有身臨其境的感覺,能體驗(yàn)、接受和認(rèn)識(shí)客觀世界中的客觀事物。

虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封訓(xùn)練是當(dāng)前我軍航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封工作的迫切需要。我軍航空發(fā)動(dòng)機(jī)的油封設(shè)備多為20世紀(jì)80年代生產(chǎn),可滿足老舊機(jī)種的油封工作。由于一些進(jìn)口和國產(chǎn)的新機(jī)種逐漸成為我軍主戰(zhàn)機(jī)種,目前的油封設(shè)備已無法滿足其發(fā)動(dòng)機(jī)油封的需要。另外,航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封技術(shù)含量高,操作規(guī)程復(fù)雜,油封設(shè)備操作較為嚴(yán)格,要求操作人員本身應(yīng)具有較強(qiáng)的責(zé)任心和專業(yè)的油封工作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。目前,我軍院?；緵]有開設(shè)相應(yīng)的油封專業(yè)學(xué)科,油封人才基本靠“師傅帶徒弟”的模式來培養(yǎng),很難滿足目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封工作的實(shí)際需要。

這些問題嚴(yán)重影響了航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封技術(shù)的訓(xùn)練,而利用虛擬仿真技術(shù)能夠創(chuàng)建出真實(shí)感和沉浸感較強(qiáng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封環(huán)境,為航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封工作提供油封虛擬訓(xùn)練,有助于提高油封人員的操作水平和操作技能。虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用,因此開發(fā)一套航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封模擬系統(tǒng)已成為一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的解決方法。

1 開發(fā)工具

航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封模擬系統(tǒng)采用目前世界上廣泛使用的工業(yè)仿真軟件Creator,GL Studio,Vega Prime和Visual C++ 6.0進(jìn)行開發(fā)[5-6]。

Creator是世界上領(lǐng)先的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng),可以用來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、油封設(shè)備、倉庫等實(shí)物場(chǎng)景進(jìn)行三維建模。油封設(shè)備的各種儀表是由GL Studio來建模的,并以可視化模型數(shù)據(jù)庫的形式生成OpenFlight(.flt)文件格式標(biāo)準(zhǔn)的層次視景數(shù)據(jù)庫。然后,OpenFlight文件再調(diào)入Vega Prime,成為實(shí)時(shí)仿真的一部分。

Vega Prime具有良好的圖形環(huán)境界面和完全面向?qū)ο蟮腃++語言應(yīng)用程序接口API,豐富的實(shí)用庫函數(shù)及大量的功能模塊可滿足拆卸油管,控制油封設(shè)備進(jìn)行油封等多種仿真要求[7-8]。

但是,Vega Prime本身不能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,還需要用Visual C++ 6.0進(jìn)行系統(tǒng)集成。該系統(tǒng)以Visual C++ 6.0為開發(fā)平臺(tái),使用Vega Prime的函數(shù)庫,并通過復(fù)雜的編程,實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景、環(huán)境、運(yùn)動(dòng)的模擬仿真。

2 系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封模擬系統(tǒng)包括訓(xùn)練和考核兩種模式。訓(xùn)練模式的特點(diǎn)是系統(tǒng)需要具備操作引導(dǎo)和錯(cuò)誤提示功能;考核模式的特點(diǎn)是系統(tǒng)需要具備評(píng)價(jià)功能。

為了滿足油封訓(xùn)練和考核的需要,航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封模擬系統(tǒng)設(shè)置了引導(dǎo)提示、油封仿真、考核評(píng)價(jià)三個(gè)功能模塊,如圖1所示。

圖1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封模擬系統(tǒng)功能模塊

其中,油封仿真又包括視景仿真、運(yùn)動(dòng)仿真、音響仿真、操作仿真四個(gè)子功能模塊。視景仿真、音響仿真是實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)沉浸感的重要因素;運(yùn)動(dòng)仿真、操作仿真是實(shí)現(xiàn)學(xué)員與虛擬油封設(shè)備和環(huán)境之間交互的主要手段;引導(dǎo)提示、考核評(píng)價(jià)是整個(gè)系統(tǒng)的必要組成部分[9]。

2.1 引導(dǎo)提示

引導(dǎo)提示功能用于在初次練習(xí)時(shí)進(jìn)行操作引導(dǎo),操作錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行判斷并提示。當(dāng)操作熟練以后可取消引導(dǎo)或者提示再進(jìn)行練習(xí)。

2.2 油封仿真

2.2.1 視景仿真

視景仿真是將航空發(fā)動(dòng)機(jī)油封過程中實(shí)體建立數(shù)字化的模型,如道路、倉庫、油封車、電源車、發(fā)動(dòng)機(jī)、油管和電纜、扳手等工具、各種油料、履歷本、包裝材料、油封專用車等。其中,發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型對(duì)于油封模擬訓(xùn)練系統(tǒng)來說不需要建模,所以重點(diǎn)是建立發(fā)動(dòng)機(jī)的外部結(jié)構(gòu)模型。發(fā)動(dòng)機(jī)的外部結(jié)構(gòu)模型比較復(fù)雜,主要是建立各種開關(guān)和油封時(shí)需要連接油管、電纜的器材及其接頭帽蓋、鉛封的模型,其次是建立發(fā)動(dòng)機(jī)及其外部附件的外形建模,細(xì)節(jié)部分要充分利用貼圖來進(jìn)行建模。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件線路絕緣性故障分析

摘 要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作在高溫、高速、高負(fù)荷、強(qiáng)振動(dòng)的惡劣環(huán)境下，其內(nèi)部的電氣附件線路在這些惡劣環(huán)境中容易發(fā)生故障。電氣線路的絕緣性故障是一種常見的故障，分析電氣附件線路中可能出現(xiàn)的絕緣性故障種類，并針對(duì)每種故障畫出等效電路，然后進(jìn)行仿真，從而得出結(jié)論?？偨Y(jié)并分析常見的絕緣性故障種類，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的維修效率，并保證飛機(jī)的飛行安全。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；電氣線路；絕緣性故障

電氣附件是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的基本單元，其種類繁多，連接電氣附件的線路稱之為電氣附件線路，發(fā)動(dòng)機(jī)體積龐大，電氣附件數(shù)量極多，其內(nèi)部的電氣附件線路錯(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)線粗細(xì)不一，長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)幾十公里，發(fā)生故障時(shí)排查起來非常困難。在此對(duì)常見的電氣附件線路的絕緣性故障進(jìn)行了分類，并對(duì)每類故障進(jìn)行了仿真，從而得出故障產(chǎn)生的機(jī)理，在故障排查過程中更具有針對(duì)性，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的維修效率，并保證飛機(jī)的飛行安全。

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣線路絕緣性故障原因

航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境惡劣，系統(tǒng)之間互相影響，高溫、高速、高負(fù)荷、強(qiáng)振動(dòng)等因素都有可能引起電氣附件線路產(chǎn)生故障，線路的絕緣層損壞是多種因素共同作用的結(jié)果。電氣線路的絕緣故障有以下兩種特點(diǎn)：（1）線路集中，線路間擠壓、摩擦等造成線路絕緣層損壞；（2）大面積的化學(xué)腐蝕、高溫、高壓等條件下引起線路老化，提前對(duì)線路進(jìn)行測(cè)量可有效減少該類故障所引起的事故。

造成電氣附件線路絕緣層腐蝕老化的原因主要有以下四種：（1）機(jī)械老化；（2）化學(xué)腐蝕；（3）熱老化；（4）電老化。

2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件線路絕緣故障種類

波音公司的標(biāo)準(zhǔn)線路施工手冊(cè)和空客公司的電器標(biāo)準(zhǔn)線路施工手冊(cè)都對(duì)所有相關(guān)的電氣附件的絕緣電阻最小值和電壓值做了相應(yīng)的數(shù)值要求。通過查詢PW4000系列某一型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)線路施工手冊(cè)，30多種電氣附件涉及127處測(cè)量點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)了這些絕緣測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量方式，結(jié)果如表1。

表1 電氣附件數(shù)量及絕緣測(cè)量方法

通過分析該表，得到了兩種發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件絕緣測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量方式：第一種是同一個(gè)電氣附件的不同測(cè)量點(diǎn)之間的測(cè)量方式，即Pin/Pin方式；第二種是同一個(gè)電氣附件的測(cè)量點(diǎn)與地面之間的測(cè)量方式，即Pin/Gnd方式。

（1）Pin/Pin（層間）絕緣故障。航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件數(shù)量極多，電氣附件線路分布緊密，兩束距離很近的導(dǎo)線如果出現(xiàn)線路絕緣層老化，并且沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，則線路之間容易產(chǎn)生電弧，容易引發(fā)火災(zāi)，若該線路出現(xiàn)在油箱附近，則會(huì)引起爆炸事故，危害極大。

（2）Pin/Gnd（Φ兀┚緣故障。電氣附件線路的絕緣層老化時(shí)，導(dǎo)線對(duì)地的絕緣電阻就會(huì)減小，有可能引起電壓擊穿，回流過大，使得線路絕緣層被燒焦，對(duì)飛行安全造成極大危害。

3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件線路絕緣故障仿真

為了更有效地保證飛機(jī)的飛行安全，我們要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件線路絕緣故障進(jìn)行預(yù)防，在此對(duì)上述電氣附件中的線圈兩種絕緣故障進(jìn)行仿真，分析電氣附件的絕緣性能的好壞對(duì)系統(tǒng)的影響。

3.1 電氣附件對(duì)地絕緣故障仿真

在電氣附件的絕緣介質(zhì)發(fā)生老化的過程中，產(chǎn)生絕緣故障的地方對(duì)地電容是隨著絕緣老化程度的不斷加深而逐漸增大，對(duì)地的絕緣電阻是隨著絕緣老化程度的不斷加深而逐漸減小的。

定義在航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件絕緣介質(zhì)中某一處出現(xiàn)絕緣老化現(xiàn)象，當(dāng)此處的等效絕緣電阻Ro、等效絕緣電容Co的值不斷變化時(shí)，測(cè)出等效絕緣電阻Ro與接地線之間的電壓，可以得到等效絕緣電阻Ro與絕緣處電壓Uo之間的關(guān)系。通過固定等效絕緣電容Co的值，不斷改變線圈對(duì)地的等效絕緣電阻模擬傳感器線圈絕緣性故障，可以得到絕緣處電壓與等效絕緣阻值變化的關(guān)系，測(cè)試電路的原理圖如圖1所示[1]。

當(dāng)絕緣故障處的等效電容Co取一系列固定值時(shí)，通過不斷的改變線圈對(duì)地的阻值模擬絕緣性能變化過程，可以得到絕緣故障處電壓Uo隨絕緣介質(zhì)對(duì)地絕緣阻值Ro變化的關(guān)系如圖2所示。

從圖2中可以看出，當(dāng)絕緣故障處的電容Co分別取不同值時(shí)，隨著絕緣電阻Ro的不斷減小，絕緣故障處的電壓Uo存在著明顯的過度變化，在圖中的拐點(diǎn)之前，絕緣故障處的電壓Uo隨著等效絕緣電阻Ro的減小幾乎沒有任何變化，而在等效絕緣電阻Ro的值繼續(xù)變小出現(xiàn)在拐點(diǎn)之后，絕緣故障處的電壓Uo隨著等效絕緣電阻Ro的減小直線上升。從圖中可以看出，拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的等效絕緣電阻最小值R'可以看作判斷絕緣電阻性能好壞的標(biāo)志，當(dāng)?shù)刃Ы^緣電阻值大于R'時(shí)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件的絕緣性能良好，當(dāng)?shù)刃Ы^緣電阻值小于R'時(shí)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件的絕緣性能出現(xiàn)故障。在等效絕緣電阻小于R'并持續(xù)減小時(shí)，可以看到對(duì)地電壓值直線上升，發(fā)生了電壓擊穿現(xiàn)象。在飛機(jī)附件維修手冊(cè)中對(duì)每一個(gè)電氣附件的等效絕緣最小值R'都給出了詳細(xì)的值。

3.2 電氣附件層間絕緣故障仿真

航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在高溫、潮濕、震動(dòng)等十分惡劣的環(huán)境中，在電磁、電場(chǎng)、機(jī)械、化學(xué)等外因的作用下，電氣附件中線圈的絕緣層十分容易發(fā)生損壞，絕緣層損壞導(dǎo)致兩個(gè)線圈之間會(huì)出現(xiàn)金屬導(dǎo)體裸漏，造成兩者之間的氣體間隙被擊穿，發(fā)生電弧現(xiàn)象。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部一般使用的是幅值為115V、頻率為400Hz的交流電，在線圈發(fā)生絕緣磨損后，將兩線圈之間的絕緣值等效為Z，由此電弧故障的簡(jiǎn)化等效電路圖如圖3所示[2]。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件中線圈的絕緣層磨損十分嚴(yán)重時(shí)，層間絕緣故障基本上相當(dāng)于短路，取極端情況下等效絕緣電阻R的阻值，即等效絕緣電阻R趨向于零，得到電流的變化如圖4所示。

在發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件中的線圈絕緣正常沒有層間絕緣故障時(shí)，等效絕緣電阻R在兆歐的級(jí)別，取極端情況下等效絕緣電阻R的阻值，即等效絕緣電阻R趨向于無窮大，電流的變化如圖5所示。

通過不斷減小等效絕緣電阻R的阻值，即R從無窮大不斷減小到0，仿真兩個(gè)線圈之間絕緣老化現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，兩個(gè)線圈之間的電流與等效絕緣電阻R之間的關(guān)系如圖6所示。

4 結(jié)束語

本文對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣附件線路的絕緣性性進(jìn)行了介紹，分析了各類故障產(chǎn)生的原理，為日后故障檢測(cè)方法的研究與技術(shù)層面上的改善打下了基礎(chǔ)。通過研究關(guān)于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣線路絕緣性問題的大量資料，并將其按原理進(jìn)行了分類，建立了故障模型，通過對(duì)模型的仿真，研究了有關(guān)電氣附件線路絕緣故障問題，希望對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的維修效率和保障民航客機(jī)的安全有所幫助。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:基于某航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)事件的高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片超溫問題研究

摘 要：某航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程中發(fā)生振動(dòng)大故障。分解后，發(fā)現(xiàn)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片等多處零組件有磨損、變形甚至斷裂的情況。將全臺(tái)共計(jì)72片高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片委托中國航空工業(yè)集團(tuán)公司失效分析中心進(jìn)行分析，確認(rèn)原因?yàn)楦邏簻u輪轉(zhuǎn)子葉片超溫。分析高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片超溫的多種可能原因，采用排除法，推斷此次高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片超穩(wěn)為局部超溫，原因?yàn)楦邏簻u輪導(dǎo)向器堵塊脫落打傷高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片導(dǎo)致高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片冷卻失效。根據(jù)推斷尋找事實(shí)依據(jù)，推導(dǎo)故障模式。提出解決高壓渦輪導(dǎo)向器堵塊存在脫落可能性的方案，為后續(xù)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片超溫問題的判斷提供分析思維導(dǎo)向。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；整機(jī)振動(dòng)；高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片超溫；冷卻失效

當(dāng)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪部件承接在主燃燒室后，是將高溫高壓氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能最重要的部件之一。雖然目前絕大多數(shù)的高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片均采用高性能的單晶合金材料制造，但高溫高壓高轉(zhuǎn)速的惡劣工作條件下，仍存在多種影響因素導(dǎo)致高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片局部超溫，進(jìn)而發(fā)生葉片基體脫落等惡性狀況。

以最終確定為高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片局部超溫原因?qū)е碌哪澈娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)事件進(jìn)行典型分析，探究造成局部超溫的影響因素，充實(shí)完善振動(dòng)問題數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題的判斷提供分析思維導(dǎo)向。

1.振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)分解檢查情況概述

1.1 故障現(xiàn)象

某航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程中，出現(xiàn)振動(dòng)值急劇上升，大幅超出規(guī)定值的現(xiàn)象。立即停止試驗(yàn)，用孔探儀檢查發(fā)現(xiàn)，該航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片多處燒蝕。

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)分解檢查情況

故障發(fā)生后，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)按大組件進(jìn)行了分解檢查。外部管路、附件及尾噴口分解未見異常；分解加力擴(kuò)散器時(shí)，發(fā)現(xiàn)少量金屬顆粒；分解渦輪后機(jī)匣時(shí)，發(fā)現(xiàn)少量金屬粉末狀顆粒，且多為粉末狀碎屑；分解低壓渦輪轉(zhuǎn)子組合件時(shí)，發(fā)現(xiàn)低壓一級(jí)導(dǎo)向器密封片變形，低壓一級(jí)渦輪葉片表面存在不同程度打傷；分解高壓渦輪轉(zhuǎn)子組合件時(shí)，發(fā)現(xiàn)16片葉片存在嚴(yán)重?fù)p傷掉塊情況，其余葉片存在不同程度的變形，葉片葉尖磨損嚴(yán)重；分解主燃燒室聯(lián)合單元體時(shí)，發(fā)現(xiàn)高壓渦輪導(dǎo)向器葉片組上1件堵塊缺失，高壓渦輪導(dǎo)向器葉片表面存在多處不同程度的打傷，高壓渦輪外環(huán)塊磨損嚴(yán)重，外環(huán)塊封嚴(yán)片嚴(yán)重變形；分解二支點(diǎn)支承組件時(shí)，發(fā)現(xiàn)二支點(diǎn)密封裝置石墨斷裂一處；分解低壓?jiǎn)卧w、高壓機(jī)匣、高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子及中介機(jī)匣組件時(shí)，未見明顯異常。

1.3 檢定結(jié)果

因主要受損零件集中在渦輪部分，高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片受損嚴(yán)重，故將全臺(tái)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片（72片）委托中國航空工業(yè)集團(tuán)公司失效分析中心進(jìn)行分析工作。對(duì)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片斷口分析結(jié)果表明，為高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片超溫導(dǎo)致的超溫疲勞斷裂。

2.高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片超溫影響因素分析

葉片出現(xiàn)超溫一般有以下幾個(gè)來源：油體霧化不良、燃油品質(zhì)不良、起動(dòng)噴嘴油壓過低等造成的燃燒不均勻，富油燃燒，火焰后移等導(dǎo)致的環(huán)境超溫；冷卻通道（氣膜孔、型芯堵塞、葉片結(jié)構(gòu)損壞）破壞造成溫度場(chǎng)分布不均勻?qū)е碌木植砍瑴氐?。從該航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片試車情況以及其他部件的損傷情況，對(duì)此臺(tái)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片出現(xiàn)局部區(qū)域性超溫的原因展開分析。

2.1 環(huán)境超溫

從高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片損傷周向分布情況看，損傷掉塊且超溫的葉片集中在1/4的區(qū)域內(nèi)。距離較遠(yuǎn)的葉片有過熱，但無超溫現(xiàn)象，可以說明高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片環(huán)境溫度無明顯異常，即部分葉片的超溫疲勞斷裂是由局部超溫導(dǎo)致的。

2.2 局部超溫

梳理經(jīng)驗(yàn)樹，導(dǎo)致高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片局部超溫的原因有：高壓渦輪轉(zhuǎn)子冷卻流路不暢；高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片頂端蓋板脫落或翹曲；葉片內(nèi)冷卻通道堵塞；高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片損傷導(dǎo)致冷卻失效。針對(duì)某航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行逐條分析。

2.2.1 高壓渦輪轉(zhuǎn)子冷卻流路不暢

該冷卻流路的空氣從高壓壓氣機(jī)出口引入轉(zhuǎn)子盤腔內(nèi)部，經(jīng)高壓壓氣機(jī)封嚴(yán)盤上的一道篦齒流入高壓鼓筒軸外腔，然后又經(jīng)一道篦齒與經(jīng)預(yù)旋噴嘴后的主燃燒室內(nèi)環(huán)腔的氣流匯合后分為兩股。一股經(jīng)篦齒盤上的外篦齒后，從導(dǎo)向葉片和轉(zhuǎn)子葉片根部的間隙流入主流道；另一股經(jīng)篦齒盤上的孔后流入高壓渦輪工作葉片，對(duì)高壓渦輪工作葉片冷卻后，分別從葉片前緣、蓋板上和其他部位的氣膜孔及尾緣的劈縫流入主流道。根據(jù)主燃燒室故檢結(jié)果，預(yù)旋噴嘴處未發(fā)現(xiàn)異常，冷卻流路未發(fā)現(xiàn)堵塞，故某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片局部超溫的原因不為高壓渦輪轉(zhuǎn)子冷卻流路不暢。

2.2.2 高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片頂端蓋板脫落或翹曲

高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片蓋板缺失可造成葉片內(nèi)冷卻空氣從頂端流出，葉片氣?？谉o冷卻氣流出，葉片氣膜冷卻失效，會(huì)造成葉片燒蝕掉塊。檢查葉片蓋板，掉塊較大的高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉片蓋板在前緣位置完全損傷，其他宏觀未裂葉片的葉片蓋板無明顯掉塊，僅存在^為嚴(yán)重的刮磨，及葉背葉尖棱邊變形缺失。該航空發(fā)動(dòng)機(jī)曾發(fā)生過高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片蓋板脫落、翹曲故障，與此次事故的現(xiàn)象不符，且高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片已經(jīng)采取多種措施，避免蓋板翹曲故障發(fā)生。因此認(rèn)為某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片局部超溫的原因?yàn)楦邏簻u輪轉(zhuǎn)子葉片頂端蓋板脫落或翹曲的概率較低。

2.2.3 葉片內(nèi)冷卻通道堵塞

外來物堵塞高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片冷卻通道，有可能導(dǎo)致葉片冷卻的逆流裕度不足而發(fā)生超溫。因此做如下工作，分解檢查故障葉片榫頭底部進(jìn)氣窗口，未發(fā)現(xiàn)堵塞物；解剖葉片未發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象；復(fù)查葉片水流量均合格。據(jù)此排除某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片局部超溫的原因?yàn)槿~片內(nèi)冷卻通道堵塞。

2.2.4 高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片損傷導(dǎo)致冷卻失效

檢查結(jié)果表明，一個(gè)高壓渦輪導(dǎo)向器堵塊缺失。該堵塊尺寸為14.8mm×4.3mm×2.2mm，材料為K40M。裝配于高壓渦輪導(dǎo)向葉片上緣板后端，用真空釬焊方法固定，主要作用是封堵葉片緣板鑄造時(shí)的工藝退渣口。

將全臺(tái)共計(jì)72片高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片做能譜分析，結(jié)果表明第14塊高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片表面存在K40M，且所有高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片表面未見其他異常外來成分。這表明缺失的高壓渦輪導(dǎo)向器堵塊脫落，并且撞擊了高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片。分析認(rèn)為如果高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片受到外物打傷產(chǎn)生裂紋或裂口，裂紋或裂口損傷隨著高壓渦輪轉(zhuǎn)子工作出現(xiàn)擴(kuò)展，使高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片內(nèi)部冷卻空氣從損傷處流出，葉片氣模冷卻失效造成葉片超溫?zé)g，在中國航空工業(yè)集團(tuán)公司失效分析中心分析報(bào)告中，有3片葉片疲勞起源特征為外物打傷。

因此，高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片受到外物打傷引起葉片冷卻失效有很大可能是某航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片局部超溫的主要原因。

3.某航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢查結(jié)論并改進(jìn)工藝

在初步判定為高壓渦輪導(dǎo)向器堵塊脫落打傷高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片引起葉片冷卻失效后，有大量的故障檢查事實(shí)滿足以上推論，如：高壓渦輪導(dǎo)向器工藝堵塊掉落；高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片損傷嚴(yán)重；高壓渦輪導(dǎo)向器及其他高壓渦輪后的流道件均有不同程度損傷；高壓渦輪之前的流道件故檢未發(fā)現(xiàn)異常；掉塊葉片主要集中在周向約1/4區(qū)域內(nèi)；故障起始發(fā)生在高壓渦輪導(dǎo)向器和高壓渦輪之間；從斷口分析結(jié)果來看，高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片出現(xiàn)疲勞斷裂是由于葉片超溫造成材質(zhì)疲勞性能下降，在源區(qū)應(yīng)力集中（氣膜孔和燒蝕缺陷）和振動(dòng)應(yīng)力作用下出現(xiàn)疲勞開裂和擴(kuò)展，最終導(dǎo)致掉塊；從試車情況分析，應(yīng)是高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片發(fā)生故障后引起的振動(dòng)；從以往高導(dǎo)葉片堵塊脫落故障分析，由于高導(dǎo)堵塊焊接工藝存在問題，堵塊存在脫落的可能性，且堵塊脫落對(duì)高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片等零件會(huì)造成傷害；從故障原因分析，高導(dǎo)葉片堵塊脫落打傷高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片可以造成高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片冷卻失效導(dǎo)致局部超溫，進(jìn)而發(fā)生撕裂掉塊等。

依據(jù)分析推得故障模式：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，一個(gè)高壓渦輪導(dǎo)向器堵塊發(fā)生脫落，掉落在高壓渦輪導(dǎo)向器與高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片之間的流道內(nèi)。堵塊隨著氣流撞擊到高速旋轉(zhuǎn)的高壓渦輪轉(zhuǎn)子某些葉片前緣，對(duì)這些葉片產(chǎn)生傷害，形成裂紋或裂口。裂紋或裂口損傷在熱應(yīng)力、離心應(yīng)力及振動(dòng)應(yīng)力等的共同作用下，逐步擴(kuò)展，導(dǎo)致高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片冷卻失效，致使葉片超溫造成材質(zhì)疲勞性能下降，進(jìn)而發(fā)生撕裂掉塊的情況。撕裂掉塊的葉片殘骸四散，對(duì)相鄰高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片繼續(xù)產(chǎn)生傷害。葉片的撕裂掉塊影響了附近其他葉片的冷卻效果，致使其他葉片也發(fā)生了超溫的情況。多個(gè)葉片的損傷使得高壓渦輪轉(zhuǎn)子平衡被破壞，高壓渦輪轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)值激增，振動(dòng)引起高壓渦輪轉(zhuǎn)子異位，高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片與高壓渦輪機(jī)匣外環(huán)以及空氣導(dǎo)管與低渦軸等發(fā)生異常碰磨。

至此，某航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程中振動(dòng)故障的原因判定為高壓渦輪導(dǎo)向器堵塊脫落。針對(duì)此問題，將高壓渦輪導(dǎo)向器堵塊的工藝方法由真空釬焊改為氬弧焊，某航空發(fā)動(dòng)機(jī)后續(xù)試驗(yàn)過程中杜絕了此類問題的發(fā)生。

結(jié)語

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展很大程度上是由于一次又一次解決了振動(dòng)問題。振動(dòng)影響因素眾多，如何準(zhǔn)確抓住發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的罪魁禍?zhǔn)?，本次試?yàn)過程振動(dòng)的排除方法可供相關(guān)技術(shù)人員借鑒：

（1）全面系統(tǒng)檢查故障航空發(fā)動(dòng)機(jī)，得到翔實(shí)的故障檢查結(jié)論；

（2）抓住故障檢查結(jié)論重要部分進(jìn)行最高能力分析；

（3）查閱振動(dòng)問題數(shù)據(jù)庫尋找故障發(fā)生可能原因，利用排除法分析；

（4）大膽假設(shè)最可能原因，尋找事實(shí)證明，推理故障模式；

（5）判定故障原因，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，充航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題數(shù)據(jù)庫。

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題的解決上，充實(shí)完善航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題數(shù)據(jù)庫、建立符合航空發(fā)動(dòng)機(jī)體系的分析問題方法，才是解決振動(dòng)問題，提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)的正確途徑。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:論戰(zhàn)略成本管理在我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)的應(yīng)用

摘要：隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于戰(zhàn)略成本管理的關(guān)注越來越多，為了獲得更好的收益和回報(bào)，各行各業(yè)也都在不斷地改進(jìn)成本管理模式和方法，其中也包括我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)。從目前我國的實(shí)際情況來看，戰(zhàn)略成本管理還沒有充分地在這類企業(yè)中得到具體的應(yīng)用，主要是由于其發(fā)展尚未成熟。本文通^對(duì)戰(zhàn)略成本管理的內(nèi)涵、戰(zhàn)略成本管理與傳統(tǒng)成本管理的對(duì)比以及具體實(shí)施戰(zhàn)略成本管理應(yīng)注意的問題進(jìn)行細(xì)致的梳理和分析，協(xié)助我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)更好地管控成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也供學(xué)界討論。

關(guān)鍵詞：戰(zhàn)略成本管理 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 制造企業(yè) 應(yīng)用

一、關(guān)于戰(zhàn)略成本管理的概述

（一）戰(zhàn)略成本管理的內(nèi)涵

對(duì)于企業(yè)來講，制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略目標(biāo)，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體發(fā)展目標(biāo)的重要工作。而企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)的制定，需要進(jìn)行很多工作，并將其作為決策的依據(jù)，收集有價(jià)值的信息就是主要工作之一。如果此項(xiàng)工作無法有效完成，則會(huì)造成企業(yè)無法了解自身與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的優(yōu)劣，無法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本目標(biāo)，這樣就更不必說長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)了。那么，戰(zhàn)略成本管理到底指的是什么呢？實(shí)際上是指企業(yè)運(yùn)用成本管理技術(shù)，提高企業(yè)戰(zhàn)略地位，同時(shí)降低企業(yè)成本的管理過程。具體而言，戰(zhàn)略成本管理其實(shí)就是一個(gè)通過對(duì)投資立項(xiàng)、研發(fā)與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和銷售環(huán)節(jié)等整個(gè)鏈條進(jìn)行全方位監(jiān)控管理的過程，其重點(diǎn)是從戰(zhàn)略的視角對(duì)影響成本的因素進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)能夠有效降低成本的途徑，最終目標(biāo)是以此來營(yíng)造企業(yè)的持久競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。從另一個(gè)角度來講，企業(yè)的實(shí)際需求是企業(yè)能否實(shí)現(xiàn)最終戰(zhàn)略目標(biāo)的決定性因素。21世紀(jì)是信息時(shí)代，戰(zhàn)略成本管理工作無法脫離成本管理信息，而信息并不是固定不變的，所以，制造企業(yè)戰(zhàn)略成本管理也會(huì)隨之不斷變化。

（二）戰(zhàn)略成本管理的作用

從企業(yè)的角度出發(fā)，戰(zhàn)略成本管理的作用很大。

首先，戰(zhàn)略成本管理工作涉及的內(nèi)容比較全面，可以說對(duì)企業(yè)實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的方方面面均有所涉及，而且企業(yè)內(nèi)部組織管理無法限制，能夠從全局的角度掌控整個(gè)公司的運(yùn)行。

其次，戰(zhàn)略成本管理工作可以動(dòng)態(tài)地掌控企業(yè)的實(shí)際運(yùn)行。在進(jìn)行戰(zhàn)略目標(biāo)制定的過程中，內(nèi)外部環(huán)境因素都會(huì)被考慮，但是這部分因素并不可控，所以為了更好地保證戰(zhàn)略目標(biāo)制定的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)且充分地掌握企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境的變化，而戰(zhàn)略成本管理工作可以很好地解決這方面的問題，從這個(gè)角度看，作用很大。

二、戰(zhàn)略成本管理與傳統(tǒng)成本管理的比較分析

（一）傳統(tǒng)成本管理存在局限性

首先，對(duì)于傳統(tǒng)成本管理來講，其主要關(guān)注的內(nèi)容是如何降低企業(yè)內(nèi)部成本，而并沒有考慮保證企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的供應(yīng)商和顧客。傳統(tǒng)成本管理主要通過壓低材料采購價(jià)格降低成本，這樣只會(huì)造成與供應(yīng)商之間關(guān)系的僵化，很容易失去供應(yīng)商，同時(shí)也會(huì)失去向前整合的機(jī)會(huì)，進(jìn)而失去獲得進(jìn)一步降低成本的機(jī)會(huì)。另外，傳統(tǒng)成本管理一般將產(chǎn)品銷售至消費(fèi)者作為成本管理的最后環(huán)節(jié)，無法獲取精準(zhǔn)的產(chǎn)品信息，在一定程度上可能增加分銷和售后成本。

其次，傳統(tǒng)成本管理僅僅是單純的為了降低成本而降低成本，并沒有過多地考慮企業(yè)降低成本的根本目的。制造企業(yè)在實(shí)際運(yùn)行過程中，絕大多數(shù)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生成本支出，但是，并不是所有的環(huán)節(jié)成本都可以降低。比如，通過盲目縮減企業(yè)的研發(fā)開支，在很大程度上都會(huì)造成企業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)缺乏先進(jìn)性，無法進(jìn)行同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，從而失去市場(chǎng)。還有，通過降低企業(yè)質(zhì)量管控成本，極有可能發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，造成企業(yè)整體形象受損，這將直接影響企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，企業(yè)的工作重點(diǎn)必須向制定和貫徹競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略方面轉(zhuǎn)移。傳統(tǒng)成本管理片面追求成本節(jié)約，重視短期效益，這將大大削弱企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展能力。

最后，企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值的表現(xiàn)是能夠?yàn)轭櫩吞峁┍匾谋憷枨?，而企業(yè)的全部業(yè)務(wù)并不都可以創(chuàng)造價(jià)值，如生產(chǎn)出來的廢品，只會(huì)減少價(jià)值。企業(yè)成本管理需要對(duì)內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈進(jìn)行分析。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，企業(yè)面臨的是開放的、有競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境，通過了解行業(yè)價(jià)值鏈等因素可以更好地實(shí)施成本管理，做到“知己知彼”，這樣才能夠更加有效地實(shí)現(xiàn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)。同時(shí)，了解并分析競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的成本管理也是很重要的。企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)過程是傳統(tǒng)成本管理的主要對(duì)象，供應(yīng)和銷售很少考慮，而戰(zhàn)略成本管理對(duì)象則不同，涉及產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)生命周期。

（二）戰(zhàn)略成本管理較傳統(tǒng)成本管理優(yōu)勢(shì)明顯

相較于傳統(tǒng)成本管理，戰(zhàn)略成本管理優(yōu)勢(shì)明顯，主要體現(xiàn)在成本優(yōu)勢(shì)上，這也是其和傳統(tǒng)成本管理的主要區(qū)別。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的法則就是優(yōu)勝劣汰，制造企業(yè)要想更好的生存和發(fā)展，就必須通過加強(qiáng)成本管理，有效地降低成本。

首先，對(duì)于我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)來講，通過實(shí)施戰(zhàn)略成本管理，可以更加有效地促進(jìn)企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧管理工作，在保證整體利益的基礎(chǔ)上調(diào)整局部利益，保證長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的基礎(chǔ)上調(diào)整短期利益，同時(shí)可以通過改善實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況，提高企業(yè)的實(shí)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

其次，通過進(jìn)一步實(shí)施戰(zhàn)略成本管理，可以提升企業(yè)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力。通過不斷適應(yīng)外部環(huán)境，可以更多地獲取競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的信息，做到知己知彼，另外，通過運(yùn)用價(jià)值鏈分析法對(duì)目標(biāo)企業(yè)與上、下游企業(yè)之間關(guān)系進(jìn)行研究，可以達(dá)到共贏的目的。

最后，戰(zhàn)略成本管理的實(shí)施，能夠有效地更新傳統(tǒng)成本管理理念，在保證成本最小化的基礎(chǔ)上，提高企業(yè)資源的利用率，獲得更多的使用價(jià)值，使得企業(yè)在資源一定的情況下，充分開發(fā)和利用這部分資源。當(dāng)然，對(duì)于企業(yè)的管理者也是有一定要求的，那就是需要企業(yè)管理者從整體角度進(jìn)行成本管理工作，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體戰(zhàn)略發(fā)展提供必要的支持。

三、實(shí)施戰(zhàn)略成本管理過程中需要特別注意的問題

從我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)的實(shí)際情況來看，實(shí)施戰(zhàn)略成本管理的基礎(chǔ)是保證產(chǎn)品的質(zhì)量需要符合要求，同時(shí)企業(yè)需要不斷地適應(yīng)外部環(huán)境的變化，與時(shí)俱進(jìn)，并且需要重點(diǎn)關(guān)注以下問題。

（一）需要重點(diǎn)關(guān)注企業(yè)與上、下游之間的價(jià)值鏈關(guān)系

從管理對(duì)象來看，管理范圍不同，戰(zhàn)略成本管理對(duì)象涉及范圍較廣，涉及成本全方位的管理，而傳統(tǒng)成本管理對(duì)象的范圍相對(duì)較為狹窄，主要涉及企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)過程，所以，企業(yè)在實(shí)施戰(zhàn)略成本管理過程中需要重點(diǎn)關(guān)注價(jià)值鏈的開發(fā)和運(yùn)用。那么，如何做到呢？第一，需要企業(yè)必須了解自身內(nèi)部的價(jià)值鏈，將非增值作業(yè)和增值作業(yè)加以區(qū)分，盡最大可能消除非增值作業(yè)；第二，需要了解企業(yè)自身的位置，然后通過強(qiáng)化上、下游價(jià)值鏈之間的關(guān)聯(lián)和溝通，以保證供應(yīng)過程與銷售過程的成本管理；第三，需要了解競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的價(jià)值鏈，通過運(yùn)用SWOT分析法，分析自身的劣勢(shì)和優(yōu)勢(shì)，不斷地強(qiáng)化自身。

（二）需要更新成本管理觀念，完成由傳統(tǒng)成本管理向戰(zhàn)略成本管理的過渡

從目前我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況來看，傳統(tǒng)成本管理模式仍然是主要的成本管理方式，而這存在著嚴(yán)重的局限性，僅是為了達(dá)到降低成本的目的而降低成本，并不能達(dá)到成本管理的目的。而這種情況的主要原因就是成本管理觀念不到位造成的，因此，需要我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)更新成本管理觀念，完成由傳統(tǒng)成本管理向戰(zhàn)略成本管理的過渡。

（三）進(jìn)一步加強(qiáng)和推進(jìn)企業(yè)文化建設(shè)工作

從企業(yè)發(fā)展的角度來講，企業(yè)文化的建設(shè)和延續(xù)是企業(yè)發(fā)展之源，是企業(yè)價(jià)值理念的重要組成部分，能夠影響各項(xiàng)職能的實(shí)現(xiàn)和發(fā)揮，同時(shí)可以制s企業(yè)的管理措施和政策。因此，加強(qiáng)企業(yè)文化建設(shè)工作是我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)實(shí)施戰(zhàn)略成本管理工作的重點(diǎn)。這樣可以提升員工的工作環(huán)境和積極性，促進(jìn)其自覺節(jié)約成本，為企業(yè)實(shí)施戰(zhàn)略成本管理工作打下基礎(chǔ)。

（四）加強(qiáng)部門間的溝通與交流

對(duì)于企業(yè)的運(yùn)營(yíng)來講，信息的有效傳遞是企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，因此，企業(yè)各部門之間應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)溝通交流，對(duì)于主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)建立必要的信息資源共享機(jī)制或平臺(tái)，保證企業(yè)內(nèi)部信息能夠及時(shí)且有效地傳遞到各個(gè)部門及各個(gè)環(huán)節(jié)，為企業(yè)實(shí)施戰(zhàn)略成本管理工作提供必要的信息數(shù)據(jù)，保證決策的準(zhǔn)確性。

四、結(jié)語

在我國的傳統(tǒng)成本管理過程中，降低成本被認(rèn)為是企業(yè)成本管理的目標(biāo)，而且手段就是節(jié)約。當(dāng)然，節(jié)約可以降低成本，但這只是手段之一。隨著相關(guān)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，僅僅依靠節(jié)約來降低成本，已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展需求了，新的管理理念也逐漸誕生并快速發(fā)展，那就是戰(zhàn)略成本管理理念?！爸С鲎钌俚某杀?，獲取最多的使用價(jià)值，得到最多的利潤(rùn)”，這才是現(xiàn)代成本管理的目的。隨著戰(zhàn)略成本管理的發(fā)展，其發(fā)揮的積極作用已經(jīng)越來越明顯，能夠進(jìn)一步突破傳統(tǒng)成本管理的局限，從企業(yè)內(nèi)部擴(kuò)展到外部，同時(shí)能夠把握成本管理的真諦，通過戰(zhàn)略定位、價(jià)值鏈分析等手段降低成本，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

（作者單位：中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司）

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤腔空氣系統(tǒng)瞬態(tài)仿真研究

【摘 要】空飫淙聰?shù)蛷貚栔q個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，在熱端部件的隔熱與冷卻、葉尖間隙控制、腔室封嚴(yán)、等方面起著極為重要的作用，直接決定著航空發(fā)動(dòng)機(jī)能否安全可靠地工作。渦輪盤腔是空氣系統(tǒng)的重要組件，對(duì)渦輪盤的冷卻性能有顯著的影響。本文應(yīng)用Flowmaster對(duì)某型燃?xì)廨啓C(jī)渦輪盤腔進(jìn)行了仿真，對(duì)該渦輪盤腔設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】航空發(fā)動(dòng)機(jī)；空氣系統(tǒng)；仿真

0 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)的二次空氣系統(tǒng)主要用去冷卻封嚴(yán)發(fā)動(dòng)機(jī)部件[1]，其主要結(jié)構(gòu)包括孔口、篦齒封嚴(yán)、以及特定的腔室結(jié)構(gòu)等。本文的計(jì)算方法基于Miller[2]博士的理論，應(yīng)用商業(yè)軟件Flowmaster對(duì)瞬態(tài)條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)部件渦輪盤前腔進(jìn)行了仿真計(jì)算。

1 計(jì)算模型

如圖1所示，選取某型燃?xì)廨啓C(jī)渦輪盤前腔建立計(jì)算模型，對(duì)盤腔的瞬態(tài)特性進(jìn)行分析。在Flowmaster中搭建盤腔的"準(zhǔn)二維"計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。

計(jì)算模型如圖2（左）所示。流路系統(tǒng)中包含一個(gè)進(jìn)口（渦輪盤前腔氣流進(jìn)口）和一個(gè)出口（渦輪前腔出口），流動(dòng)方向?yàn)檠貜较蛳蛲?。將盤腔出口簡(jiǎn)化為阻力損失元件。出口間隙的系數(shù)由Flowmaster數(shù)據(jù)庫以及經(jīng)驗(yàn)公式提供。

以渦輪盤旋轉(zhuǎn)軸為Y軸零坐標(biāo)。為充分考慮盤腔幾何外形對(duì)于氣體流動(dòng)的影響，將盤腔劃分為8個(gè)小的腔室，每個(gè)腔室盡可能調(diào)整為矩形。盤腔內(nèi)的節(jié)點(diǎn)及元件分布如2（右）所示。

計(jì)算過程中應(yīng)用到的元件的尺寸參數(shù)及計(jì)算參數(shù)如下。

封嚴(yán)篦齒：直齒，流通面積0.0006m2，篦齒封嚴(yán)間隙0.6mm，封嚴(yán)齒距5mm，齒數(shù)7，封嚴(yán)齒寬0.5mm。

出口間隙：流通面積0.0001m2。

2 邊界條件及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速如圖3所示，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)至運(yùn)行穩(wěn)定的過程。其中，0時(shí)刻為計(jì)算開始時(shí)間，并非發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)刻。進(jìn)出口條件如圖4所示。盤腔邊界為絕熱。

3 計(jì)算結(jié)果

計(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)取為0.1s，計(jì)算總時(shí)間為120s。其他控制收斂的參數(shù)根據(jù)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

圖5給出發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)（110s）盤腔內(nèi)的總溫分布。由圖中數(shù)據(jù)可知，盤腔內(nèi)節(jié)點(diǎn)的溫度沿徑向向外升高，并且越是靠近盤腔外側(cè)，節(jié)點(diǎn)溫度升高的越明顯。引起溫度升高的主要原因是右側(cè)高速旋轉(zhuǎn)的渦輪盤對(duì)氣流的加速作用。

盤腔出口體積流量如圖6所示，隨發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口壓力的提升，流經(jīng)盤腔的空氣流量逐漸增加。盤腔內(nèi)其典型節(jié)點(diǎn)的總壓分布如圖7所示。從計(jì)算結(jié)果中可以看出，冷卻氣流流過篦齒封嚴(yán)，壓力降低。節(jié)點(diǎn)11到節(jié)點(diǎn)7之間流動(dòng)，壓力降低，總溫升高。由于右側(cè)旋轉(zhuǎn)盤對(duì)氣流的加速作用，節(jié)點(diǎn)7到4之間，冷卻氣流的總溫和總壓同時(shí)升高。同時(shí)，由于盤腔的加速作用有限，各點(diǎn)的壓力相差不是很大。

Flowmaster將盤腔簡(jiǎn)化為“準(zhǔn)二維”模型，通過將盤腔離散為多個(gè)小的部件來完成盤腔的仿真計(jì)算。經(jīng)由一維計(jì)算，可以求得盤腔內(nèi)不同徑向位置的壓力、溫度、渦流強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。該方案能夠較好將盤腔融入一維網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且能夠考慮盤腔幾何外形以及盤腔內(nèi)離心效應(yīng)的影響。相對(duì)于三維數(shù)值仿真，該方案極大的減少了計(jì)算量。對(duì)于搭建完整的空氣系統(tǒng)仿真方案，具有一定的指導(dǎo)意義。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝分析

摘 要：隨著科技的進(jìn)步， 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的加工制造也日趨復(fù)雜。本文在分析某航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：錐形鈑金件拉伸成形；變形控制；工藝分析

航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸是拉伸成形的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。在某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造的過程中所遇到的某一航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件，其主材采用的是高溫合金，材料的厚度為1±0.1mm，對(duì)拉伸成形的精度要求很高。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件拉伸成形后最薄處板材的厚度減小量不得超過原材料厚度的10%。在傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸后會(huì)導(dǎo)致錐形鈑金件的型面變形較大，從而嚴(yán)重影響拉伸完成后的航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸精度。為提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸效果，需要根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸特點(diǎn)使用新型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸加工工藝。

1.傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸過程中所存在的問題

在傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸效果差的主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸時(shí)所采用的板材在各批次之間的性能上有所差異，致使在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸進(jìn)行拉伸加工時(shí)需要對(duì)每一批次的板材進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試出拉伸板材的壓邊力，而這一方式將會(huì)造成極大的材料浪費(fèi)，也不利于提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸效率和拉伸精度。

（2）在航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸加工中，由于缺乏板材拉伸效果的研究從而無法對(duì)材料的塑性變形趨勢(shì)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，從而導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸在拉伸加工中，容易導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸出現(xiàn)凸包、轉(zhuǎn)接處出現(xiàn)滑移等缺陷，從而導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸后的型面精度出現(xiàn)超差影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸的使用。因此，在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸進(jìn)行拉伸加工的過程中需要改進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝，做好對(duì)于錐形鈑金毛坯件拉伸工藝的優(yōu)化，從拉伸操作、航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸模具結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)等方面入手，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸質(zhì)量。

2.某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝分析

某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件在進(jìn)行拉伸工藝和拉伸模具設(shè)計(jì)時(shí)需要以航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的錐形相對(duì)高度、航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的相對(duì)錐頂直徑和板材的厚度等稻葑魑基礎(chǔ)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸中，對(duì)于不同的錐形件需要采用不同的拉伸參數(shù)。根據(jù)錐度的不同可以將航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件分為淺錐形件、中等深度錐形件和深度錐形件等多種形式，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件深度的不同需要設(shè)計(jì)出不同的拉伸工藝。某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件采用的錐度是26°，這一錐度的航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件在拉伸的過程中存在著拉伸變形量較差、復(fù)彈度較大等的特點(diǎn)，針對(duì)這一特點(diǎn)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸過程中需要采用更大的壓邊力。此外，其在拉伸的過程中容易因航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的毛坯處于懸空的狀態(tài)而導(dǎo)致拉伸失穩(wěn)起皺等的缺陷，針對(duì)這一特性，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸過程中需要采用較大的壓邊力。

在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的毛坯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要將航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的毛坯件設(shè)計(jì)成同心圓毛坯件。這是根據(jù)拉伸面料等面積變形的原理，加之對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件進(jìn)行拉伸時(shí)需要采用由內(nèi)向外兩方向進(jìn)行雙向進(jìn)料拉伸，因此需要將航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的毛坯料選擇成同心圓毛坯件形式。

對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件拉伸模具的設(shè)計(jì)時(shí)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸模具采用的是普通拉伸結(jié)構(gòu)，在這普通的拉伸結(jié)構(gòu)中加設(shè)了一些限制毛坯料活動(dòng)的厚墊塊以及一些限制毛坯料拉伸高度的限位塊。航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸模具包含上模板、凹/凸模、壓邊圈等。在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件進(jìn)行拉伸時(shí)，第一階段需要高度限制塊用以對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件毛坯料拉伸高度的精確控制。完成了第一階段的拉伸后，需要采用活動(dòng)限制料厚墊塊來保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸中毛坯料從外緣處順利進(jìn)料，從而完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件直壁部分的拉伸，同時(shí)采用這一拉伸方式能夠有效地避免航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件轉(zhuǎn)接處的滑移缺陷。

在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件進(jìn)行拉伸工藝設(shè)計(jì)時(shí)，為了最大限度地做好對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件毛坯料從內(nèi)外徑走料量的控制，避免在航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的轉(zhuǎn)接R處拉伸過程中出現(xiàn)滑移而導(dǎo)致“雙轉(zhuǎn)接”痕跡問題，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝的設(shè)計(jì)中需要加強(qiáng)對(duì)于毛坯料塑性變形量的精確控制。拉伸方案設(shè)計(jì)時(shí)采用一套模具兩階段的拉伸方案。在第一階段首先采用較大的壓邊力用對(duì)毛坯料進(jìn)行壓死，避免毛坯料從外緣處走料，將航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件在第一階段的拉伸變形控制為翻邊。航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的塑性變形依靠?jī)?nèi)孔變大來進(jìn)料。在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件毛坯料進(jìn)行拉伸時(shí)第一階段的塑性變形區(qū)都應(yīng)當(dāng)處于拉應(yīng)力變形狀態(tài)，處于拉應(yīng)力變形狀態(tài)有利于降低材料的復(fù)彈量，從而實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸精度的提升。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件第一次的拉伸高度確定為與轉(zhuǎn)接R拉伸出時(shí)的量為宜。如超出這一拉伸量容易造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件內(nèi)孔拉伸塑性變形從而產(chǎn)生內(nèi)孔拉裂的缺陷。航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件毛坯料第二階段的拉伸需要對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的直壁部分進(jìn)行拉伸，這一階段的拉伸主要依靠的是毛坯料外部走料塑性變形，變形方式為拉伸。在這一階段為了做好對(duì)于拉伸變形精度的控制，確保毛坯件的邊緣為變形區(qū)，需要在毛坯料拉伸時(shí)增加限制料厚的活動(dòng)限位板，將4塊限位板均勻地放置于凹模的壓邊圈內(nèi)。限位塊宜采用與毛坯料相同的材質(zhì)。通過上述兩個(gè)階段的拉伸將能夠確保在航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸區(qū)并未失穩(wěn)起皺的情況下使得材料能夠從外緣區(qū)域順利地進(jìn)入到凹模區(qū)域，并最終完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸。新航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝核心是通過適當(dāng)?shù)靥砑踊顒?dòng)限制控制塊的方式來對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸變形區(qū)的變形量與變形應(yīng)力進(jìn)行控制。通過此種航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸工藝的改進(jìn)能夠有效地對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件毛坯料的塑性變形進(jìn)行精確地控制，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸精度。

結(jié)語

本文在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸難點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何通過工藝改進(jìn)的方式提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)錐形鈑金件的拉伸精度，確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中Pxi測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：文章對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中Pxi測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，根當(dāng)前的實(shí)際情況，提升發(fā)動(dòng)機(jī)各性能參數(shù)測(cè)試的準(zhǔn)確性及有效性。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；Pxi測(cè)試系統(tǒng)；應(yīng)用；分析

在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的環(huán)境形勢(shì)下，航空行業(yè)的整體發(fā)展勢(shì)頭也非常迅猛。在航空事業(yè)的發(fā)展過程中，其自身的質(zhì)量以及安全穩(wěn)定性能非常重要，不僅對(duì)行業(yè)事業(yè)整體發(fā)展有非常重要的影響，而且對(duì)人們的出行安全也提供了良好的保障。航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛行器的心臟，亦是其最主要的部分，其性能能夠直接對(duì)飛行器的品質(zhì)起到?jīng)Q定性作用。地面試車臺(tái)進(jìn)行的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能、功能試驗(yàn)的準(zhǔn)確性、可靠性，是保障發(fā)動(dòng)機(jī)安全穩(wěn)定性的有力基礎(chǔ)。

1 Pxi測(cè)試系統(tǒng)

1987年，VXI誕生，其IEEE1014-1987在當(dāng)時(shí)可以說是非常先進(jìn)的PC總線，在某種程度上，加速了全球PC工業(yè)的整體發(fā)展。在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展的形勢(shì)下，各個(gè)領(lǐng)域都取得了良好的成效，PC工業(yè)的發(fā)展也同樣取得了進(jìn)步。在實(shí)際操作過程中，可以看出，在PC插卡的基礎(chǔ)上，這種數(shù)據(jù)采集板形勢(shì)在經(jīng)過不斷的發(fā)展和改革創(chuàng)新形勢(shì)下，已經(jīng)發(fā)展為PCI總線的模塊化自動(dòng)測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)，成為一種全新的測(cè)試平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。這種儀器系統(tǒng)在實(shí)際操作過程中，可以說是PCI擴(kuò)展的一種通用性測(cè)試系統(tǒng)總線，不僅能夠保證自動(dòng)化系統(tǒng)在日常操作過程中的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性，而且能夠減少成本。

經(jīng)過一段時(shí)期的發(fā)展，Pxi技術(shù)逐漸成為自動(dòng)化測(cè)試以及控制的主流平臺(tái)之一，Pxi測(cè)試技術(shù)不僅擁有高通道數(shù)據(jù)采集，而且能夠?qū)y(cè)試信號(hào)進(jìn)行切實(shí)有效的混合，這樣不僅能夠從根本上保證試驗(yàn)效果的準(zhǔn)確性和有效性，而且能夠?qū)⑵渥陨淼膽?yīng)用效果充分發(fā)揮出來[1]。Pxi技術(shù)可以說是國防以及航空航天測(cè)控應(yīng)用當(dāng)中非常重要的主導(dǎo)技術(shù)之一。對(duì)各類測(cè)控設(shè)備的數(shù)字化、智能化以及綜合化等科技水平的高要求，無形當(dāng)中加速了高性能Pxi測(cè)控產(chǎn)品以及系統(tǒng)級(jí)的整體方案的創(chuàng)新。將計(jì)算機(jī)PCI總線擴(kuò)展到儀器作為Pxi技術(shù)的整體發(fā)展思路，將PC以及與其相關(guān)的各個(gè)硬件自身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)充分發(fā)揮出來。這樣不僅能夠滿足航空航天在實(shí)際操作過程中的任何測(cè)試或者是系統(tǒng)的測(cè)量，而且能夠?qū)崿F(xiàn)未來自動(dòng)化工業(yè)測(cè)試的發(fā)展趨勢(shì)[2]。

2 Pxi技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

2.1 機(jī)械性能良好

Pxi技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了將其自身的作用盡可能發(fā)揮出來，在實(shí)際操作過程中，將PC技術(shù)、儀器技術(shù)以及歐卡機(jī)械規(guī)范進(jìn)行有效的結(jié)合，這樣不僅能夠具備軟件的整體運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，而且能夠保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的速度和效率，盡可能保證系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間被有效縮短。Pxi測(cè)試系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠從根本上有利于系統(tǒng)升級(jí)的模塊化設(shè)計(jì)和處理，在無形當(dāng)中增加了特殊冷卻以及相對(duì)應(yīng)的環(huán)境要求，提供了兩種與標(biāo)準(zhǔn)PCI系統(tǒng)相互操作的方法。這樣不僅能夠保證其自身在實(shí)際操作過程中的穩(wěn)定性和有效性，而且能夠盡可能集中冷卻和電磁兼容性能[3]。另外，Pxi測(cè)試系統(tǒng)在自身的操作過程中，其自身所需要投入的成本比較低，有利于集成，其自身的靈活性也比較良好，所以優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)比較多，有利于維護(hù)系統(tǒng)工作壽命期限內(nèi)的成本。

2.2 電氣性能良好

Pxi測(cè)試系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用過程中，可以說是保持了基本上PCI總線的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)增加了一個(gè)100MHz差分系統(tǒng)時(shí)鐘、差分信號(hào)和差分星形觸發(fā)，來滿足高級(jí)定時(shí)和同步的需要。在實(shí)際操作過程中，其自身具有一定的公共觸發(fā)線、星形觸發(fā)總線、以及本地總線等等，這些總線不僅能夠在實(shí)際操作過程中，對(duì)其起到良好的輔助性作用，而且能夠促使其自身的電氣性能達(dá)到良好的標(biāo)準(zhǔn)。另外，高性能的I/O曹位很多，具有即插即用儀器的驅(qū)動(dòng)程序在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠盡可能滿足定時(shí)的準(zhǔn)確性和有效性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)同步旁帶通訊的整體需求。不僅能夠從根本上符合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的整體堅(jiān)固設(shè)計(jì)要求，而且能夠?qū)⑵渥陨淼挠绊懞妥饔贸浞职l(fā)揮出來[4]。

3 Pxi測(cè)試系統(tǒng)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中的應(yīng)用

3.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的過程中，將Pxi測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用其中，不僅能夠從根本上提高測(cè)試結(jié)果的有效性，而且能夠保證對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的測(cè)試。航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)主要包括穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩個(gè)方面。首先，對(duì)直流電壓與交流電壓之間的有效值信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，比如直流為正負(fù)極10V，變流為36V，交流就是115V。其次，對(duì)電阻值參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，比如利用電纜來對(duì)電阻進(jìn)行識(shí)別，對(duì)電阻的絕緣性、導(dǎo)通性等等，就要詳細(xì)分析和研究。另外，對(duì)于頻率信號(hào)也要進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)試，比如交流電源自身的頻率、基準(zhǔn)信號(hào)等等，這些都是在試驗(yàn)測(cè)試過程中非常重要的參數(shù)，能夠直接對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)起到一定的影響和作用。時(shí)序信號(hào)也是試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)當(dāng)中必不可少的一項(xiàng)重要部分，比如一些起動(dòng)信號(hào)、停車時(shí)間等等，這些都能夠提供非常重要的參數(shù)作為依據(jù)。

3.2 Pxi模塊

溫度采集：溫度參數(shù)采集一般選用采用SCXI1503（16通道采集輸出，用于普通熱電阻溫度采集）以及SCXI1112（8通道采集輸出，用于熱電偶溫度采集）采集。

轉(zhuǎn)速采集：一般采用SCXI1126（8通道采集輸出）進(jìn)行采集。

壓力采集：壓力參數(shù)一般采用SCXI-1102B（32通道模擬量采集變換）配合壓力變送器使用。

電壓、電流采集： SCXI-1102B（32通道模擬量擬量采集輸出）配合電量、電壓變送器使用。

配置windows操作系統(tǒng)的嵌入式Pxi控制器專為滿足測(cè)試、測(cè)量和控制系統(tǒng)的苛刻要求而設(shè)計(jì)。它們配備的最新處理器選件被安放在專門設(shè)計(jì)的堅(jiān)固結(jié)構(gòu)中，適合在寬廣溫度范圍以及高沖擊和振動(dòng)環(huán)境中運(yùn)作。最佳CPU性能、堅(jiān)固結(jié)構(gòu)、高可靠性和長(zhǎng)期可用性的結(jié)合讓Pxi嵌入式控制器成為適合Pxi系統(tǒng)的理想控制選件。通過SCXI信號(hào)調(diào)理對(duì)結(jié)合Pxi采集器對(duì)頻率信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)分析和研究的時(shí)候，將Pxi測(cè)試系統(tǒng)科學(xué)合理的應(yīng)用其中，不僅能夠從根本上對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的測(cè)試分析，而且能夠保證測(cè)試結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性，并能夠保證測(cè)試系統(tǒng)的高可靠性及長(zhǎng)期可用性。

作者簡(jiǎn)介：徐杰明，男，漢族，本科。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣類零件的變形控制研究

摘 要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)已被我國列入十三五重大專項(xiàng)，航空制造業(yè)的發(fā)展對(duì)我國建設(shè)強(qiáng)大的國防具有重大意義。機(jī)匣類零件作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，起到了包容、承力、連接的重要作用，其加工技術(shù)也是航空零部件制造中的一個(gè)難點(diǎn)。本文主要研究了航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣類零件的加工制造，闡述了機(jī)匣類零件的加工難點(diǎn)和易產(chǎn)生的問題，結(jié)合了生產(chǎn)科研實(shí)踐，著重研究并探討了幾種機(jī)匣類零件變形控制的方法。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；機(jī)械加工；機(jī)匣類零件；變形控制

一、航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣簡(jiǎn)介

航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)制造業(yè)皇冠上的明珠，其生產(chǎn)制造覆蓋材料、冶金、機(jī)械加工、熱處理、特種工藝等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域，是一個(gè)國家工業(yè)水平的體現(xiàn)，被譽(yù)為“國之重器”。航空發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣道，低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪、尾噴口等幾大單元體組成。其中壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪等核心部件又由機(jī)匣殼體、內(nèi)環(huán)零件和葉片組成。機(jī)匣零件作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要零件，為整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)提供了一個(gè)封閉的空間，保證氣流順利進(jìn)入，被壓縮升壓、充分燃燒、膨脹做功、排出后形成推力。機(jī)匣將航空發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)單元進(jìn)行連接，形成整機(jī)；為控制系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等搭建了一個(gè)互相連接的整體。航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣按照結(jié)構(gòu)可以分為整體機(jī)匣、對(duì)開機(jī)匣、異形機(jī)匣、附件機(jī)匣、帶有整流直板的機(jī)匣幾大類。機(jī)匣根據(jù)其使用部位不同，所用材料也不同，壓氣機(jī)部分工作溫度較低，一般采用鈦合金，渦輪部分由于氣體經(jīng)過燃燒室后溫度大幅升高，一般采用高溫合金進(jìn)行制造。

二、航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣制造難點(diǎn)

隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化和使用指標(biāo)的不斷提高，新一代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)越來越追求高推重比和低油耗。這就要求各級(jí)零部件的重量盡可能的輕。故機(jī)匣類零件的壁厚一般都在1.5mm～3mm之間，而機(jī)匣類零件的直徑大都在600mm～1000mm，屬于大型薄壁類零件，因此在加工過程中極易產(chǎn)生變形，而且由于其使用功能的要求，往往具有復(fù)雜的構(gòu)型和嚴(yán)格的尺寸及形位公差，在加工過程中不容易合格。同時(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件很多采用鎳基高溫合金制造，這種合金硬度高，不易加工，加之有時(shí)毛料余量大且不均勻，會(huì)在機(jī)加過程中產(chǎn)生大量的內(nèi)應(yīng)力，在后續(xù)的加工和存放過程中應(yīng)力釋放，導(dǎo)致零件變形，經(jīng)常出現(xiàn)工序中檢驗(yàn)合格但在精加工或最終檢驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)尺寸不合格的現(xiàn)象。

三、機(jī)匣類零件變形控制研究

1.增加去應(yīng)力熱處理工序

機(jī)匣類零件毛料多為圓環(huán)鍛件，加工余量較大，原材料去除率往往高達(dá)80%以上，尤其是粗加工階段，零件去除的余量是最多的，而粗加工要求尺寸精度較低，且采用的切削參數(shù)較大，刀具在切削時(shí)產(chǎn)生了大量的切削力，這就造成了零件內(nèi)部產(chǎn)生了大量的內(nèi)應(yīng)力，而此時(shí)零件距離最終狀態(tài)還有很多余量，零件剛性較好，這些內(nèi)應(yīng)力不能使零件產(chǎn)生變形，隨著零件加工過程的深入，零件壁厚變得越來越薄，這時(shí)粗加工時(shí)產(chǎn)生的切削力逐漸釋放出來而導(dǎo)致零件變形。因此，在粗加工之后，及時(shí)釋放零件應(yīng)力非常有必要。零件可以通過自然時(shí)效進(jìn)行去應(yīng)力，但是自然時(shí)效所需的周期很長(zhǎng)，往往無法滿足零件的生產(chǎn)進(jìn)度。這時(shí)可以采取熱處理的方式去消除零件的殘余內(nèi)應(yīng)力。去應(yīng)力熱處理的溫度較低，因此在整個(gè)熱處理的過程中不會(huì)使金屬組織發(fā)生相變，在零件的保溫和逐漸冷卻過程中，零件的內(nèi)應(yīng)力得到釋放。去應(yīng)力熱處理之后，零件端面一般會(huì)產(chǎn)生1mm～1.5mm的變形，需要安排一道修基準(zhǔn)工序?qū)⒘慵嗣嫘奁?。值得注意的是，增加去?yīng)力熱處理要充分考慮零件的變形量，否則零件變形過大，零件所剩加工余量小于零件的變形量會(huì)導(dǎo)致零件無法加工合格。

2.改進(jìn)工裝夾具

機(jī)匣類零件大多數(shù)為環(huán)形件，因此需要大量的車加工，在車床上典型的裝夾方式有壓緊，夾緊和漲緊。在進(jìn)行粗車加工時(shí)零件往往采用四爪卡盤進(jìn)行夾緊或漲緊，在精車加工中大多采用壓緊的方式，相比較而言，壓緊的方式不容易產(chǎn)生內(nèi)力，因此從消除內(nèi)應(yīng)力的角度考慮，在半精加工中還是盡可能多地采用壓緊的方式。對(duì)于高度100mm以上，直徑800mm以上，最小壁厚2mm以下的大型薄壁機(jī)匣往往需要采用在夾具上增加輔助支撐的方式來減少零件的加工變形。輔助支撐塊多需要采用橡膠材料，有一定的硬度但又不會(huì)擠傷零件表面。輔助支撐大多需要至少8點(diǎn)以上進(jìn)行支撐，8個(gè)支撐塊均勻地分布在零件的圓周方向上。在使用時(shí)需要注意的是支撐力不能過大，否則會(huì)使零件產(chǎn)生變形，效果適得其反，為保證輔助支撐力恰到好處，可以先用百分表找正零件圓周，然后使用限力扳手移動(dòng)一個(gè)輔助支撐塊至零件表面，當(dāng)百分表指針剛要變化時(shí)記錄限力扳手所用的力，這樣在移動(dòng)其他輔助支撐塊時(shí)使用同樣的力就能達(dá)到支撐零件且零件不變形的狀態(tài)，增加輔助支撐可以機(jī)匣最“薄弱”的結(jié)構(gòu)上增加強(qiáng)度，減少零件在加工過程中的震動(dòng)，讓刀等現(xiàn)象，有效減少了機(jī)匣的變形。

3.優(yōu)化走刀路線和加工余量分配

優(yōu)化車加工的走刀路線對(duì)提升零件變形控制有較大作用。對(duì)于加工余量較大和易變形的零件可以采取多層走刀，不要將所有余量一次去除。車加工零件輪廓時(shí)不要采取單獨(dú)加工完成零件一側(cè)表面后再進(jìn)行另一側(cè)加工的方式，而是應(yīng)采用內(nèi)外表面交替去除余量的方式進(jìn)行加工。在加工兩個(gè)相鄰表面時(shí)可以采取相對(duì)，相背的方式進(jìn)行加工。工程師在編制數(shù)控程序時(shí)不能單純地考慮工人加工和測(cè)量的方便，還要從全局考慮零件所承受的切削力的狀態(tài)來安排走刀路線，將機(jī)匣的變形控制在最小程度。

加工余量的分配在機(jī)匣加工中非常重要，好的余量分配可以使機(jī)匣的各個(gè)部分在整個(gè)加工過程中受力均勻，避免局部切削力過大而產(chǎn)生變形。零件的大部分余量去除都發(fā)生在粗車階段，而粗車加工多采用普通機(jī)床設(shè)備進(jìn)行加工，又要兼顧效率，所以粗車加工的型面設(shè)計(jì)地相對(duì)簡(jiǎn)單，但也要盡可能地接近零件最終輪廓表面以避免精加工余量過大，產(chǎn)生過多的切削力。還可以在粗車加工之后，精車加工之前加入半精車加工，將零件的輪廓形狀加工出來。一般而言粗車留給半精車加工單邊1mm～1.5mm余量，半精車留給精車單邊0.5mm～1mm余量。

4.采用電化學(xué)加工去余量

電化學(xué)加工利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽極溶解去除金屬表面材料。通過電化學(xué)加工去除余量的優(yōu)點(diǎn)是沒有切削力產(chǎn)生，因此零件不易產(chǎn)生變形和內(nèi)應(yīng)力。整個(gè)加工過程電極作為陰極，被加工零件作為陽極，工件和電極之間保持0.1mm～1mm的加工間隙，電解液不斷以高速從間隙中流過，帶走零件（陽極）溶解的產(chǎn)物，同時(shí)帶走電流產(chǎn)生的熱量。電化學(xué)加工加工范圍較廣，而且生產(chǎn)效率高，一般為傳統(tǒng)機(jī)械加工的5～10倍。加工后的表面質(zhì)量較好。電化學(xué)加工的精度低，多用于粗加工去余量，因其沒有切削力，可以利用在薄壁機(jī)匣去余量加工，可有效消除由于切削力過大導(dǎo)致的機(jī)匣變形。該方法的缺點(diǎn)是設(shè)備資金投入較大，而且會(huì)產(chǎn)生污染，需要做好污染處理。

結(jié)語

機(jī)匣類零件變形控制是一個(gè)涉及到多種因素的復(fù)雜工程，需要從毛料材質(zhì)、工藝路線、加工參數(shù)、零件裝夾、熱處理工藝等方面多重考慮。機(jī)匣變形的控制方法隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展也在不斷增加和提升，無人干預(yù)加工，高速切削，新型刀具和更優(yōu)化的數(shù)控編程方式的應(yīng)用都能使得機(jī)匣的變形得到更好的控制。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障問題研究

摘 要：某航空發(fā)動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)過程中重復(fù)出現(xiàn)了軸承故障。為降低軸承的故障率，我們開展了對(duì)軸承故障問題的研究。將生產(chǎn)過程中常見軸承故障分為3類：軸承表面劃傷、磕傷故障；軸承銹蝕故障；軸承試車后壓坑、麻點(diǎn)故障。本文介紹這3類故障的形貌特點(diǎn)，為軸承故障的分析提供一定的思路；分析3類軸承故障產(chǎn)生的原因，針對(duì)性制定防護(hù)措施，達(dá)到降低軸承故障率的目標(biāo)，減少經(jīng)濟(jì)損失，提高外場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用可靠性。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；軸承故障；防護(hù)措施

某航空發(fā)動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)過程中重復(fù)性地出現(xiàn)軸承故障問題。軸承故障問題的發(fā)生，既增加發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量成本、帶來因軸承報(bào)廢造成的額外工作費(fèi)用，又耽誤了發(fā)動(dòng)機(jī)的交付進(jìn)度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)及軸承外場(chǎng)使用的可靠性。因此，有效降低軸承故障發(fā)生率非常重要。

1.常見軸承故障種類

將近些年生產(chǎn)過程中的軸承故障問題匯總梳理，根據(jù)軸承常見故障形貌特點(diǎn)將某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承故障種類分為以下3類：軸承表面劃傷、磕傷故障；軸承銹蝕故障；軸承試車后壓坑、麻點(diǎn)故障。

（1）軸承表面劃傷、磕傷故障

軸承跑道出現(xiàn)異物拖動(dòng)造成的規(guī)則性軸向長(zhǎng)條劃傷，一般伴有滾動(dòng)體出現(xiàn)軸向旋轉(zhuǎn)劃傷出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)具有一定深度。

（2）軸承銹蝕故障

軸承跑道、滾動(dòng)體表面形成坑狀銹蝕或面積較大的淺表性腐蝕，銹蝕故障形貌一般呈點(diǎn)狀或片狀。

（3）軸承試車后壓坑、麻點(diǎn)故障

軸承壓坑故障形貌一般為圓形凹坑，有集中發(fā)生特性，會(huì)出現(xiàn)大壓坑邊緣有小壓坑的現(xiàn)象；麻點(diǎn)故障形貌為黑色細(xì)小點(diǎn)狀凹坑，直徑一般在0.2mm以下，有擴(kuò)散發(fā)生特性，表面拋修后成縱深形分支狀擴(kuò)散。

2.軸承故障原因分析

經(jīng)過資料的查閱比對(duì)，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析3類軸承故障的原因。

（1）軸承表面劃傷、磕傷故障原因分析

某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承一般采用分體軸承，在裝配過程中合套，而由于軸承的游隙非常小，在軸承裝配過程中滾棒沒有收到位，會(huì)造成軸承劃傷；在大組件裝配過程中的同軸度未對(duì)正，會(huì)造成軸承劃傷；在軸承測(cè)量過程中，一些表面尖銳的測(cè)具與軸承工作面接觸時(shí)，會(huì)造成軸承工作面劃傷；另外，在軸承裝配、保管過程中，也有可能與外物接觸、磕碰，會(huì)造成軸承表面磕傷。

（2）銹蝕故障原因分析

軸承材料屬高碳鋼，材料與水汽接觸極易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，主要產(chǎn)生原因有如下兩種。

①日常軸承防銹管理存在問題。存放過程中軸承被空氣氧化，產(chǎn)生銹蝕。

②人手上汗液中含有水分與鹽，在搬運(yùn)或裝配的過程中，若人手出汗或沾有非中性輔助材料時(shí)，接觸軸承會(huì)發(fā)生電離反應(yīng)，加速氧化作用，產(chǎn)生銹蝕。

軸承的銹蝕故障一般在夏天濕度大時(shí)較嚴(yán)重。

（3）軸承試車后壓坑、麻點(diǎn)故障原因分析

結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，產(chǎn)生軸承壓坑、麻點(diǎn)故障的原因主要有銹蝕和異物壓傷。

①銹蝕

當(dāng)軸承發(fā)生銹蝕時(shí)，若未及時(shí)處理保持銹蝕狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致銹蝕加深，形成麻點(diǎn)故障；若輕微銹蝕的軸承繼續(xù)工作也會(huì)導(dǎo)致銹蝕處擴(kuò)散形成麻點(diǎn)故障，一般此類麻點(diǎn)向軸承基體方向有較深的縱向延展。

②異物壓傷

某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)由于滑油系統(tǒng)的特點(diǎn)，可能在滑油系統(tǒng)中存在黑色異物，導(dǎo)致軸承工作時(shí)被壓傷。黑色異物來源分為以下6類。

（a）封嚴(yán)面磨損掉落

某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)結(jié)構(gòu)大部分采用的是空氣封嚴(yán)，密封面為蜂窩或涂層，在工作中存在磨損脫落現(xiàn)象。蜂窩表面由電火花加工形成，存在金屬材料融化后形成的顆粒與金屬氧化物；涂層為金屬或金屬化合物粉末構(gòu)成，磨損掉落后的脫落物硬度較高。

（b）空氣系統(tǒng)的異物

某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的部分空氣系統(tǒng)機(jī)件，如導(dǎo)向葉片，在加工過程中使用吹沙工藝，砂粒容易形成殘留。

（c）涂層加工過程切屑?xì)埩?

為保證封嚴(yán)環(huán)的同軸度，三支點(diǎn)、五支點(diǎn)軸承封嚴(yán)環(huán)為組合后加工，加工時(shí)雖然采取了一定的保護(hù)措施，但由于結(jié)構(gòu)限制，涂層切屑易殘留在滑油腔中。

（d）導(dǎo)管中存在砂粒

導(dǎo)管加工過程折彎時(shí)采取填充物方式保持導(dǎo)管材料延展不產(chǎn)生局部凹下。12mm以下直徑的導(dǎo)管采用灌入松香的方式，12mm以上直徑的導(dǎo)管采用灌入砂子的方式。灌入砂子的導(dǎo)管在管路折彎后形成了部分區(qū)域有靜電吸附作用，吸附少量沙子。導(dǎo)管加工完成后被靜電吸附的沙子不易清除，進(jìn)入滑油系統(tǒng)會(huì)造成軸承壓傷。在管路與接頭焊接后表面焊道處理時(shí)，采用砂紙打磨的方式也很容易造成砂紙中的金剛砂殘留，而這部分金剛砂表面含有粘接劑，很難清除，容易造成管路內(nèi)含有砂粒。

（e）機(jī)件內(nèi)壁表面氧化物脫落也會(huì)造成滑油系統(tǒng)出現(xiàn)異物。

（f）軸承等機(jī)件存放、運(yùn)輸或裝配過程中，有微小多余物掉落或空氣中的大顆粒物吸附在機(jī)件表面，未及時(shí)清除。

3.軸承防護(hù)措施的制定

根據(jù)故障產(chǎn)生的原因，針對(duì)軸承表面劃傷、磕傷故障，軸承銹蝕故障和軸承試車后壓坑、麻點(diǎn)故障進(jìn)行了相關(guān)控制工作。

（1）軸承表面劃傷、磕傷故障防護(hù)

為避免軸承表面劃傷、磕傷故障的發(fā)生，在裝配流程及軸承檢測(cè)上盡量減少拆、合套的過程。對(duì)員工進(jìn)行實(shí)際操作培訓(xùn)，提高員工軸承裝配經(jīng)驗(yàn)。在裝配合套的過程中遇到卡滯情況不強(qiáng)行裝配，將軸承輕輕旋轉(zhuǎn)，使軸承內(nèi)外套趨于平行，減少軸承的損傷程度；在軸承裝配時(shí)，采用潤(rùn)滑脂將滾棒收起到位，避免裝配過程中滾棒卡傷軸承；上部裝配的部件與下部發(fā)動(dòng)機(jī)均要用水平尺確定水平狀態(tài)，在軸承將要接觸時(shí)，下落速度要慢，采用手動(dòng)吊裝滑輪，便于明顯感知裝配狀態(tài)。

將與軸承配合的工裝材料更換為環(huán)氧樹脂，避免與軸承接觸時(shí)劃傷軸承。派制專用工裝，專人管理軸承及與軸承相關(guān)的工裝。

（2）軸承銹蝕故障防護(hù)

日常軸承采取真空包裝存放，避免原始包裝不能完全實(shí)現(xiàn)與空氣隔離。真空包裝困難的已裝配在組件上的軸承油封后盡量采取塑料袋包裝，并放置防潮砂，確保小環(huán)境的空氣干燥。在組件上放置時(shí)間較長(zhǎng)的組件規(guī)定半年為期限，超過半年則將軸承分解進(jìn)行油封管理。

軸承操作過程中，工人必須帶防汗的一次性絹布手套，有效地防護(hù)手上汗液對(duì)軸承的影響，同時(shí)一次性手套的使用還可以有效的避免二次污染。

（3）軸承試車后壓坑、麻點(diǎn)故障防護(hù)

加強(qiáng)對(duì)軸承銹蝕的防護(hù)，發(fā)現(xiàn)軸承出現(xiàn)銹蝕后及時(shí)處理，避免銹蝕擴(kuò)大形成麻點(diǎn)故障。

控制滑油系統(tǒng)清潔度，加強(qiáng)對(duì)油品清潔度等級(jí)的控制；對(duì)涉及軸承腔及滑油系統(tǒng)流路的機(jī)件進(jìn)行充分沖洗，將殘留在成附件殼體死腔內(nèi)的機(jī)加殘留金屬屑沖洗干凈；在裝配或裝配后運(yùn)輸發(fā)動(dòng)機(jī)過程中，用堵頭、堵蓋或防塵罩隔離發(fā)動(dòng)機(jī)與外界環(huán)境，避免在發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程中，有殘留金屬屑、沙粒等異物進(jìn)入軸承腔內(nèi)。

結(jié)語

對(duì)近些年生產(chǎn)過程中某航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障問題的匯總梳理，明確了其常見的軸承故障種類。通過軸承故障原因分析，從軸承的入廠、存放、裝配、運(yùn)輸和與軸承故障問題相關(guān)機(jī)件的清洗環(huán)節(jié)入手，針對(duì)性提出對(duì)策，進(jìn)行某航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障發(fā)生的防控。一方面，這些對(duì)策可為其他型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承故障防控做參考；另一方面，我們也要認(rèn)知到，@些措施并不能全面杜絕某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障的發(fā)生，針對(duì)某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障防控措施仍然需要認(rèn)真研究，任重而道遠(yuǎn)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:淺析民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)機(jī)制優(yōu)化策略

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，航空領(lǐng)域也得到很大的提升，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)也存在很多問題，并且相關(guān)的工作人員也一直致力于其研究中。本文正是對(duì)當(dāng)下民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)機(jī)制問題進(jìn)行了深入的分析，并對(duì)其存在的問題提出了相應(yīng)的優(yōu)化策略，期望可以維護(hù)我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制的安全、提升民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的水平、完善民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的功能、以及降低民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全隱患。

關(guān)鍵詞：民用航空；發(fā)動(dòng)機(jī)；維護(hù)機(jī)制

對(duì)于航空飛機(jī)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)一直以來都是飛行安全中最主要的影響因素之一，尤其是民用航空飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)起到至關(guān)重要的作用，對(duì)我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化對(duì)航空事業(yè)的發(fā)展有著重要意義。不但可以提高工作人員的技術(shù)水平，還可以健全我國保養(yǎng)制度體系。因此，以下就是對(duì)我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)機(jī)制的優(yōu)化進(jìn)行的深入分析。

1 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)需解決的維護(hù)機(jī)制問題

1.1 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制不完善

我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)需解決的維護(hù)機(jī)制問題之一，就是民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制不健全[1]。主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是溝通機(jī)制運(yùn)行未得到完善，我國民用航空的溝通機(jī)制涉及到地勤人員、飛行人員、以及維修部門等崗位之間形成的溝通機(jī)制，并且就我國目前民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，保養(yǎng)機(jī)制的正常運(yùn)行就會(huì)被影響，飛行員之間無法將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生的問題及時(shí)地上報(bào)到維修人員處，更無法對(duì)其具體情況進(jìn)行仔細(xì)的描述；二是維護(hù)保養(yǎng)制度過于片面，但維護(hù)保養(yǎng)制度對(duì)我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)機(jī)制又具有很大的影響，盡管在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)機(jī)制中經(jīng)常進(jìn)行定期性的檢查，但是由于片面的維護(hù)制度，維修人員的具體責(zé)任也無法進(jìn)行明確，除此之外，由于維護(hù)保養(yǎng)制度不具有彈性，維修人員也無法進(jìn)行有效的約束自制力，進(jìn)而降低自身的工作積極性。

1.2 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)管理不到位

民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)機(jī)制最突出的問題是缺少相應(yīng)的技術(shù)管理，在維護(hù)機(jī)制中，缺少相應(yīng)的技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)，沒有明確規(guī)定應(yīng)采用的維護(hù)技術(shù)。很多民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)人員，技術(shù)水平相對(duì)較低，而且也沒有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，這就使得發(fā)動(dòng)機(jī)的維修保養(yǎng)難度加大。在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)中，技術(shù)的支撐是其解決問題的重要保障[2]。雖然在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)管理中引進(jìn)了一些技術(shù)，但從實(shí)際的運(yùn)用效果來看，并沒有起到有效的作用，這歸結(jié)于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)相應(yīng)的技術(shù)管理不到位造成的。

2 優(yōu)化民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)機(jī)制的策略

2.1 構(gòu)建有效的發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制

對(duì)于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化，一方面需要注重的是對(duì)維護(hù)機(jī)制的構(gòu)建進(jìn)行完善，在這一過程中，維修部門要加強(qiáng)與地勤、飛行等人員的溝通與聯(lián)系，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的問題。另一方面是發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)，也是維護(hù)機(jī)制需重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，不進(jìn)行定期的保養(yǎng)，也會(huì)使得民用航空飛機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行的危險(xiǎn)。所以，要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行定期的保養(yǎng)，定期的檢查，完善民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制。使得維修人員根據(jù)這一機(jī)制，開展有效的工作，提高自身的責(zé)任意識(shí)[3]。還能夠根據(jù)這一機(jī)制進(jìn)行合理的監(jiān)管，更加強(qiáng)了民用航空發(fā)動(dòng)的安全性能。

2.2 加強(qiáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)管理

在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)機(jī)制的優(yōu)化當(dāng)中，技術(shù)的管理是其重要的內(nèi)容，在發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)中應(yīng)創(chuàng)新發(fā)展一些新技術(shù)，為發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)提供技術(shù)支持。這就需要相關(guān)的技術(shù)研發(fā)人員進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)研究，比如說新推出的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控技術(shù)，這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的的監(jiān)控，以及發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中的監(jiān)控[4]。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的維修人員，也應(yīng)該進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，提高其對(duì)于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)機(jī)制的技術(shù)水平。更要加強(qiáng)對(duì)于技術(shù)的管理，通過技術(shù)的管理，制定相應(yīng)的維護(hù)制度，相關(guān)的設(shè)備維護(hù)機(jī)制等等，在保障發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用維護(hù)機(jī)制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相關(guān)機(jī)制的保障。

3 結(jié)語

綜上所述我們可以知道，優(yōu)化我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)機(jī)制可促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，盡管我國的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)機(jī)制存在很多問題，如民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制不健全、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)管理不到位等，但只要可以完善有效的發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制、加強(qiáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)管理等，還是可以完善民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)機(jī)制。既可以維護(hù)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全，又可以完善相關(guān)的共同機(jī)制，還可以提高飛機(jī)的飛行安全。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤參數(shù)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化

摘要： 為降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤的質(zhì)量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)推質(zhì)比，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤進(jìn)行參數(shù)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).研究輻板不同高度處厚度與輪盤徑向破裂裕度的關(guān)系，以簡(jiǎn)化輪盤輻板優(yōu)化方法.以周向破裂轉(zhuǎn)速裕度為約束條件，體積最小為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，利用Isight軟件和有限元數(shù)值模擬方法研究輪盤盤心優(yōu)化方法，并通過算例計(jì)算驗(yàn)證其正確性.結(jié)果表明：在滿足s束條件的基礎(chǔ)上，輪盤體積減小8.66%，最大等效應(yīng)力減少10.4%.該方法可為航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤輕量化開發(fā)提供參考.

關(guān)鍵詞： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)； 輪盤； 輻板厚度； 破裂裕度； 破裂轉(zhuǎn)速； 等效應(yīng)力； 約束； 體積

0引言

輪盤是航空發(fā)動(dòng)機(jī)重要的安全關(guān)鍵件之一，在高轉(zhuǎn)速、高溫度、高壓力的惡劣條件下工作.輪盤的轉(zhuǎn)速一般都達(dá)到每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)到數(shù)萬轉(zhuǎn)，負(fù)責(zé)固定葉片的輪盤除要承受自身的離心力外還要承受葉片的巨大離心載荷.由于葉片和輪盤的離心載荷很大，需要較大的盤心承受，所以輪盤設(shè)計(jì)得比較重.以高壓渦輪為例，其單盤的質(zhì)量能占到整個(gè)高壓渦輪部件總質(zhì)量的50%.由于渦輪盤質(zhì)量巨大，其一旦破壞，產(chǎn)生的高能碎塊是任何機(jī)匣都無法包容的，因此為保證渦輪盤的可靠性，其設(shè)計(jì)也不得不保守.隨著優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展以及市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品效率的要求越來越高，對(duì)輪盤的輕質(zhì)化設(shè)計(jì)需求也越強(qiáng)烈.早期國內(nèi)有開展整體葉盤的設(shè)計(jì)研究[13]，隨著焊接技術(shù)和材料研究的發(fā)展[45]，輕質(zhì)化輪盤的優(yōu)化方法又有雙輻板輪盤設(shè)計(jì)的研究方向[69]，但國內(nèi)實(shí)際工程應(yīng)用，依然是單輻板為主要設(shè)計(jì)形式.榫槽形狀的優(yōu)化也是輪盤優(yōu)化的一種有效途徑[10].考慮到多輻板渦輪盤的加工制造存在較高的技術(shù)要求，基于國內(nèi)現(xiàn)有的成熟加工能力，本文從工程應(yīng)用的角度考慮，對(duì)分體盤盤體尋求一種簡(jiǎn)潔、高效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.

1輪盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路

輪盤破裂對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的破壞程度極其嚴(yán)重，而且是非包容性的.為防止輪盤破裂，輪盤的優(yōu)化設(shè)計(jì)以輪盤的破裂轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備裕度為限制條件.對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的輪盤而言，徑向破裂裕度和周向破裂裕度是輪盤安全性的2個(gè)重要指標(biāo).

徑向破裂裕度最薄弱的區(qū)域?yàn)檩棸澹虼水?dāng)輪盤的徑向破裂轉(zhuǎn)速有一定的裕度時(shí)，可以適當(dāng)減薄輻板位置的厚度，通過降低徑向破裂轉(zhuǎn)速的裕度達(dá)到減重的目的.根據(jù)周向破裂裕度的計(jì)算方法[1112]可知盤心和輻板為周向破裂裕度的計(jì)算區(qū)域，而盤心是承載周向載荷的重要區(qū)域，因此，對(duì)輪盤的優(yōu)化考慮采取2步：第一步對(duì)輻板優(yōu)化，第二步對(duì)盤心優(yōu)化.

以輪盤的破裂裕度為約束條件，優(yōu)化輪盤設(shè)計(jì).破裂轉(zhuǎn)速的計(jì)算方法采用常用的平均應(yīng)力法和有限元方法.破裂轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備裕度的計(jì)算公式[1112]為Mburst=mσUTSσAVGTan式中：m為材料利用系數(shù)；σUTS為平均工作溫度下的材料強(qiáng)度極限；σAVGTan為平均周向應(yīng)力或平均徑向應(yīng)力.

2輪盤輻板優(yōu)化

2.1幅板各高度處厚度變化交互影響研究

輻板的徑向載荷主要由喉部以上結(jié)構(gòu)的離心力產(chǎn)生，輻板自重對(duì)輻板的徑向載荷影響較小，假定輻板某個(gè)高度處的厚度只對(duì)此高度處的徑向破裂儲(chǔ)備有影響，由于厚度變化而導(dǎo)致的離心載荷變化可以忽略，輻板各高度處的厚度對(duì)其他高度處的平均徑向應(yīng)力的影響可以忽略不計(jì)，幅板各高度處厚度變化無交互影響.輪盤輻板的A～D位置見圖1，通過HyperMesh的Morph功能，逐漸減少輻板高度A處的厚度，計(jì)算輪盤輻板B，C和D處的徑向破裂裕度，見圖2.從圖2可以看出，輪盤高度A處的厚度變化對(duì)B，C，D處的徑向破裂儲(chǔ)備影響非常小，因此可以認(rèn)為對(duì)于徑向破裂裕度，幅板A高度處厚度變化對(duì)B，C，D高度處無交互影響.

2.2輻板厚度變化與徑向破裂裕度的關(guān)系

在輪盤的輻板上選取不同高度為handle 1，handle 2，handle 3，handle 4，handle，5和handle6 等多處截面，見圖3.以每個(gè)截面高度處的輻板厚度為參變量，計(jì)算每個(gè)截面高度不同厚度的徑向破裂轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備.以輻板厚度的減少量為橫坐標(biāo)，較蚱屏言6任縱坐標(biāo)繪制曲線，可以得到各處輻板厚度減少值與對(duì)應(yīng)高度的徑向破裂裕度關(guān)系.進(jìn)而擬合輻板優(yōu)化的曲線見圖4.

由圖4可知，在輻板區(qū)域范圍，對(duì)應(yīng)高度處的厚度變化與徑向破裂裕度近似成線性關(guān)系為f（x）=ax+b （1）在輻板喉部，厚度參數(shù)變化與徑向破裂裕度的線性關(guān)系匹配度較高；在接近盤心的部位，厚度參數(shù)變化與徑向破裂裕度的擬合曲線為多段折線線性關(guān)系，例如handle 7處的輻板優(yōu)化擬合曲線不再是一條直線.然而，輪盤的最小徑向破裂裕度發(fā)生的位置是輻板的喉部位置，這個(gè)位置的輻板厚度最小，因此輪盤輻板的優(yōu)化可以采用線性公式.

2.3輻板優(yōu)化算例

以某輪盤為算例，輻板優(yōu)化步驟如下.

（1）基于HyperMesh網(wǎng)格模型，開展參數(shù)化建模.該方法在網(wǎng)格變化的同時(shí)，溫度場(chǎng)隨之變化，可減少溫度場(chǎng)的反復(fù)迭代和反復(fù)分網(wǎng)過程.

（2）研究輻板厚度變化與徑向破裂裕度的關(guān)系，獲取優(yōu)化擬合曲線.

（3）基于ANSYS環(huán)境進(jìn)行有限元計(jì)算和后處理分析.

優(yōu)化設(shè)計(jì)流程見圖5.對(duì)輪盤原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模，采用帶中節(jié)點(diǎn)的四邊形單元SOLID183.模型中的幾何形狀和載荷條件滿足軸對(duì)稱條件的位置采用軸對(duì)稱單元，榫接位置采用帶厚度的平面應(yīng)力單元.邊界條件約束輻板右側(cè)，見圖6.輪盤溫度分布范圍為450～500 ℃，呈徑向梯度分布，見圖7.轉(zhuǎn)子葉片位置采用質(zhì)量單元MASS21模擬葉片離心力.

輪盤的材料為FGH96合金[13]，密度ρ=8.32×103 kg/m3，泊松比為0.311.

在輪盤輻板不同高度位置，通過改變各位置的參數(shù)值，計(jì)算輪盤的各點(diǎn)平均徑向應(yīng)力與徑向破裂裕度.根據(jù)輻板優(yōu)化的擬合方程，獲取各高度處a和b的值，見表1.

徑向破裂儲(chǔ)備目標(biāo)設(shè)為1.4，通過輻板優(yōu)化的擬合方程，可以獲得輻板各高度處的可減少厚度值.優(yōu)化后的輻板模型見圖8.

優(yōu)化后輻板的最大等效應(yīng)力水平相當(dāng)，應(yīng)力分布趨勢(shì)相似，見圖9和10.輪盤輻板優(yōu)化前后的計(jì)算結(jié)果見表2.

優(yōu)化后的輪盤體積減少6.77%，徑向破裂裕度由1.540減少到1.400，滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)約束條件.優(yōu)化后，輪盤的周向破裂裕度未明顯變化，與原始模型的周向破裂裕度相當(dāng).

3輪盤盤心優(yōu)化

輪盤盤心是輪盤周向破裂裕度影響的重要因素.盤心優(yōu)化流程見圖11.

以盤心不同高度位置的厚度為參數(shù)，建立有限元模型.通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法確定參數(shù)取值和樣本點(diǎn)，變化盤心的幾何形狀進(jìn)行仿真計(jì)算.以盤心的體積為優(yōu)化目標(biāo)，以盤心的周向破裂裕度為約束條件；通過Isight軟件中的優(yōu)化算法分析計(jì)算結(jié)果，獲取優(yōu)化的參數(shù)值；最后以優(yōu)化參數(shù)值建立模型，完成有限元求解，驗(yàn)證優(yōu)化參數(shù)的正確性.

4盤心優(yōu)化算例

在優(yōu)化后輻板模型的基礎(chǔ)上開展盤心優(yōu)化，以盤心厚度為參變量，見圖12.參數(shù)P1～P6變化范圍為-5～+5 mm，以周向破裂裕度大于1.297為限制條件，以體積最小值為優(yōu)化目標(biāo).

通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定樣本點(diǎn)的值，采用HyperMesh的Morph功能生成有限元模型，完成各樣本的有限元計(jì)算.根據(jù)各樣本點(diǎn)有限元計(jì)算結(jié)果，在Isight軟件中獲取輸入變量與輸出變量的相關(guān)性.各變量對(duì)破裂裕度和體積的影響分別見圖13和14.由此可以看出：P3對(duì)優(yōu)化目標(biāo)體積和約束條件破裂裕度影響比重都較大.在要保證約束條件的情況下減小體積，需要選擇對(duì)約束條件不敏感、對(duì)優(yōu)化目標(biāo)影響大的參數(shù)，進(jìn)行較大調(diào)整.

為較精確地找到全局最優(yōu)點(diǎn)，采用多島遺傳算法[1415].多島遺傳算法是在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎(chǔ)上，基于群體分組的并行性遺傳算法.多島遺傳算法將整體種群劃分為若干子群，并將子群隔絕于不同的“島嶼”上，各個(gè)子群獨(dú)立地進(jìn)化，而非全部種群采用相同的進(jìn)化機(jī)制，并且各個(gè)“島嶼”間以一定的時(shí)間間隔進(jìn)行“遷移”，使各個(gè)“島嶼”間進(jìn)行信息交換.多島遺傳算法能夠有效地提高運(yùn)算速度，并且若干獨(dú)立進(jìn)化的子群可提高整個(gè)種群的遺傳多樣性，回避傳統(tǒng)遺傳算法的早熟現(xiàn)象，有利于找到全局最優(yōu)解.

通過多島遺傳優(yōu)化算法，獲取各變量的取值，建立盤心優(yōu)化后的有限元模型.原始模型與優(yōu)化完成后的模型對(duì)比見圖15.模型優(yōu)化前、后的應(yīng)力云圖對(duì)比見圖16～19，計(jì)算結(jié)見表3.與原始模型相比，優(yōu)化后模型的最大等效應(yīng)力減少.由圖18和19可知，優(yōu)化前后方案輪盤周向破裂最大應(yīng)力均發(fā)生在盤心位置.由圖19和表3可知，優(yōu)化后的輪盤最大周向應(yīng)力為1 040 MPa，增加0.7%，周向破裂裕度滿足大于1.297的約束條件.優(yōu)化后的輪盤質(zhì)量減少8.66%，徑向破裂裕度由1.540減少到1.400，周向破裂裕度由1.299減少到1.297，滿足約束條件.

由表3可知，盤心優(yōu)化后模型的徑向破裂裕度與輻板優(yōu)化后模型的結(jié)果相同，均為1.400，盤心的形狀改變未影響輪盤的徑向破裂裕度，因此輪盤分步驟開展優(yōu)化工作可行并高效.

5結(jié)論

本文以輪盤為研究對(duì)象，以輪盤厚度為參變量、破裂裕度為優(yōu)化限制條件、體積為優(yōu)化目標(biāo)，研究輪盤的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，得到以下結(jié)論.

（1）對(duì)輪盤的優(yōu)化可以采用輻板和盤心優(yōu)化分步開展的方法，以減少優(yōu)化參變量的個(gè)數(shù)和類型.本文僅選擇厚度作為變量，優(yōu)化方法高效、簡(jiǎn)單.

（2）幅板各高度處厚度變化對(duì)其他高度處的徑向破裂裕度無明顯交互影響.

（3）輻板的減重優(yōu)化可按照線性擬合曲線，有利于簡(jiǎn)單、高效完成輻板優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有一定通用性.

（4）輻板厚度的變化對(duì)輪盤的周向破裂裕度無明顯影響.

（5）盤心的優(yōu)化設(shè)計(jì)并未影響輪盤承擔(dān)徑向破裂載荷的能力.

（6）在滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過參數(shù)化優(yōu)化，輪盤體積減小8.66%，最大等效應(yīng)力減少10.4%.

該優(yōu)化方法對(duì)輪盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有借鑒意義.后續(xù)工作可以在優(yōu)化后模型的基礎(chǔ)上，使輪盤的輪廓過度點(diǎn)更加平滑，減少局部的應(yīng)力集中，消除幾何角點(diǎn)的高應(yīng)力區(qū)域.

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額測(cè)算方法分析

摘 要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要體現(xiàn)。對(duì)比于一般的機(jī)械加工制造，航空零部件對(duì)機(jī)械加工的精度要求更高，避免因加工質(zhì)量缺陷而影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用質(zhì)量和使用壽命。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械零部件的加工中尤其是在對(duì)葉片進(jìn)行加工時(shí)為避免加工工序出現(xiàn)偏差，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工工序進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)算。文章在分析工時(shí)定額特性的基礎(chǔ)上提出了基于SLFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算新方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的快速估算.

關(guān)鍵詞：工時(shí)定額；SLFM；特征參數(shù)；航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片

前言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工是航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。為做好對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工制造，在航空企業(yè)生產(chǎn)制造中需要依照航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的精確計(jì)算來規(guī)劃布控企業(yè)管理規(guī)劃、生產(chǎn)調(diào)度、成本控制等多個(gè)環(huán)節(jié)。通過合理的調(diào)度規(guī)劃實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工環(huán)節(jié)、加工結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片生產(chǎn)高效、穩(wěn)定的進(jìn)行。在現(xiàn)今的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工制造過程中，大量的使用現(xiàn)今的五軸數(shù)控加工設(shè)備，做好航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的計(jì)算從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控加工設(shè)備的合理調(diào)配是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片正常生產(chǎn)的重要保證。

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額現(xiàn)狀分析

在國內(nèi)傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額中主要采用的是人工查表法，此種方法既不科學(xué)也不效率，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的不斷引入，新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額方法（如計(jì)算機(jī)查表法、數(shù)模分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及混合法）被逐漸的引入到航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額中，在為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額帶來方便、高效的同時(shí)也存在著一些不足，以計(jì)算機(jī)查表法為例，其需要將航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的量大且維護(hù)較為繁復(fù)，影響計(jì)算機(jī)查表法的應(yīng)用效果。數(shù)學(xué)模型法在應(yīng)用的過程中對(duì)于數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用要求較高，不利于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額工作的順利進(jìn)行。而在現(xiàn)今廣為使用的BP網(wǎng)絡(luò)模型，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的計(jì)算、規(guī)劃過程中存在著網(wǎng)絡(luò)性差、容易陷入局部最小的局限性。為規(guī)避上述航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額方法中所存在的缺陷，通過對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算過程中各主要影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了基于SLFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算新思路，通過將各影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算的特征參數(shù)作為模型的網(wǎng)絡(luò)輸入，通過與航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工件相似、相匹配零件進(jìn)行對(duì)比規(guī)劃構(gòu)建航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模型，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的準(zhǔn)確計(jì)算和劃定，保障了航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算方法與網(wǎng)絡(luò)模型的建立

2.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)計(jì)算方法

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在生產(chǎn)的過程中具有種類繁多、加工精度要求高等的特點(diǎn)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過程中需要在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片毛坯料材料、毛坯料尺寸大小以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)、所采用的加工方式等的特征參數(shù)。在采用數(shù)控加工方式來對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工進(jìn)行加工的過程中，對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工的加工特性可以對(duì)其按照相似原則不同種類的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行規(guī)劃分類，并對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工時(shí)的各種代表因素作為特征參數(shù)，并航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片數(shù)控加工時(shí)葉片的特征信息與工時(shí)信息等進(jìn)行規(guī)劃分類，并對(duì)這些特征信息進(jìn)行建模計(jì)算以對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的數(shù)控加工工時(shí)進(jìn)行計(jì)算。

在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，在對(duì)同類航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片各影響數(shù)控加工工時(shí)的各類特征參數(shù)進(jìn)行提取篩選歸納分析，將這些歸納后的參數(shù)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額模型的輸入，將同類航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工時(shí)定額作為輸出完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模型的建立。對(duì)于一種全新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行工時(shí)定額計(jì)算時(shí)，首先對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片中的各類特征參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，而后從數(shù)據(jù)加工的數(shù)據(jù)庫中選用相似零件集來作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額模型的訓(xùn)練樣本來對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，最后根據(jù)匹配最相似的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片網(wǎng)絡(luò)模型來計(jì)算航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工時(shí)。

2.2 建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)影響因素體系

在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行工時(shí)計(jì)算的過程中，要選取影響零件工時(shí)的主要因素來作為相應(yīng)的特征參數(shù)完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)影響因素體系的建立。在對(duì)相應(yīng)特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有典型航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的外形結(jié)構(gòu)參數(shù)、加工工藝參數(shù)等，對(duì)影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)的各種參數(shù)進(jìn)行提取并綜合歸納，從而對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額過程中的各類參數(shù)如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的種類、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的截面形狀、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的減震結(jié)構(gòu)形狀、尖部形狀、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片根部形狀、葉片尺寸、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的材料種類、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片毛坯料形式以及所采用的數(shù)控加工設(shè)備等的各種特征信息進(jìn)行提取歸納。在上述幾種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片特征參數(shù)的基礎(chǔ)上完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)影響因素體系的建立。在上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的特征參數(shù)中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的種類表示的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的分類特征，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片用途的不同，不同種類的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在結(jié)構(gòu)和功用上具有較大的差異。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的截面形式的不同可以分為等截面、變截面以及根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)所建立起來的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片空間曲面等，這一參數(shù)與航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工的工藝性具有極大的差異性。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)形狀表示的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工面的形狀和復(fù)雜程度的特征。此外，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的材料對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工具有極強(qiáng)的影響。

2.3 做好航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片相似零件的檢索匹配

完成了對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片各種特征因素的提取和歸納后通過對(duì)現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行相似度匹配以確定航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的相似性，并在此基礎(chǔ)上完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的計(jì)算制定。通常來說，對(duì)于同種類的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片具有相似的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工特性。因此，在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行相似度檢測(cè)時(shí)首先需要選取航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片種類相同的典型葉片，而后通過對(duì)其他幾種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的特征因素進(jìn)行匹配，并完成兩航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片之間的相似度計(jì)算，得出兩航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片之間的相似度值，將相似度值按照降序進(jìn)行排列。在相似度值的選取中需要設(shè)定一個(gè)閥值，小于這一閥值的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片相似度值將予以剔除，同時(shí)需要對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的相似數(shù)據(jù)庫進(jìn)行充分的建立。

2.4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與精度分析

完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片特征庫建立的基礎(chǔ)上，通過將航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片中的各種特征參數(shù)變量輸入到網(wǎng)絡(luò)模型中得出所計(jì)算的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額，而后將這一航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額值與BP網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比以驗(yàn)證航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的網(wǎng)絡(luò)精度，從而對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。

3 結(jié)束語

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過程中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。本文在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出了基于SLFM模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額新方法，并與BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證以確定了此種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額方法的準(zhǔn)確性。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)論文:航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片碎片對(duì)增壓艙安全防護(hù)的適航要求分析

摘 要：該文將根據(jù)運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)介紹有關(guān)增壓艙安全防護(hù)的適航條款，分別對(duì)增壓艙結(jié)構(gòu)防護(hù)、增壓艙系統(tǒng)安全和增壓艙釋壓的適航要求進(jìn)行分析；然后再對(duì)美國聯(lián)邦航空管理局頒布的有關(guān)非包容轉(zhuǎn)子和增壓艙咨詢通告進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī) 飛機(jī)增壓艙 安全防護(hù)

1 增壓艙結(jié)構(gòu)防護(hù)的適航要求分析

非包容轉(zhuǎn)子爆破飛出的部分碎片會(huì)擊中飛機(jī)增壓艙，良好的增壓艙結(jié)構(gòu)能后抵擋一些能量小的碎片。適航審定中對(duì)轉(zhuǎn)子非包容性的關(guān)注要素應(yīng)包括：飛機(jī)關(guān)鍵部件和系統(tǒng)的布局，處于轉(zhuǎn)子碎片影響區(qū)域內(nèi)的關(guān)鍵部件和系統(tǒng)的防護(hù)、隔離和備份，以及對(duì)轉(zhuǎn)子碎片影響安全分析。因此，對(duì)增壓艙結(jié)構(gòu)防護(hù)的適航條款進(jìn)行分析。

1.1 條款內(nèi)容

（1）CCAR25.365（e）：增壓艙內(nèi)部和外部的任何結(jié)構(gòu)、組件或零件，如因其破壞而可能妨礙繼續(xù)安全飛行和著陸時(shí)，則必須設(shè)計(jì)成能夠承受在任何使用高度由于以下每一情況使任何艙室出現(xiàn)孔洞而引起的壓力突降：發(fā)動(dòng)機(jī)碎裂后發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分穿透了增壓艙[1]。

（2）CCAR571（e）損傷容限（離散源）評(píng)定，在下列任一原因很可能造成結(jié)構(gòu)損傷的情況下，飛機(jī)必須能夠成功地完成該次飛行。①受到1.80 kg（4 磅）重的鳥的撞擊，飛機(jī)與鳥沿著飛機(jī)飛行航跡的相對(duì)速度取海平面VC 或2 450 m（8 000英尺）0.85VC，兩者中的較嚴(yán)重者；②風(fēng)扇葉片的非包容性撞擊；③發(fā)動(dòng)機(jī)的非包容性破壞；④高能旋轉(zhuǎn)機(jī)械的非包容性破壞[1]。

（3）CCAR25.903（d）（1）：渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝對(duì)于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝有下列規(guī)定：必須采取設(shè)計(jì)預(yù)防措施，能在一旦發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子損壞或發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)起火燒穿發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣時(shí)，對(duì)飛機(jī)的危害減至最小[1]。

1.2 條款的技術(shù)解釋

（1）CCAR25.365（e）條款：該條款規(guī)定了在飛機(jī)增壓艙發(fā)生突然釋壓時(shí)，增壓艙的隔框、隔板或者地板等結(jié)構(gòu)必須能夠經(jīng)受住由于壓力突然下降而產(chǎn)生的載荷。民用飛機(jī)的增壓過程比較緩慢，并且地板、隔板之間是相同的，各個(gè)隔艙之間沒有壓差，增壓艙內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不受壓差載荷，只有外壁承受壓差載荷。如果增壓艙發(fā)生破損，則各個(gè)隔艙將會(huì)由于突然釋壓而產(chǎn)生壓力差，這種壓力差可能會(huì)破壞機(jī)身結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響飛行安全。

（2）CCAR571（e）條款：該條款通過（a）4lb鳥的撞擊，（b）風(fēng)扇葉片的非包容性破壞，（c）發(fā)動(dòng)機(jī)的非包容性破壞，（d）高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的非包容性破壞，對(duì)以上4種外來物的撞擊進(jìn)行評(píng)定，能夠使飛機(jī)受上述4種損傷的狀態(tài)下完成此次飛行。

（3）CCAR25.903（d）條款：該條款是要求飛C結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須采用必要的預(yù)防措施，來防止因?yàn)榉前莸霓D(zhuǎn)子失效等引起的危害，并對(duì)所有的區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。其目的是要求采用必要的預(yù)防措施，以確保動(dòng)力裝置安裝的各部件功能安全正常。

2 增壓艙設(shè)備系統(tǒng)的適航要求分析

非包容轉(zhuǎn)子碎片飛出后有可能還會(huì)擊中一些安裝在增壓艙內(nèi)部的一些關(guān)鍵系統(tǒng)部件，如液壓系統(tǒng)、飛機(jī)操控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的安全也直接影響著飛機(jī)的安全飛行。因此，對(duì)增壓艙系統(tǒng)安全的適航條款進(jìn)行分析。

2.1 條款內(nèi)容

（1）CCAR25.1309（a）凡航空器適航標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其功能有要求的設(shè)備、系統(tǒng)及安裝，其設(shè)計(jì)必須保證在各種可預(yù)期的運(yùn)行條件下能完成預(yù)定功能[1]。

（2）CCAR25.1309（b）飛機(jī)系統(tǒng)與有關(guān)部件的設(shè)計(jì)，在單獨(dú)考慮以及與其他系統(tǒng)一同考慮的情況下，必須符合下列規(guī)定：

①發(fā)生任何妨礙飛機(jī)繼續(xù)安全飛行與著陸的失效狀態(tài)的概率為極不可能；

②發(fā)生任何降低飛機(jī)能力或機(jī)組處理不利運(yùn)行條件能力的其他失效狀態(tài)的概率為不可能[1]。

（3）CCAR25.1309 （d）必須通過分析，必要時(shí)通過適當(dāng)?shù)牡孛?、飛行或模擬器試驗(yàn)，來表明符合本條（b）的規(guī)定。這種分析必須考慮下列情況：

①可能的失效模式，包括外界原因造成的故障和損壞；

②多重失效和失效未被檢測(cè)出的概率；

③在各個(gè)飛行階段和各種運(yùn)行條件下，對(duì)飛機(jī)和乘員造成的后果；

④對(duì)機(jī)組的警告信號(hào)，所需的糾正動(dòng)作，以及對(duì)故障的檢測(cè)能力。

2.2 條款的技術(shù)解釋

（1）25.1309（a）中的“各種可預(yù)期的運(yùn)行條件”是指飛機(jī)可預(yù)期的所有運(yùn)行條件，例如：高度條件、環(huán)境溫度條件、飛行包線以及各種氣象條件等。

（2）CCAR25.1309（b）是根據(jù)各種失效狀態(tài)概率以及嚴(yán)重性之間存在合理而可接受的反比關(guān)系提出的總的要求。FAA提出飛機(jī)系統(tǒng)及相關(guān)部件的設(shè)計(jì)，在考慮單獨(dú)設(shè)計(jì)及與其他系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)，必須滿足以下規(guī)定：

①每種災(zāi)難性失效狀態(tài)不可且不能由單個(gè)失效導(dǎo)致；

②每種危險(xiǎn)性失效狀態(tài)是極其微小的；

③重大性的失效狀態(tài)是絕對(duì)不可能發(fā)生的。

（3）25.1309（d）規(guī)定在使用分析方法時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)娘w行、模擬器或地面試驗(yàn)驗(yàn)證各種失效狀態(tài)概率以及嚴(yán)重性之間存在合理而可接受的反比關(guān)系。若是災(zāi)難性失效狀態(tài)無需試驗(yàn)來驗(yàn)證。該條款是為了保障有序且充分地對(duì)可見失效或其他事件對(duì)安全性的影響而提出的。

3 增壓艙釋壓的適航要求分析

非包容轉(zhuǎn)子碎片擊破飛機(jī)蒙皮結(jié)構(gòu)后，增壓艙則會(huì)發(fā)生快速釋壓現(xiàn)象。飛機(jī)釋壓導(dǎo)致客艙內(nèi)空氣不足而威脅飛行人員的生理健康，因此，對(duì)有關(guān)增壓艙釋壓方面的適航條款進(jìn)行分析。

3.1 條款內(nèi)容

CCAR25.841（a） 載人增壓艙和隔艙必須有裝備為飛機(jī)在最大使用高度的正常運(yùn)行條件下保持不超過8 000英尺的座艙壓力高度。

如申請(qǐng)25 000英尺以上的運(yùn)行合格審定，飛機(jī)的設(shè)計(jì)必須使得在增壓系統(tǒng)發(fā)生任何可能的失效情況后，乘員不會(huì)暴露于超過15 000英尺的座艙壓力高度。

CCAR25.841（2）：飛機(jī)必須設(shè)計(jì)成在發(fā)生任何未經(jīng)表明是極不可能的失效情況而導(dǎo)致釋壓后不會(huì)使乘員經(jīng)受超出下列座艙壓力高度：

（1） 7 620 m（25 000 英尺），超過2min；或

（2） 12 192 m（40 000 英尺），任何時(shí)段。

CCAR25.841（a）（3）：在評(píng)估座艙釋壓情況時(shí)應(yīng)考慮機(jī)身結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)的失效[1]。

3.2 條款的技術(shù)解釋

CCAR25.841（a）（2）：人可以承受的最大大氣壓力極限為海拔高度4 500 m，若在一定時(shí)間內(nèi)，人所承受的壓力超過該海拔高度，這會(huì)對(duì)人生理上造成傷害，甚至?xí)霈F(xiàn)生命危險(xiǎn)。因此，本條（a）款要求飛機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，增壓座艙壓力高度不應(yīng)高于7 620 m超過2 min，或者任何時(shí)段座艙壓力高度都不能超過12 192 m。（a）（2）中要求在所有能夠引起增壓客艙釋壓的故障中，對(duì)故障發(fā)生概率在1×10-9以上的情況進(jìn)行釋壓分析，故障包括發(fā)動(dòng)機(jī)非包容轉(zhuǎn)子爆破、輪胎爆裂等。在應(yīng)急下降分析時(shí)，不僅要考慮動(dòng)力損失，還要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)損壞造成的其他影響，如供氣量減少和發(fā)動(dòng)機(jī)液壓動(dòng)力的丟失。

4 有關(guān)非包容轉(zhuǎn)子和增壓艙的咨詢通告的分析

由于非包容轉(zhuǎn)子爆破的事故原因很多，所以對(duì)所有失效的可能的預(yù)防很難，同時(shí)也很難對(duì)所有的區(qū)域進(jìn)行防護(hù)。適航規(guī)章33部中33.75b中要求不能出現(xiàn)轉(zhuǎn)子爆破碎片擊穿機(jī)匣的事故，但由于當(dāng)前制造和材料本身等原因，以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下工作，使得發(fā)動(dòng)機(jī)葉片斷裂和老化問題不可避免。法規(guī)中規(guī)定，必須采取設(shè)計(jì)預(yù)防措施，使得非包容爆破事故對(duì)飛機(jī)的危害降至最低[2]。但飛機(jī)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜且部件較多，因此適航規(guī)章中要求對(duì)飛機(jī)的重要部件要進(jìn)行隔離、防護(hù)或者備份處理。

咨詢通告AC20-128A對(duì)于小碎片的要求：小碎片的尺寸大小為轉(zhuǎn)子葉片末端的一半[2]。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，只有少數(shù)的非包容小碎片能夠擊穿增壓艙蒙皮，大多數(shù)小碎片都不能穿透增壓艙。對(duì)要防護(hù)的部件和系統(tǒng)，首先要對(duì)小碎片能夠影響的區(qū)域進(jìn)行安全性分析，根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)。

AC20-128A中對(duì)增壓艙的要求：對(duì)于申請(qǐng)需要在41 000英尺以上高空飛行的飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)布置在增壓艙不會(huì)受到非包容性碎片影響的位置?；蛘吣軌虮砻?，由碎片造成最大洞口尺寸所造成的快速泄壓率和相關(guān)艙的壓力泄漏率能夠滿足緊急降落，其間不能讓機(jī)組人員和乘客失去工作能力，機(jī)組人員啟動(dòng)緊急降落系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間為17 s。

咨詢通告AC25-20中要求[3]：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子爆破、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇失效爆裂、非包容發(fā)動(dòng)機(jī)葉片失效等離散源對(duì)壓力容器（增壓座艙）的損傷，應(yīng)通過分析證明對(duì)增壓的影響?；谑褂媒?jīng)驗(yàn)，應(yīng)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)在巡航高度推力完全喪失下，飛機(jī)的釋壓相關(guān)情況。

咨詢通告AC25-20在釋壓后應(yīng)急下降中指出[3]：飛機(jī)增壓客艙開始釋壓和飛機(jī)開始應(yīng)急下降之間有一段機(jī)組人員的反應(yīng)時(shí)間，該反應(yīng)時(shí)間主要分為機(jī)組人員意識(shí)到釋壓時(shí)間和氧氣面罩插管的時(shí)間。根據(jù)飛機(jī)機(jī)組人員在應(yīng)急狀態(tài)下的模擬時(shí)間的平均值為17 s，這17 s時(shí)間代表了75%的機(jī)組人員反應(yīng)時(shí)間；而飛機(jī)在安裝面罩的5 s內(nèi)開始應(yīng)急下降。也就是說，飛機(jī)從釋壓起到飛機(jī)開始應(yīng)急下降的時(shí)間需要22 s。

5 結(jié)語

通過分析適航條款和相關(guān)咨詢通告，結(jié)果如下：

（1）對(duì)于申請(qǐng)需要在41 000英尺以上高空飛行的飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)布置在增壓艙不會(huì)受到非包容性碎片影響的位置?；蛘吣軌虮砻?，由碎片造成最大洞口尺寸所造成的快速釋壓率和相關(guān)艙的壓力釋壓率能夠滿足緊急降落，其間不能讓機(jī)組人員和乘客失去工作能力。

（2）CCAR25.841中要求w機(jī)釋壓后，座艙壓力高度大于7 620 m時(shí)不能超過2 min。

（3）飛行駕駛?cè)藛T的反應(yīng)時(shí)間分為：17 s的機(jī)組人員意識(shí)到釋壓時(shí)間和5 s的氧氣面罩插管的時(shí)間，即飛機(jī)從釋壓開始到飛機(jī)正式應(yīng)急下降的時(shí)間需要22 s的反應(yīng)時(shí)間。