飞机发动机数字化对接安装工艺的思考

摘 要：随着我国科技水平的不断发展，数字化技术被广泛应用到了航空领域中，大大提升了飞机发动机装配工作的精准性和便捷性。基于此，本文首先简单阐述了传统飞机发动机安装工艺的程序，并由此对比说明了新时代下数字化对接安装工艺的优势所在。其后，围绕激光跟踪测量系统、脉动生产线集成管理系统、数字化安装平台三个部分，重点分析了飞机发动机数字化对接安装工艺的具体组成部分。

关键词：数字化技术；发动机安装工艺；激光跟踪仪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.054

0 引言

发动机的对接安装，是飞机整体装配工序的最末端环节，其安装效果直接影响到飞机整体的动力性能和运行安全。在当前，我国虽已跃居成为世界上仅有五个能独立研制飞机发动机的国家之一，但在发动机装配技术领域，尚处于较为落后的地位之中。据此，我们有必要对数字化对接这一发动机安装的新工艺进行分析研究。

1 飞机发动机数字化对接安装工艺的优势所在

在传统的发动机安装过程中，安装人员的工作环节主要分为以下几个步骤：第一步，将安装车推行至汽车尾部的发动机对接处，此事安装人员需要依据既往工作经验，以目测的方式将安装车与飞机轴线调整至同一水平高度；第二步，摇动安装车上的手摇把手，进一步将安装车升至适宜高度；第三步，利用起吊设备将发动机装置在安装车上，并进行人工固定；第四步，安装人员通过人力，将固定有安装车的发动机向前推进，至发动机上方挂点与安装轨道相吻合。如果契合度存在问题，安装人员须重新通过第一、二步骤进行方位校准；第五步，摇动安装车上的手轮，把发动机缓缓推入飞机上的轨道舱内。此时，为了保证发动机顺利安装，安装人员需要随动调整发动机进入状态，一直到发动机完全推行至舱内；第六步，对发动机的所有安装点进行人工固定，并撤除安装车[1]。

从以上安装工艺的步骤中我们可以看出，其工作形式缓慢、笨重，且具有很强的人工主观特性，致使发动机与安装位很难达到完全契合。相比之下，数字化对接安装工艺通过激光测量的方式，能精准地确地发动机的安装高度，省去了传统环节第一、二、五步的繁琐内容。此外，基于数控的工作原理，发动机位置的调试、推进等环节都是由系统控制机械装置完成的，大大降低了减轻安装人员的工作强度和工作压力，同时也降低了发动机安装的人力成本。

2 飛机发动机数字化对接安装工艺的具体组成部分

2.1 激光跟踪测量系统

激光跟踪测量系统（下称激光系统）即以T-Cam、T-Probe等激光跟踪仪为基础，联合控制器、定位器、反应器等设备组成的信息化测量系统。在实际的运行过程中，激光系统会通过直线拟合、椭圆拟合、投影等多种测量方式和计算方式，提供给使用者由点至线、由线至面的全方位、多角度测量参数。从技术原理上讲，激光系统以测量仪发出的激光照射测量对象，根据由目标对象反馈回来的光学信号及其与标准光轴间的偏差角度，推算出与测量对象之间的实际距离，并由此控制和调整测量系统指向目标方向。

作为数字化对接安装工艺中的第一环节，激光系统与集成管理系统可以达成实时的数据连接，当收到管理系统发出的工作指令后，激光系统便会根据要求对飞机上的发动机导轨进行自动测量。当寻找到合适的安装角度后，激光系统就会自动将测量结果发送到集成管理系统当中；当测量受到干扰或偏离值过大时，激光系统就会自动发出警报，提升安装人员进行人工干预，以此提交出精准的测量结果，为接下来发动机安装姿态的实际调整提供方向数据基础。

2.2 脉动生产线集成管理系统

脉动生产线集成管理系统在数字化对接安装工艺当中，起到中枢控制的作用。简而言之，这一系统的主要功能就是通过具体的任务要求，对其他安装环节的系统进行监督、协调和管理，以此引导发动机安装工作高效率、高质量完成。当集成管理系统受到激光系统发回的测量数据后，就会结合预设好的安装标准对当前信息进行分析，继而操控对接安装平台调整发动机的方位和姿态，以此实现发动机位置状态负荷后续对接工作的安装要求。在操作这一系统时，安装人员需要对系统端的人机交互界面进行监控，以第一时间接收到各系统上传的异常情况报告，并根据实际安装需要介入一定的人工控制行为。

2.3 发动机数字化安装平台

如果说集成管理系统是发动机安装工艺的大脑，激光系统是发动机安装的眼睛，那么发动机数字化安装平台就是进行实际安装行为的双手。这一发动机安装平台在传统发动机安装车的基础上，增设了电力驱动的链条传动装置，在提高发动机对接精准度的同时，能有效地降低安装人员的人工操作强度。其安装步骤如下：

第一步，将发动机吊装至平台上的调资区域内，并进行固定；第二步，由激光系统与集成管理系统协调合作，计算出当前发动机姿态的具体数据；第三步，集成管理平台依据计算结果，操控平台上的机械调资装置实现发动机方位变化；第四步，安装人员按动平台上的驱动按钮，依托传动装置推进飞机发动机，当发动机与飞机轨道舱内壁缝隙较小时，转为手摇式缓慢推进，直至发动机完全推入安装位置；第五步，对发动机的六个安装点进行固定后，操作集成管理系统向下方系统发送结束指令，控制各系统参数和设备进行复位，操作结束[2]。

3 总结

综上所述，应用数字化对接安装工艺，是实现飞机发动机装配工作由繁琐向简单、由传统向先进发展的必要途径。由本文分析可知，通过激光系统、集成管理系统、发动机数字化安装平台三方的协调合作，能有效构建出数字化的安装工艺体系。这一安装工艺有效地摒弃了传统人工安装中出现的校准难、反复性强、人力消耗大等弊端问题，实现了飞机发动机装配工作的自动化、精准化，对我国发动机装配技术发展具有重要的推动作用。

参考文献：

[1]李洋，谢曦鹏.飞机发动机数字化对接安装工艺研究[J].装备制造技术，2013（09）：90-92.

[2]魏晓彪.大型飞机发动机安装方法及装备研究[D].浙江大学，2015.

作者简介：祁琳斐（1996-），男，内蒙古武川人，成飞校园俱乐部活动部部长，飞行器动力工程专业。endprint