略谈航空发动机装配技术的应用及其发展趋势

刘洋 李晶晶 温尚志

摘  要：随着我国综合实力的增强，我国航空工业也得到了很大发展。航空工业的水准代表着一个国家的尖锐科技水平。在飞机制造中，发动机装配技术是飞机制造的重要内容，它决定着飞机的寿命，是飞机可靠性能的主要参数。它的装配质量决定着飞机是否能够在有限的寿命期内保持良好的运行参数。发动机的装配是质量核心，同时也是飞机启动、飞行、落地过程中涉及到运行质量最多的一个核心配件内容。在传统的航空发动机装配技术实施过程中，采用的都是纸质的加工文件和工艺图纸。由于在装配过程中采用的是人工作业，在装成检测的过程中也是采用的人工检测方式，所以这限制了发动机装配技术实施过程中的标准化、科学化、合理化装配与检测，使装配精度很难达到标准，无法保障发动机的装配质量。而根据目前航空工业的发展进步来看我国航空发动机装配技术依然存在一些问题，因此本文主要详细分析航空发动机装备技术的应用以及未来的发展措施，希望能够根据对相关文献和数据的分析探讨出提高航空发动机装配技术质量的措施。

关键词：航空发动机;装配技术;发展

一、装配工艺技术的现状

虽然早在几百年前我国的经济发展水平是名列前茅的，但是后面经历了清朝的闭关锁国以及第二次世界大战，所以我国国土资源受到了严重的损害，因此之后改革开放以来我国的经济发展状况才在慢慢地好转，并且通过党的正确领导和人民的共同努力才造就了如今的繁华现象。这一事实说明我国对于一些比较先进的核心科学技术掌握还不是很成熟，就比如对于数控柔性化装配技术的研究而言，我国的起步较晚，很多科研水准都不能与国外持平，但是我们依然有很多学者进行了有益的研究，取得了许多有知道意义的成果，这些都为我国创建更良好的航天发动机装配工艺起到了积极的作用。然而目前由于科技水平的有限性所以我国在进行航空制造时会遇到很多阻碍，更何况航空装配本身就是一件难度很高的事情，为了机组人员的生命安全因此相关工作人员在航空发动机时必须严格按照图纸上的构造组装零件。但是目前我国采取的统一组装方式依然为人为组装，再加上其他众多因素限制因此很容易在装配过程中出现误差，造成不可估量的后果。所以在这种前提下展开对航空发动机装备技术的讨论以及研究提高航空发动机装配技术的措施是非常有必要的。

二、航空发动机装配技术存在的问题

我国航空发动机装备技术基于数字装备技术完成，所谓数字装配技术就是指利用一些网络平台来构建最基本这个不用在此基础上完成所有的过程，然而单单只利用一个平台来完成所有的工作显然会对这个平台空间造成一定的负担，并且如果想要协调好各部分工作之间的关系也是需要耗费一番苦心的。本来根据对国内外相关文献的研究发现目前航空发动机装配技术中存在以下问题：

（一）管理效率低下且不直观

虽然我们在平时学习工作时经常会用到一个Excel、Word文档等表格来收集数据，但是在对航天配置技术进行数据收集时是需要统计大量的信息的，而且这些信息很多都是符号化的 以及很多专业名词，不像是我们平常人能够理解的语言汉字，因此只是单单利用一个Excel管理表格进行管理信息显然是不够的。为了更好提高航空发动机装配工作效率，国家和相关工作人员应该根据收集到的发动机装配信息数据，集中整理好形成一个专制的表格，并将所有的数据信息都填在表头上，这样子在下次使用时就会直接把数据填上去就可以了，如此一来不仅提高了装备工作效率而且还可以直观地观察到数据。

（二）过程知识库和过程资源数据库的构建不合理

通常设计发动机的设计人员在设计相关配件时只是考虑到产品的功能和设计要求，根本没有 仔细地考虑到制造部门所面临的压力。其实不仅是航空发动机装配技术部门存在这样的问题，像很多公司的it产业也是如此。一般都是产品经理对技术开发人员提出要求，然后开发组再根据产品经理的要求不断改进产品。因此发动机设计部门在设计发动机时首先需要考虑到的是本企业自身的制造能力和物资条件，所设计发的发动机需要的配件不能过多超于企业的预算，不然会给企业的财务造成过大的负担。其次，为了更好调节设计部与制造部之间的关系，航空发动机装配技术部门可以利用电子信息技术让这两个部门都可以相互了解到对方的信息，只有知道对方底细才会在工作中互相包容、互相迁就。比如可以用物料清单数据，只要根据装配制造顺序进行重新调整或者定制装配流程计划等等，总而言之就是将工作中的每一个节点都尽可能的详细，这样子对任何一位工作者都是有益的。

二、数字化技术的应用

前文提到过，我国航天发动机技术是利用数字化技术创新而成的，这种新型技术可以很好地提高产品质量以及帮助企业降低制造成本。而我国目前除了利用数字化装配工艺制作航空发动机，同时数字化装配工艺还被应用为3D打印技術和三维建模等等。我国航空发动机装备的技术将得益于目前发达的科技，并在数字化装配工艺的基础之上不断开展数字化监测技术和数字集成控制技术，利用完全科学的方式完成之后的工作。比如在利用数字化装配工艺设计完成了动机装备制造之后再用数字化检测技术扫描装备中的零件安装是否合理规范，以此来排查发动机中的隐患。而且航空发动机是由千万个细小的零件组合而成，利用数字集成控制技术就可以持续多微小的软件更好地组装在一起，相比于人工组装这样的方法更加精确，使人们使用起发动机起来也更加放心。根据目前航空发动机发展状况而言，发动机制造技术已经趋于成熟化，因此相信随着5G时代的到来我国航天发动机装配技术肯定会得益于网络科技信息变得更加数字化、便捷化。

三、航空发动机装备技术发展趋势

未来的航空发动机装配技术发展趋势会面向智能化、数字化和自动化，需要装配人员主动参与设计，反哺工业设计，实现技术安装和技术设计的不断补充和完善。目前我国的高端航空材料加工水平有限，特别是在装发动机装配技术的生产过程中，难以实现精准化生产。生产的大部分航空发动机和航空材料几何精度比较低，稳定性比较差，出现了严重的超差问题。面对超差问题，国外发动机极少出现零件超差问题。国外的转子零件跳动一般在0.01毫米以内，转子组件的装配真正实现了堆叠优化设计和实施，而国内的转子装配组件通常只是达到合格率。另外一方面，在发动机结构设计方面，部分零件的装配还不够科学。国内的关键部位零件装配——例如螺纹结构连接，只有扭矩控制，没有采取国外先进的转角指标，控制扭矩公差的标准过于严苛，而且国内现有的制造条件很难实现扭矩公差的标准化，种种以上问题都促进了航空发动机装配技术的亦步亦趋、攻坚发展。不过，随着航空发动机装配与制造零件技术的不断发展，未来一定会迎来一个航空装配技术的高精尖发展态势。

总结：总而言之，航空发动机装配技术得益于数字化技术创新而成的，因此这门技术除了可以用于制造轻工业配置以外，还可以被应用于我国其他领域方面，比如目前火热的3D打印技术和建模技术等等。而对于航空发动机装备技术的发展趋势，根据近年来的报告分析可得知，未来航天发动机装备技术将倾向于更加环保化、节能化的制造技术，只有这样才会可持续的长久促进航空行业的发展。

参考文献：

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[2]吴逸飞;刘礼军.以一流学科为导向的专业课程混合式教学探索——以“航空发动机原理”课程为例[J].教育教学论坛，2021（47）

[3]肖娜;刘康.航空发动机加温瞬态传热数值仿真计算与试验[J].中国科技信息，2022（01）