單純利發(fā)動機(jī)航空計(jì)量技術(shù)專家

■ 單純利 Shan Chunli

中航工業(yè)發(fā)動機(jī)首席技術(shù)專家

Aero-Engine Chief Expert of AVIC

中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究員級高級工程師Researcher of AVIC Shenyang Liming Aero-Engine (Group) Corporation Ltd.

：您致力于航空發(fā)動機(jī)測量技術(shù)研究，完成了多項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目，目前航空發(fā)動機(jī)整體葉盤測量中面臨的主要挑戰(zhàn)有哪些？可從哪些方面予以解決？

單純利：整體葉盤作為發(fā)動機(jī)典型的整體、弱剛性、復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，由葉片與壓氣機(jī)盤一體加工而成，每個(gè)整體葉盤均布著幾十個(gè)葉片，葉片型面復(fù)雜，葉片間間距窄小，測量空間開敞性差。目前整體葉盤測量主要采用觸發(fā)式模擬掃描測量方法，主要面臨兩大挑戰(zhàn)。

首先，部分葉盤曲面接觸掃描測量分析存在一定失真，影響結(jié)果可靠性。葉盤型面作為空間自由曲面，每個(gè)截面高度的輪廓形狀不盡相同并呈扭曲上升狀態(tài)，葉盤后緣部分相對較薄，排氣邊緣半徑很小，測量葉盤葉片前緣和后緣微小的幾何尺寸，一方面，會出現(xiàn)跳點(diǎn)、重疊點(diǎn)、尖邊點(diǎn)等不符合零件實(shí)際情況數(shù)據(jù)，使測得的形貌實(shí)際輪廓失真；另一方面，受測球半徑矢量補(bǔ)償實(shí)際效果影響，實(shí)測與理論截面位置無法完全吻合，葉盤前后緣形狀、輪廓及葉根大扭轉(zhuǎn)區(qū)域葉型輪廓度檢測準(zhǔn)確度有待提高。

其次，葉盤測量需要多次換針，分段掃描測量，影響測量效率。整體葉盤中相鄰葉片之間的通道深而窄、開敞性差，葉根彎扭區(qū)域型面曲率大，三坐標(biāo)測量機(jī)測針接觸掃描時(shí)容易造成干涉，進(jìn)排氣邊緣等葉型細(xì)節(jié)部分掃描測量困難。測量時(shí)，測針需要變換若干方向才能完成整個(gè)型面測量，測針每個(gè)方向都需進(jìn)行校針，測量效率難以滿足生產(chǎn)需要。

在現(xiàn)有技術(shù)平臺上，既要根據(jù)葉盤整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測量路線，還要根據(jù)葉盤葉片型線考慮掃描過程控制。應(yīng)在測量設(shè)備本身以及測量設(shè)備的附屬工具、測量軟件、探測技術(shù)等方面尋找新突破點(diǎn)，提升測量效率和效果。具體來講，可通過采用非接觸型面掃描、提升坐標(biāo)測量機(jī)測頭半徑補(bǔ)償能力、優(yōu)化曲面測量路徑等方法提高測量準(zhǔn)確度；可從采用多軸旋轉(zhuǎn)測頭，減少測針配置數(shù)量，以及脫機(jī)編程和固化檢測程序等方面來提高檢測效率。

：航空發(fā)動機(jī)零部件種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，帶來復(fù)雜的測量任務(wù)，您認(rèn)為新型測量技術(shù)發(fā)展趨勢是什么？

單純利：觸發(fā)式模擬掃描技術(shù)已經(jīng)成為航空發(fā)動機(jī)精密零部件測量的主要探測方式，該技術(shù)能高速提供密集點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)幾何量形狀和位置的精確判定，但是，復(fù)雜曲面曲線的高密度掃描，需要設(shè)備能實(shí)時(shí)根據(jù)曲率變化給出智能的調(diào)整，以在平衡點(diǎn)密度和效率的同時(shí)獲取最精確結(jié)果。智能化、復(fù)合化測量日益成為航空發(fā)動機(jī)測量技術(shù)發(fā)展趨勢。

智能化測量基于機(jī)器人、數(shù)控與測控技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，通常采用多軸主動式掃描探頭或測量機(jī)器人，拓展坐標(biāo)測量設(shè)備多軸測量功能。多軸主動式掃描技術(shù)使傳統(tǒng)測頭增加了類似機(jī)械手的功能，可以任意轉(zhuǎn)向，同時(shí)還能做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)行圓度及圓柱度誤差測量?；诠I(yè)機(jī)器人良好的重復(fù)定位精度，以機(jī)器人為運(yùn)動平臺，結(jié)合多種在線精密測量設(shè)備，采用高度柔性和靈活的應(yīng)用形式，可完成復(fù)雜測量任務(wù)。

復(fù)合化測量基于非接觸和接觸多元傳感器的復(fù)合坐標(biāo)測量技術(shù)，在一定程度上方便了航空發(fā)動機(jī)復(fù)雜零件的測量。零件在一次性裝夾情況下采用一個(gè)程序自動檢測所有尺寸，應(yīng)用該技術(shù)克服了單純接觸測量模式的局限性，可實(shí)現(xiàn)零件表面全誤差測量（包括表面粗糙度），大大提升復(fù)雜零部件檢測效率。例如，固定式三坐標(biāo)測量機(jī)上采用高精密光學(xué)掃描技術(shù)能避免損壞零件表面的同時(shí)延伸觸發(fā)探測不能及的測量范圍；采用工業(yè)CT對零件進(jìn)行斷層掃描，再利用多元傳感器復(fù)合測量和數(shù)據(jù)重建技術(shù)建立被測零件三維圖像，可測量復(fù)雜零件內(nèi)部三維誤差，給出其三維誤差效果圖，便于直觀體現(xiàn)和分析零件工藝方面的誤差，尤其適于航空復(fù)雜零件封閉內(nèi)腔幾何參數(shù)非接觸測量。

：據(jù)您多年科研經(jīng)歷及豐富的任務(wù)攻關(guān)經(jīng)驗(yàn)，怎樣才能提高團(tuán)隊(duì)技術(shù)攻關(guān)能力？

單純利：建設(shè)高效攻關(guān)團(tuán)隊(duì)必須高度關(guān)注團(tuán)隊(duì)分工和團(tuán)隊(duì)目標(biāo)達(dá)成。團(tuán)隊(duì)分工要依據(jù)團(tuán)隊(duì)成員知識結(jié)構(gòu)、專業(yè)特長和性格特點(diǎn)進(jìn)行，做到揚(yáng)長避短，有機(jī)融合；目標(biāo)達(dá)成，要做好目標(biāo)聚焦，咬定青山不放松；調(diào)焦，因勢利導(dǎo)，借力而行。

作為團(tuán)隊(duì)核心，攻關(guān)項(xiàng)目組長要有擔(dān)當(dāng)意識、大局意識，還應(yīng)具備良好的學(xué)術(shù)道德和職業(yè)操守，知人善任，科研態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)風(fēng)民主，有效激發(fā)團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員主觀能動性，凝聚集體智慧，快速形成團(tuán)隊(duì)合力。