航空渦輪軸發(fā)動機(jī)構(gòu)型項(xiàng)選擇

司鍵

摘 要：航空燃?xì)鉁u輪軸發(fā)動機(jī)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。文章介紹了按照構(gòu)型管理和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化的相關(guān)思想，對航空燃?xì)鉁u輪軸發(fā)動機(jī)構(gòu)型項(xiàng)進(jìn)行劃分，簡化發(fā)動機(jī)管理的過程。

關(guān)鍵詞：渦輪軸發(fā)動機(jī)；構(gòu)型管理；構(gòu)型項(xiàng)

航空渦輪軸發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件數(shù)目眾多，而且是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次多，嵌套太多，給發(fā)動機(jī)的更改控制帶來極大難度，因此，需要對發(fā)動機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，按照構(gòu)型管理的理念，劃分構(gòu)型項(xiàng)。

1 構(gòu)型管理的基本功能

構(gòu)型管理也稱為技術(shù)狀態(tài)管理，是產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)，為確立和維持產(chǎn)品的功能特性、物理特性和產(chǎn)品需求、技術(shù)狀態(tài)文件規(guī)定保持一致的活動[1]。構(gòu)型管理由5個部分組成：構(gòu)型驗(yàn)證和審核、構(gòu)型管理計(jì)劃編制及管理、構(gòu)型標(biāo)識、構(gòu)型更改管理、構(gòu)型狀態(tài)紀(jì)實(shí)。

2 構(gòu)型項(xiàng)的定義

構(gòu)型項(xiàng)，Configuration item（CI），作為構(gòu)型管理的基本單元，是指能滿足最終使用功能、并被指定作為單個實(shí)體進(jìn)行構(gòu)型管理的硬件、軟件或其集合體，或其中一個離散的部分[1]。

發(fā)動機(jī)產(chǎn)品劃分為若干構(gòu)型項(xiàng)，并進(jìn)行構(gòu)型標(biāo)識，每個構(gòu)型項(xiàng)由零部件、系統(tǒng)等組成。構(gòu)型項(xiàng)的劃分，要使得發(fā)動機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)扁平化，要有利于發(fā)動機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理和控制。一個發(fā)動機(jī)產(chǎn)品究竟分解為多少層次，與產(chǎn)品的復(fù)雜程度有關(guān)，一般最多4～6層[2]。

2.1 構(gòu)型項(xiàng)選擇過程

構(gòu)型項(xiàng)的選定是一個逐步完善的過程。構(gòu)型項(xiàng)的選擇在論證初步總體技術(shù)方案時就需要啟動，隨著發(fā)動機(jī)總體技術(shù)方案的完善，一步步的細(xì)化構(gòu)型項(xiàng)的選擇。

2.2 構(gòu)型項(xiàng)選擇方式和標(biāo)準(zhǔn)

構(gòu)型項(xiàng)選擇過程一般分為：建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，確立構(gòu)型項(xiàng)，確立關(guān)聯(lián)內(nèi)容。構(gòu)型項(xiàng)的選擇，在工作實(shí)踐中很依賴工程設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，一般情況下，選擇構(gòu)型項(xiàng)需要綜合考慮以下幾方面：

（1）物理特性和功能特性獨(dú)立的零組件。

（2）系統(tǒng)的成附件。

（3）客戶提出的需求方案。

（4）更改不頻繁的組件。

構(gòu)型項(xiàng)的選擇還要考慮發(fā)動機(jī)的安裝過程，要有利于發(fā)動機(jī)的分解裝配，還要便于發(fā)動機(jī)零部件的管理，如點(diǎn)火系統(tǒng)，一般包括點(diǎn)火器、點(diǎn)火電纜及點(diǎn)火的電咀或噴嘴，常常將以上零件作為一個整體來進(jìn)行看待。

構(gòu)型項(xiàng)的選擇在構(gòu)型管理中有著舉足輕重的作用。構(gòu)型項(xiàng)的多少與產(chǎn)品的復(fù)雜度密切相關(guān)。選擇太多構(gòu)型項(xiàng)會增加構(gòu)型管理的難度和成本，使構(gòu)型管理變的瑣碎復(fù)雜；選擇太少構(gòu)型項(xiàng)則向下分解不夠，減少產(chǎn)品的可視度，不利于對底層結(jié)構(gòu)深化管理[3]。因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中構(gòu)型項(xiàng)的數(shù)量要適中。

構(gòu)型項(xiàng)的選擇是一個綜合考慮的過程，一般情況下，發(fā)動機(jī)構(gòu)型項(xiàng)的選擇只考慮物理界面的劃分，不考慮氣動、燃燒等性能因素。

3 模塊化構(gòu)型思想

傳統(tǒng)的航空渦輪軸發(fā)動機(jī)管理模式是以圖紙為基進(jìn)行管理，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)問題后，用圖紙加“更改單”的方式進(jìn)行更改。這種管理方式效率低、還很容易出錯，且不能清楚分析更改的影響和更改的范圍。

如果把發(fā)動機(jī)的產(chǎn)品構(gòu)型項(xiàng)視為一個個模塊，各模塊間相對獨(dú)立，模塊的接口保持互換性，則發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)更改只會在模塊內(nèi)部傳播，其影響只限于本模塊之內(nèi)，這就大大的減小了更改的影響范圍、減少的更改的工作量。

4 模塊化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是進(jìn)行發(fā)動機(jī)構(gòu)型的基礎(chǔ)，不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)形式直接影響到發(fā)動機(jī)管理的的形式和管理的過程。

傳統(tǒng)的航空渦輪軸發(fā)動機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式，是將發(fā)動機(jī)分為進(jìn)氣頭部、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、尾噴管、附件等幾大部分，是按發(fā)動機(jī)的功能劃分發(fā)動機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式。

模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式，就是將發(fā)動機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)扁平化，將電氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)等視為構(gòu)型項(xiàng)；同時將發(fā)動機(jī)本體上的壓氣機(jī)部件、燃燒室部件、渦輪部件等進(jìn)一步細(xì)分：

結(jié)構(gòu)部件的連接和對接或結(jié)構(gòu)部段的對接設(shè)定為一個連接構(gòu)型項(xiàng)，如各單元之間的相關(guān)連接件等；

將發(fā)動機(jī)裝配的基準(zhǔn)件，設(shè)定為一個裝配構(gòu)型項(xiàng)，如中介機(jī)匣、壓氣機(jī)機(jī)匣、燃?xì)鉁u輪等；

將承受和傳遞重要載荷的連接構(gòu)建和接頭設(shè)定為一個構(gòu)型項(xiàng)；

將有互換要求的部件級，設(shè)定為一個構(gòu)型項(xiàng)；

將依據(jù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的整體成型、固化、交接等分別設(shè)定為構(gòu)型項(xiàng)。

采用模塊化組織產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時，需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）模塊之中不能再包含模塊，即模塊不能嵌套使用[4]。

（2）每個模塊在數(shù)量上只能有一個。

模塊化的產(chǎn)品構(gòu)型，將有效性信息上移至模塊一級，通過模塊有效性來控制發(fā)動機(jī)的構(gòu)型[5]。發(fā)動機(jī)的構(gòu)型過程可以看作是選擇相應(yīng)模塊的過程，從而形成航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品。

5 結(jié)束語

航空渦輪軸發(fā)動機(jī)是一個商機(jī)巨大的市場，同時又是一個競爭激烈的市場。研制高性能的航空渦輪軸發(fā)動機(jī)不僅有巨大軍事價值，也有較高的經(jīng)濟(jì)價值。學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的發(fā)動機(jī)管理方式，按照構(gòu)型管理的思想管理發(fā)動機(jī)，才能更好的滿足客戶的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]GJB 3206A-2010.技術(shù)狀態(tài)管理[S].

[2]王慶林，余國華，王睿.構(gòu)型管理[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2010.

[3]董琳琳，朱永偉.民用飛機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)型項(xiàng)選擇[J].航空與航天，

2015，04（2）：6.

[4]陶劍，范玉青.基于構(gòu)型項(xiàng)的飛機(jī)研制建模技術(shù)[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2007，33（17）：1241-1245.

[5]陰龐龍，何景武.大型客機(jī)構(gòu)型管理研究[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2009年增刊：179-18.