航空发动机对接装配工艺方法解析

航空发动机对接装配工艺方法解析

温尚志,李哲,朱伟龙

中国航发黎明沈阳航空发动机有限责任公司 辽宁 沈阳 110043

摘要：本文简述了飞机装配技术的概念，探讨了不同的航空发动机装配技术以及航空发动机检测方法。

关键词：航空发动机；对接装配；工艺技术

总体上航空发动机普遍采用单元体设计，也具有相同的维护需求，因而在装配工艺上具有一定共性和联系。

一、飞机装配技术

与常规产品制作工艺相比航空发动机装配工艺涉及的内容多范围广，包含着大量的信息系统，必须要在科学、严格的管理流程下才能够完成，近年来计算机辅助工艺设计系统已经在航空发动机装配领域中得到了广泛的使用，也基本实现设计自动化与数字化，航空发动机装配工艺要求较高需要经历一系列的环节，由于航空发动机装配工艺复杂，那么针对航空发动机的检测要求也就越高。不同的发动机构型状态、设计或维护等技术要求（如测量、试验、检验、运输和存储），决定了不同装配工艺方案、技术应用和工装、设备配置。飞机装配是根据飞机尺寸和型号等将各个零部件按照设计要求进行组装和装配，从而形成高级装配件或整架飞机的工作。在飞机装配工作中发动机对机装配是最为核心的部分，对飞机的质量有着决定性的影响。近年来随着航空领域的不断发展飞机装配技术也不断进步，国外部分发达国家的飞机装配技术已经向着自动化逐渐发展，采用先进技术进行飞机装配能够提高飞机装配工作的效率，降低经济成本和人力成本，使飞机能够更加安全可靠地运行。发动机作为飞机部件中的最重要部分其装配技术也由人工向着自动化发展，本文探讨了吊装式安装，推入式安装，举升式安装三种不同的装配技术和航空发动机单元体部件总体的装配工艺。

二、航空发动机装配技术

（一）吊装式安装

吊装式安装技术对机型有一定的要求，需要飞机发动机安装位置距离地面较高且具有一定的安装空间，此时采用吊装式安装技术更加合适，要根据发动机吊装点的设计选择合适且有吊装通路的吊装设备。在吊装过程中要将安全作为核心，首先要选择合适的吊具将吊具与吊车和发动机连接并确保连接的安全可靠。接着吊车会将发动机运送至规定的位置，在运输过程中可以利用牵引绳确保发动机的稳定。最后进行发动机的安装。吊装式安装相较于其他安装技术更加高效快捷但因其需要将发动机吊起约一小时，这一过程中存在较大的风险，此外发动机在吊运过程中需经过飞机的各个部件也存在会损伤部件的风险。可以通过使用易于移动的停放车缩短吊装时间，减少风险。

（二）推入式安装

推入式安装又称发动机数字化对接平台，这一技术在战斗机的发动机对机安装中的应用比较普遍适用于安装空间狭长的机型。推入式安装在航空发动机装配中的应用能够有效提高发动机装配的效率和精确度。数字化对接平台在发动机安装中的应用首先要将发动机吊装置数字化平台上并将发动机固定。接下来使用集成管理系统发出指令使激光测量装置开始对发动机安装位置进行测量，同时反馈测量信息。集成管理系统对测量信息进行进一步分析后，设计出相应的坐标位置，调整发动机位置和姿势后进行安装。推入式安装技术打破了以往人工安装的束缚，利用了数字化对接平台使发动机安装的精确度更高，提高了装配效率，有效节省了发动机装配过程中的人力消耗。

（三）举升式安装

举升式安装多用于发动机距离地面较低的安装场景，在大型客机这一领域的应用较为广泛。利用发动机运输车进行发动机装配工作与吊装式安装相比，吊运时间更短，调用过程中的风险更少并且其安装效率和准确度都比较高。但是由于发动机安装车体积较大所以采用这一方法时需要厂房地面质量符合要求。

（四）单元体、部件、总体装配

在航空发动机的单元体装配中需要将各个单元体的零部件进行组装，再将各个维修单元体组装成主单元体，维修单元体主要包括附件、管路和零件。单元体装配中主要有三个主单元体和一些其余的零部件，在主单元体组装完毕后，将主单元体和剩余零部件装配成整机。单元体装配的方法效率较高，可以同时进行不同维修单元的组装和分解其装配任务较为明确，有利于装配人员的分配和装配计划的制定。

发动机部件组装的工作量较大在此过程中需要对发动机的维修单元，主单元等进行装配，分解和检验，在这一过程中需要利用多种航空发动机装配技术，比如转子组合键的同心度控制技术、几何可调精密工装设计制造技术等。

与单元体装配和部件装配相比总装对装配技术要求较高，尤其是主机装配的精确度是决定航空发动机装配质量的主要环节也是航空发动机装配技术中的难点，目前主机装配主要依靠人工及专用工装设备完成定位，工装及设备的老化容易导致主机的磕碰和精确度降低，随着发动机向着高性能方向发展对装配技术也提出了更高的要求。

航空发动机无论采用哪种装配技术其遵循的装配原理都相同。随着飞机大部件的数字化自动对接系统以及航空发动机数字化自动对接系统的应用越来越成熟，将计算机技术应用在航空发动机装配工艺执行系统中可以有效提升整个系统的稳定性与一致性，不断提高数字化自动装配技术的成熟度，使航空发动机装配更加稳定精确,将是航空发动机装配工艺的主旋律。

三、航空发动机检测方法

对航空发动机的一些参数进行测量时确保航空发动机稳定运行的关键，目前较为先进的航空发动机检测技术主要有以下几个特点：第一种在航空发动机装配期间进行检测。第二种采用更具科学性和先进性的先进仪器和先进技术进行检测。第三种利用计算机技术处理航空发动机装配过程中的各项数据。第四种检测对计算机装配的效率和精度要求较高。

（一）转子、静子同心度装配检测

在航空发动机中能够影响发动机性能和运行安全性的关键部件有叶间间隙、同轴度测量等，在安装过程中要尽可能减少叶间间隙可以通过转子静子同心度装配检测法测量间隙距离和相关参数，尽可能通过减小间隙降低发动机运行的燃油消耗率并延长发动机的运行时间。但如果叶间间隙过小可能会导致发生碰撞摩擦及发动机振动等问题，导致飞机飞行中出现安全事故，所以要合理控制叶间间隙，在安全飞行的范围内，尽可能减少燃油消耗率。通过转子静子同心度装配检测可以对静态转子静子位置进行评估，判断叶间间隙的实际情况并对其进行适当的调整达到优化装配的目的。

（二）差分式排气面积检测

差分式排气面积检测法主要对导向器喉道面积进行检测，导向器回道面积对发动机性能有着较大的影响其决定了发动机耗油率等各种因素，以及发动机是否能够稳定工作。差分式排气面积检测法是目前应用较为普遍的导向器吼道面积测量方法。在测量时主要用到两种测量设备一种是工作量较大，工作效率低的测具，这种测量设备在测量时消耗时间较多并且需要多种装备。另一种是三坐标测量机，与第一种相比其测量效率更高测量速度更快。

（三）智能检测技术

智能检测技术与其他检测方法不同，智能检测技术引入了人工智能技术是结合航空发动机检测理论知识与人工智能技术建立数学模型，对航空发动机进行检测利用了神经网络检测技术和人工智能检测分析。该技术属于前沿技术，发展空间较大。

总结

航空发动机属于大型的复杂机电机构，涵盖了大量的技术，其内部结构十分复杂，在进行拆装以及维修时十分的麻烦，对技术人员的综合能力要求极高，并且相关的费用十分高昂。总而言之，在航空飞机的各个部件中，发动机是最关键核心的部件，对航空飞机性能有着直接的影响。航空发动机对接装配工艺决定了发动机能否安全稳定的运行，优秀的装配工艺设计方案对于加速企业技术创新，提高产品的质量和可靠度，降低产品研发费用，缩短研发周期具有十分重要的意义。目前装配工艺已经由传统的人工装配向着自动化信息化发展，我国也逐渐将航空发动机安装平台研究方向转向集成化安装，发动机装配工作效率和精确度都会逐渐提升。

参考文献：

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