司鍵

摘 要：航空燃氣渦輪軸發(fā)動機是一個復雜的系統(tǒng)工程。文章介紹了按照構型管理和產品結構模塊化的相關思想，對航空燃氣渦輪軸發(fā)動機構型項進行劃分，簡化發(fā)動機管理的過程。

關鍵詞：渦輪軸發(fā)動機；構型管理；構型項

航空渦輪軸發(fā)動機的特點是結構復雜、零部件數(shù)目眾多，而且是一個復雜的系統(tǒng)工程。傳統(tǒng)的發(fā)動機產品結構層次多，嵌套太多，給發(fā)動機的更改控制帶來極大難度，因此，需要對發(fā)動機產品結構進行改造，按照構型管理的理念，劃分構型項。

1 構型管理的基本功能

構型管理也稱為技術狀態(tài)管理，是產品在全壽命周期內，為確立和維持產品的功能特性、物理特性和產品需求、技術狀態(tài)文件規(guī)定保持一致的活動[1]。構型管理由5個部分組成：構型驗證和審核、構型管理計劃編制及管理、構型標識、構型更改管理、構型狀態(tài)紀實。

2 構型項的定義

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

發(fā)動機產品劃分為若干構型項，并進行構型標識，每個構型項由零部件、系統(tǒng)等組成。構型項的劃分，要使得發(fā)動機產品結構扁平化，要有利于發(fā)動機產品數(shù)據(jù)的管理和控制。一個發(fā)動機產品究竟分解為多少層次，與產品的復雜程度有關，一般最多4～6層[2]。

2.1 構型項選擇過程

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

2.2 構型項選擇方式和標準

構型項選擇過程一般分為：建立產品結構，確立構型項，確立關聯(lián)內容。構型項的選擇，在工作實踐中很依賴工程設計人員的經驗判斷，一般情況下，選擇構型項需要綜合考慮以下幾方面：

（1）物理特性和功能特性獨立的零組件。

（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。

構型項的選擇還要考慮發(fā)動機的安裝過程，要有利于發(fā)動機的分解裝配，還要便于發(fā)動機零部件的管理，如點火系統(tǒng)，一般包括點火器、點火電纜及點火的電咀或噴嘴，常常將以上零件作為一個整體來進行看待。

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

構型項的選擇是一個綜合考慮的過程，一般情況下，發(fā)動機構型項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 模塊化構型思想

傳統(tǒng)的航空渦輪軸發(fā)動機管理模式是以圖紙為基進行管理，出現(xiàn)了設計問題后，用圖紙加“更改單”的方式進行更改。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)動機的產品構型項視為一個個模塊，各模塊間相對獨立，模塊的接口保持互換性，則發(fā)動機的設計更改只會在模塊內部傳播，其影響只限于本模塊之內，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 模塊化產品結構

產品結構是進行發(fā)動機構型的基礎，不同的產品結構構形式直接影響到發(fā)動機管理的的形式和管理的過程。

傳統(tǒng)的航空渦輪軸發(fā)動機產品結構形式，是將發(fā)動機分為進氣頭部、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管、附件等幾大部分，是按發(fā)動機的功能劃分發(fā)動機產品結構形式。

模塊化的產品結構形式，就是將發(fā)動機產品結構扁平化，將電氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)等視為構型項；同時將發(fā)動機本體上的壓氣機部件、燃燒室部件、渦輪部件等進一步細分：

結構部件的連接和對接或結構部段的對接設定為一個連接構型項，如各單元之間的相關連接件等；

將發(fā)動機裝配的基準件，設定為一個裝配構型項，如中介機匣、壓氣機機匣、燃氣渦輪等；

將承受和傳遞重要載荷的連接構建和接頭設定為一個構型項；

將有互換要求的部件級，設定為一個構型項；

將依據(jù)復合材料結構的整體成型、固化、交接等分別設定為構型項。

采用模塊化組織產品結構時，需要注意以下幾點：

（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。

模塊化的產品構型，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)動機的構型[5]。發(fā)動機的構型過程可以看作是選擇相應模塊的過程，從而形成航空發(fā)動機產品。

5 結束語

航空渦輪軸發(fā)動機是一個商機巨大的市場，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)動機不僅有巨大軍事價值，也有較高的經濟價值。學習國內外先進的發(fā)動機管理方式，按照構型管理的思想管理發(fā)動機，才能更好的滿足客戶的需求。

參考文獻

[1]GJB 3206A-2010.技術狀態(tài)管理[S].

[2]王慶林，余國華，王睿.構型管理[M].上?？茖W技術出版社，2010.

[3]董琳琳，朱永偉.民用飛機設計構型項選擇[J].航空與航天，

2015，04（2）：6.

[4]陶劍，范玉青.基于構型項的飛機研制建模技術[J].北京航空航天大學學報，2007，33（17）：1241-1245.

[5]陰龐龍，何景武.大型客機構型管理研究[J].民用飛機設計與研究，2009年增刊：179-18.