摘 ?要:本文闡述了軍用航空發(fā)動機的維修保障特點,并從維修模式的變化、經驗維修向科學維修的轉變以及維修技術向專業(yè)化發(fā)展三個方面分析了現代軍用航空發(fā)動機維修保障的變化。
關鍵詞:軍用航空發(fā)動機 維修保障 特點 發(fā)展變化
引言
航空發(fā)動機是一種高度復雜和精密的熱力機械,作為飛機的心臟,工作于高溫、高壓、高負荷、高轉速等的極其惡劣的環(huán)境中,被譽為現代工業(yè)“皇冠上的明珠”。軍用航空發(fā)動機的維修是發(fā)動機全壽命周期管理的重要環(huán)節(jié),航空發(fā)動機維修賦予了發(fā)動機第二次生命,其維修保障具有高壁壘、高風險、高成本、高技術的特點,是與現代科學工程管理和高新技術共同進步的新型技術領域,航空發(fā)動機維修作為一項大型、復雜的系統工程越來越受到重視,隨著我國航空工業(yè)的高速發(fā)展,航空發(fā)動機型號的更新迭代,軍用航空發(fā)動機的維修保障也在發(fā)展變化。
航空發(fā)動機維修保障特點
(1)高壁壘
航空發(fā)動機是高溫高速燃燒氣體在高載荷下工作的旋轉動力機械,運用了氣動熱力學、結構力學、燃燒學、自動控制技術、材料學等多方面的高端科技成果研制而成,各專業(yè)的集成度非常高,行業(yè)的壁壘之高非一般企業(yè)能夠企及。作為飛機的核心部件,也是我國軍工領域的核心資產,目前來看,全世界范圍內只有少數國家可以自主研發(fā)和大修,制造和維修水平代表了國家的科技水平,也代表了國家綜合國力的象征。
(2)高風險
航空發(fā)動機復雜精密的特性決定了維修保障的高風險性,影響發(fā)動機修理過程的風險因素繁多,主要包括:發(fā)動機本身的設計缺陷、修理技術和工藝因素、工裝設備的因素、零備件因素等。維修過程中任何微小的質量風險事故都會對發(fā)動機,在一些飛機事故調查中往往是一顆的螺絲釘或微小的異物碎片導致重大事故,造成不可估量的損失。
(3)高成本
航空發(fā)動機自身價值昂貴,一些關鍵零部件動輒幾十萬上百萬元,維修保障費用同樣耗資巨大。維修需要的檢測設備、零部件加工設備十分昂貴,一座模擬檢測發(fā)動機性能參數的航空試車臺建設成本在三四千萬元,一臺進口的加工葉片的高速葉尖磨設備購置成本也有幾千萬元之巨。維修設備投入巨大還只是其中一方面,打造一只多學科交叉的高端維修技術人才團隊的人力成本也是維修成本高的另一主要因素。
(4)高技術
航空發(fā)動機的核心部件制造工藝對技術的要求極高,維修技術的要求也相差無幾,以航空發(fā)動機葉片的焊接修復再生技術為例,先進的修復技術需要對其焊接的路徑進行精確的規(guī)劃,利用STL模型和CAD模型進行分層處理,再通過使用大型仿真模擬軟件進行仿真模擬實驗得到焊絲送絲的速度,電壓、電流大小等精確的焊接參數,以此為參考對葉片的修復再生提供指導。高技術的應用為發(fā)動機零部件的高難度維修工作提供了可能。
軍用航空發(fā)動機維修保障的發(fā)展變化:
(1)“少品種、大批量”維修模式向“多品種、小批量”柔性并線維修模式轉變
現今我國航空工業(yè)進入高速發(fā)展的軌道中,較多型號的航空發(fā)動機研發(fā)并成功投入使用,同時原有型號航空發(fā)動機還未到壽,航空發(fā)動機的維修保障面臨夸代、多型、多品種、小批量的維修環(huán)境。
傳統的維修企業(yè)一般一種型號航空發(fā)動機配備一條大修線,不同型號的發(fā)動機主機維修保障人員、維修設備、維修區(qū)域的交叉利用較少,在我國航空工業(yè)發(fā)展的一定時期內這種維修模式是能滿足維修保障需求的,但隨著不同型號發(fā)動機的增多,受多方面因素的限制,為某一種型號航空發(fā)動機建設一條單獨的維修線的情況會變得越來越少,尤其是某些型號航空發(fā)動機每年的維修量很小,單獨配備一條維修線,造成了人力、工裝設備等多方面資源極大的浪費,為企業(yè)后續(xù)發(fā)展造成阻礙,維修企業(yè)開展多型號柔性并線的修理模式是大勢所趨。
柔性并線的修理模式通過整合資源,使同一個維修單位的同一條維修線具備修理不同產品的能力,這就要求相關因素(人員、工裝設備、零部件的操作、維修流程等)具備柔性特征,幾種型號的發(fā)動機產品同時共享工裝、設備、人員等多方面資源,充分提高各種維修要素的利用率,提高維修效率,縮短維修周期,為企業(yè)創(chuàng)造更大效益。另外,柔性修理線在規(guī)劃時不應只考慮現有的幾種產品型號,還需考慮為在研階段的新型號預留接口,待新產品進入試修后無須開辟新的維修線,為企業(yè)的發(fā)展節(jié)省大量資源。
(2)經驗維修轉向科學維修轉變
隨著航空工業(yè)的快速發(fā)展,傳統的經驗維修已經逐漸不能適應現代航空發(fā)動機維修的需求,科學的維修主要是指以科學的維修理論為指導,以科學技術的進步為依托,使航空發(fā)動機維修的可靠性更強,維修效率更高,實現維修綜合效益最大化,其中科學的流程管理和科學的數據統計分析工作是航空發(fā)動機維修進步的重要體現。
航空發(fā)動機在有限的空間內布置了數以萬計的精密零部件,并要求其在極端惡劣的環(huán)境下進行可靠持久的工作,維修過程從分解到調試合格中間有的需要幾百道工序,涉及成千上萬的零部件,只有經過科學的流程管理規(guī)劃,才能制定對產品的周期、效率、成本、備件有序合理的科學修理流程,達到事半功倍的效果。
科學的數據統計分析工作對航空發(fā)動機修理工作也有著非常重要的意義,以發(fā)動機的排故為例,引發(fā)故障的因素繁多,裝配問題、工藝的執(zhí)行問題、工裝測具的誤差、模擬試驗數據偏差,更多的是多種因素的綜合影響,在發(fā)動機試車過程中,很多故障具有不易觀察、隨機性大,有的故障甚至還會出現來去無蹤的特點,單純靠技術人員的經驗來判斷難度很大,科學的數據統計分析能夠從數據中找到規(guī)律、共性,為故障的排除提供客觀的依據。一些先進的修理企業(yè)已經開展“大數據”統計分析,通過記錄和掌握修理過程中的海量數據,對出現的問題進行大數據分析追蹤,增加數據分析的客觀準確性,減少人為因素干擾,提高維修質量和效率。
(3)維修技術向專業(yè)化發(fā)展
通過了解國外軍用四代機的技術性能和技術特征,可以發(fā)現先進的航空發(fā)動機應用了大量的新技術、新材料、新工藝,現有的航空發(fā)動機維修技術主要有:分解和裝配技術、精密機械加工、無損檢測技術、特種加工技術、焊接技術、表面涂層修復技術、試車測試技術等,這些維修技術隨著發(fā)動機制造技術的進步也正向更加專業(yè)化的方向發(fā)展。
航空維修技術正在向很多專業(yè)化程度要求極高的學科靠攏。復合材料具有高強、輕質、耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)點,在先進航空發(fā)動機部件上的應用越來越廣泛,其中樹脂基復合材料主要應用于發(fā)動機機匣,陶瓷基復合材料應用于發(fā)動機熱端部件和風扇,學習和應用復合材料修復技術將會是航空發(fā)動機維修企業(yè)向專業(yè)化邁進的必修課。熱障涂層修復技術在航空發(fā)動機關鍵零部件耐磨損、耐高溫、阻燃等方面發(fā)揮了重要作用,在維修過程中熱障涂層的應用相比于制造過程中的熱障涂層技術更加復雜,難度更大,涉及更多復雜專業(yè)。從新型復合材料和表面涂層修復技術在航空發(fā)動機上的應用來看,未來發(fā)動機維修對相關技術應用的專業(yè)化程度的要求會更高,更應引起維修企業(yè)的重視。
結束語
通過對軍用航空發(fā)動機維修保障的特點和發(fā)展變化的闡述和分析,現代航空發(fā)動機維修企業(yè)需要對維修模式做出合理的調整,并創(chuàng)新維修模式,利用科學的維修管理方法,提高維修質量和效率,同時掌握先進的、更加專業(yè)化的維修技術,從而獲得企業(yè)競爭的優(yōu)勢,更好的實現軍用航空發(fā)動機維修保障目標。
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作者簡介:梁強(1986年9月1日—),男,漢族,籍貫:河北省邯鄲市臨漳縣,碩士研究生,助理工程師,研究方向:航空發(fā)動機。