■ 肖金彪 張曉爽 單曉明 / 中國航發(fā)動研所

航空發(fā)動機的交付是航空發(fā)動機由生產轉向使用的重要環(huán)節(jié)，是涉及多專業(yè)的系統(tǒng)工程，難點繁雜，需多個專業(yè)的技術、技能人員通力合作，交付模式及其標準的優(yōu)化和制訂在其中發(fā)揮了至關重要的作用。

根據國軍標（GJB）241A-2010和242A—2018的要求，在航空發(fā)動機出廠交付用戶前，需開展交付驗收試車，以向用戶證明交付的航空發(fā)動機產品滿足相應的驗收要求。航空發(fā)動機的具體交付驗收要求一般通過航空發(fā)動機的出廠驗收要求進行規(guī)定，按要求的最少裝試次數不同，航空發(fā)動機交付模式一般分為“兩裝兩試”和“一裝一試”。

相關標準分析

目前國際上通用的航空發(fā)動機交付模式標準要求主要集中在航空發(fā)動機通用規(guī)范方面，具體以美國軍用標準JSGS-87231A《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動機通用規(guī)范》和JSSG-2007《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動機通用規(guī)范指南》系列為主。

在JSGS-87231A《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動機通用規(guī)范》中，未出現與發(fā)動機檢驗交付試車直接相關的內容，僅在“4.10.2.2 質量符合性檢查”中要求使用部門可對試驗件和試驗設備進行檢查，包括實物和資料檢查，未對檢查細節(jié)提出要求。

在JSSG-2007《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動機通用規(guī)范指南》中，對應的章節(jié)主要為“附錄B 批生產發(fā)動機驗收試驗手冊”，并在“B.4.13.5 試車程序”中規(guī)定“驗收試車應該由下述規(guī)定的初始運轉和最終運轉組成”。同時，在“B.4.13.5.1.1 初始運轉后檢查”中，要求“初始運轉完成后，實施抽樣分解計劃時，選擇計劃要分解的發(fā)動機……倘若出現某一零件有缺陷，則用批準的零件更換。并且按使用部門的判斷意見，應進行適當時間的懲罰性運轉”（對懲罰性運轉，國內一般使用附加運轉進行表述）。另外，在“B.4.13.5.2 最終運轉”中，要求“已按B.4.13.5.1.1 分解和檢查的發(fā)動機，應進行最終運轉”。

根據上述要求，發(fā)動機檢驗交付試車主要包括初始運轉、懲罰性運轉和最終運轉，且通過抽樣計劃，對抽中的發(fā)動機進行“兩裝兩試”，其余發(fā)動機進行“一裝一試”。在JSSG-2007A和JSSG-2007B中，上述要求（尤其是檢驗交付試車的具體程序）基本未發(fā)生變化。

我國航空發(fā)動機交付模式要求相關的標準主要為GJB 241A—2010《航空渦輪噴氣和渦輪風扇發(fā)動機通用規(guī)范》和GJB 242A—2018《航空渦輪螺槳和渦輪軸發(fā)動機通用規(guī)范》，分別規(guī)定了渦噴渦扇發(fā)動機和渦軸渦槳發(fā)動機的交付驗收試車要求，具體章節(jié)為“4.4.4 A組檢驗”，且GJB 241A—2010和GJB 242A—2018對此要求差異較小。

在GJB 241A—2010和GJB 242A—2018中，A組檢驗要求的試車程序主要包括初步運轉（工廠試車）和最終運轉（檢驗試車），并在初步運轉后進行分解檢查，視情（根據分解檢查過程中發(fā)現的缺陷等問題以及進行的零組件更換）進行附加運轉，附加運轉后再次分解檢查，最后進行最終運轉。在具體的運轉程序（試車譜）方面，初步運轉和最終運轉要求相同，附加運轉根據需要決定，最長的附加運轉可完全重復初步運轉。

在GJB 241—1987和GJB 242—1987的“4.7 驗收試車”中，相較GJB 241A—2010和GJB 242A—2018，多出了“4.7.7 抽樣計劃”要求，即如實行抽樣計劃，對抽選的發(fā)動機進行初始運轉和最終運轉，其余發(fā)動機僅進行最終運轉。同時，在GJB 241—1987和GJB 242—1987對應的使用指南GJB/Z 216—2004《航空渦輪噴氣和渦輪風扇發(fā)動機通用規(guī)范使用指南》和GJB/Z 225—2005《航空渦輪螺槳和渦輪軸發(fā)動機通用規(guī)范使用指南》中，對實行抽樣計劃的前提條件要求為：發(fā)動機設計技術成熟，生產質量穩(wěn)定，整機性能有確實的保證；發(fā)動機生產的批量要很大；原材料生產、裝配、成附件供應、試驗各環(huán)節(jié)有良好的質量保證體系。

根據上述標準內容，可以看出在美國軍用標準中，從JSSG-2007開始即要求通過抽樣計劃進行“一裝一試”；在我國的標準規(guī)范中，GJB 241A—2010和GJB 242A—2018要求進行“兩裝兩試”，GJB 241—1987和GJB 242—1987要求按抽樣計劃進行“一裝一試”，且在對應的使用指南中給出了進行“一裝一試”的前提條件。

交付模式現狀

目前國際上航空發(fā)動機的交付模式以“一裝一試”為主，如法國賽峰集團的阿赫耶（Arriel）系列、阿蒂丹（Ardiden）3C/渦軸16發(fā)動機和美國F100、F110、F119渦扇發(fā)動機，以及加拿大的PT6發(fā)動機等。但也有發(fā)動機采用“兩裝兩試”交付模式，如俄羅斯的AL-31F系列渦扇發(fā)動機、D-30系列渦扇發(fā)動機、117S渦扇發(fā)動機和TV7-117V渦軸發(fā)動機等。同時，美國的T700發(fā)動機在型號規(guī)范中要求“每臺交付的T700-GE-701A發(fā)動機應進行驗收試車，它由程序A或程序B中規(guī)定的試驗組成。開始，按合同中質量規(guī)劃所規(guī)定的，一定數量的發(fā)動機應按程序A試驗驗收，直至批準使用程序B為止”。其中，程序A為“兩裝兩試”交付模式，程序B為“一裝一試”交付模式。國內航空發(fā)動機的交付模式目前以“兩裝兩試”為主，但也有部分型號采用“一裝一試”，如對法合作的渦軸16發(fā)動機等。

交付模式對比

按GJB 241和GJB 242中的驗收試車要求，加上發(fā)動機初步運轉前的發(fā)動機裝配，在不考慮按需的附加運轉及其分解檢查的情況下，在初步運轉和最終運轉時均需開展一次裝配和一次試車，整個驗收試車程序需開展2次裝配和2次試車（不包括按需的附加運轉及其分解檢查和裝配），一般稱為“兩裝兩試”交付模式，具體流程如圖1所示。

在“兩裝兩試”交付模式的基礎上，除了按需的附加運轉以外，僅進行初步運轉（JSSG-2007B和T700型號規(guī)范要求）或最終運轉（GJB 241—1987和GJB 242—1987要求），并在完成試車運轉后不進行發(fā)動機分解，僅進行整機原位檢查，即在不包括按需的附加運轉及其分解檢查和裝配的情況下，僅需進行1次發(fā)動機裝配和1次試車，一般稱為“一裝一試”交付模式，具體流程如圖2所示。

對比兩種交付模式，主要差別在于第一次發(fā)動機運轉后，不再進行分解檢查，而是僅進行整機原位檢查。同時，由于“一裝一試”僅進行一次發(fā)動機試車運轉（不包括附加運轉），不需區(qū)分初步運轉和最終運轉，且根據已有標準要求和工作經驗，“一裝一試”下的發(fā)動機試車運轉（不是附加運轉）可能是初步運轉程序或最終運轉程序或兩者結合優(yōu)化的運轉程序，因此在圖2的“一裝一試”交付模式中將附加運轉以外的發(fā)動機運轉稱為試車運轉。

通過上述兩種交付模式的對比，可以發(fā)現“一裝一試”相較“兩裝兩試”可以縮短交付周期，提高交付效率，降低生產成本，同時避免了發(fā)動機再次分解和裝配過程中可能發(fā)生的零件磕碰、劃傷、薄壁件變形、零組件復位和配合不達標、軸承拉傷、齒輪嚙合等質量問題和不利影響?！皟裳b兩試”相較“一裝一試”可以通過初步運轉后的分解檢查發(fā)現更多問題，并盡量避免將其帶到外場，進而更加有效地保證交付質量。

交付模式優(yōu)化和轉變

優(yōu)化和轉變思路

根據對“兩裝兩試”和“一裝一試”交付模式對比分析，兩者的主要差異在于首次裝配試車（初步運轉）后是否需進行分解檢查。

在發(fā)動機質量尚不穩(wěn)定（或尚未通過足夠的發(fā)動機臺份樣本量證明發(fā)動機質量穩(wěn)定性）時，通過“兩裝兩試”交付模式中的分解檢查可以盡可能多地發(fā)現發(fā)動機內部零組件早期問題（由于驗收試車的運轉時數限制，僅能發(fā)現發(fā)動機使用早期問題，且由于檢查方法限制等因素，不能確保早期問題100%地發(fā)現），進而提高交付發(fā)動機的質量水平。但隨著發(fā)動機質量穩(wěn)定性的不斷提高和發(fā)動機檢查方法的不斷優(yōu)化，通過驗收試車中初步運轉后分解檢查發(fā)現問題不斷減少（直至發(fā)現的問題不會影響后續(xù)外場使用）或均可通過整機原位檢查進行發(fā)現（如在整機原位檢查時發(fā)現存在缺陷的零組件，且需通過發(fā)動機分解才能具體定位或替換時，仍需進行相應的發(fā)動機分解），此時再進行初步運轉后的分解檢查及其后的最終運轉則不會得到相應的收益，反而會有可能由于發(fā)動機分解導致缺陷零組件的增多，此時宜轉變?yōu)椤耙谎b一試”交付模式，以降低發(fā)動機交付成本，提高發(fā)動機交付效率。

同時，在采用“兩裝兩試”交付模式時，如發(fā)現通過初步運轉后分解某部件/單元體的檢查未發(fā)現問題或發(fā)現的問題均可通過整機原位檢查進行發(fā)現，則可優(yōu)化發(fā)動機分解檢查程度；或對某一檢查項目，一直未發(fā)現問題，則可取消該檢查項目或改為抽樣檢查，進而優(yōu)化已有交付模式。

同時，為更好地識別和分析上述交付模式優(yōu)化和轉變時的相關問題，考慮到上述分解檢查發(fā)現的問題是在發(fā)動機初步運轉（根據實際情況還需加上相應的附加運轉）后通過分解檢查發(fā)現的，為此同步收集發(fā)動機外場早期（具體時間主要參考發(fā)動機驗收試車允許的最長運轉時數）使用時發(fā)現的問題，并參考上述分解檢查時發(fā)現的問題進行分析，以更充分地分析交付模式優(yōu)化和轉變時的相關問題。

問題分析

在完成初始數據（包括初步運轉后分解檢查發(fā)現的問題和外場早期使用發(fā)現的問題）的收集后，需對問題項開展進一步篩查分析，排除下述問題項：一是與交付模式優(yōu)化和轉變無關的問題項，即兩種交付模式均可發(fā)現或均不能發(fā)現的問題項；二是可通過整機狀態(tài)下檢查發(fā)現的問題項，包括通過對現行的交付驗收試驗要求進行修改，增加整機狀態(tài)時的檢查項目或采用新的檢查工具和檢查技術后能發(fā)現的問題項，必要時可開展相應的驗證；三是已通過問題攻關或發(fā)動機質量提升解決的問題項，必要時可開展相應的驗證；四是僅由于初步運轉后的分解導致的問題項，即如不進行初步運轉后的分解檢查，則不會發(fā)生的問題項。

排除上述問題項后，對影響交付模式優(yōu)化和轉變的問題項進行分析評估，具體可從問題項的發(fā)生概率和后果嚴酷度等方面進行，并綜合發(fā)現的問題項，評估各單元體/部件和發(fā)動機整機的交付模式優(yōu)化和轉變風險。

根據上述分析評定結果提出交付模式優(yōu)化和轉變方案。同時，為進一步證明交付模式優(yōu)化和轉變的可行性，可通過抽樣的形式進行交付模式的逐步過渡。上述問題分析流程如圖3所示。

圖3 問題分析流程

前提條件分析

綜合上述分析，結合GJB/Z216—2004和GJB/Z 225—2005中實行抽樣計劃的前提條件要求，在進行交付模式優(yōu)化和轉變分析時，需收集發(fā)動機初步運轉后分解檢查發(fā)現的問題和外場早期使用發(fā)現的問題（問題數量和發(fā)動機臺份數應有一定的數量，以保證問題發(fā)生概率分析的準確性），且需保證發(fā)動機設計成熟和交付質量具有一定的穩(wěn)定性（如設計成熟度不足或交付質量不穩(wěn)定，則不具備分析問題發(fā)生概率的前提條件）。因此，交付模式轉變一般在狀態(tài)鑒定審查后的小批量試生產產品交付一定的數量之后開展，對改型發(fā)動機或引進生產、合作研制等有相應技術基礎的發(fā)動機，在分析確認發(fā)動機交付質量不受發(fā)動機改型的較大影響的前提下，也可將改型的上述發(fā)動機問題數據作為改型后的發(fā)動機問題數據一并開展分析，即在改型發(fā)動機的科研階段或小批量試生產產品開始交付時即開展交付模式研究工作。

在進行發(fā)動機交付模式優(yōu)化和轉變分析時，交付質量穩(wěn)定性和一定批量的交付是前提，且抽樣比例確定后，也需根據交付質量變化進行相應的更新，為此在進行交付模式優(yōu)化和轉變分析時，宜按不同時間段進行分階段分析和評定，以體現和研究交付質量隨產品交付時間的變化。

基于抽樣的交付模式優(yōu)化和轉變分析

在通過上述前提條件分析和問題分析評估確定航空發(fā)動機具備交付模式優(yōu)化和轉變的條件后，為進一步降低交付模式優(yōu)化和轉變后可能帶來的風險，參考國內外標準中的相關抽樣要求，可通過抽樣進一步證明交付模式優(yōu)化和轉變能力。即通過抽樣計劃選擇一部分發(fā)動機執(zhí)行原有的交付模式，另外一部分發(fā)動機執(zhí)行優(yōu)化和轉變后的交付模式，通過監(jiān)控兩種交付模式下的發(fā)動機交付驗收試車過程中相關數據以及外場短時使用數據和長時間使用表現，證明發(fā)動機進行交付模式優(yōu)化和轉變的能力。

同時還可根據上述監(jiān)控數據，不斷調整抽樣比例，最終逐步過渡到100%比例的“一裝一試”交付模式。

結束語

通過收集、梳理和分析影響交付裝試模式優(yōu)化和轉變的問題項，對可開展交付模式轉變的型號，可以通過交付模式的轉變實現基于抽樣的發(fā)動機“一裝一試”交付，進而縮短交付周期，提高交付效率，降低生產成本；對尚不能進行交付模式轉變的型號，可以通過上述問題項的梳理分析，為型號后續(xù)的質量提升改進提供方向，同時還可以通過完善檢測項目和發(fā)動機分解程度，進而優(yōu)化交付驗收試車程序。因此，建議對已具備交付模式優(yōu)化和轉變前提條件的型號，開展交付模式優(yōu)化和轉變研究；對尚不具備交付模式優(yōu)化和轉變前提條件的型號，開展發(fā)動機分解檢查步驟和檢查項目要求研究，并提前和用戶方協(xié)調，為后續(xù)交付模式優(yōu)化和轉變的順利開展奠定基礎。