今天小编为大家推荐《航空发动机论文范文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：航空发动机控制系统是发动机的大脑和神经系统，控制系统的优劣直接关系到航空发动机的性能和可靠性。随着航空技术的发展，要求不断地提高，控制系统也由最初活塞式发动机改变螺旋桨桨距的转速自动调节器发展到燃气涡轮发动机的转速、温度、油量、起动、加速等控制系统，以及保证发动机安全工作的防喘装置，超温、超转限制器等。
第一篇：航空发动机论文范文
民用航空发动机客户支持需求研究
摘要：客户支持需求是民用航空发动机产品需求的有机组成部分，满足客户支持需求是民用航空发动机产品取得市场成功和商业成功的关键。通过对国际标杆企业的研究和客户调研，总结了民用航空发动机客户支持需求的主要内容，应用系统工程理论，提出了客户支持需求的定义方法以及如何满足客户支持需求的设想。
关键词：民用航空发动机;客户支持需求;客户服务
0 引言
民用航空发动机一直以来都是国之重器。要研发一款成功的民用航空发动机产品，高水平的全生命周期客户支持是关键，甚至比产品本身的技术水平还更受重视。此外，产品交付后的客户支持是发动机制造商获得利润的主要来源 [1] 。
我国民用航空发动机自主研发刚刚起步，尚未走过从产品研发到生产交付再到运行使用直至产品退役的完整过程，产品研发多聚焦于产品的设计技术指标，对产品交付后的运行使用、维护维修和客户服务考虑不足，客户服务部门多数充当的是“救火队”的角色，对于产品研发只能被动地接受 [2] 。从国际主流民用航空发动机产品研发与运行的历史经验来看，为了在产品交付后给客户提供高质量、高水平、高效率的服务，应在产品研制早期全面谋划产品全生命周期客户支持服务工作，充分考虑客户支持需求 [1，3] 。
本文主要通过对国际主流航空发动机制造商客户服务体系和模式的研究，以及对国内各大航空公司、航空维修机构以及民用飛机制造商的调研，总结了民用航空发动机客户支持需求的主要内容，并应用系统工程理论，提出了客户支持需求的定义方法以及如何满足客户支持需求的设想。
1 航空运营人客户支持需求
航空运营人客户支持需求主要包括产品担保、客户支援、工程技术支援、技术出版物、航材支援、培训、大修维修等七个方面。除此之外，各大航空发动机制造商根据客户的需求和自身的独特技术能力，开发了许多特色服务，如GE公司基于Predix平台的大数据分析 [4] 、普惠公司的EcoPower发动机清洗服务 [5] 、斯奈克玛公司的客户发动机孔探实时支持服务 [6] 等。此外，按飞行小时收费的定制化的综合性服务包已经成为越来越多航空运营人的共同选择，也已成为国际主流发动机制造商客户服务产品开发的大势所趋。
1.1 产品担保
产品担保是发动机制造商就产品的性能和质量对客户做出的承诺。如果发动机产品在实际运行中未能达到担保水平，那么发动机制造商需按照担保条款的规定向客户提供补偿。
1.2 客户支援
建立遍布全球的客户支援网络，包括7×24快速响应中心、客户服务经理、现场服务工程师团队等，随时随地响应客户需求，解决产品运行中出现的各类问题;通过高效的客户服务网站为客户提供各种在线服务;为客户提供交付阶段的现场服务工程支援(EIS)，直至顺利过渡到航线运营;提供多种形式的发动机租赁服务，包括短期租赁、长期租赁、发动机交换、备发共享等。
1.3 工程技术支援
工程技术支援的范畴很广，服务形式也多种多样，主要包括在翼维修支援、飞机停厂紧急支援(AOG)、发动机状态监控与健康管理、发动机故障诊断、发动机送修管理、发动机退租管理等。
1.4 技术出版物
按照S1000D、ATA2200、ATA2300标准编制各类技术出版物，并通过客户服务网站向客户提供及时的修订和更新;在线提供飞行小时、飞行循环等机队数据以及最新的技术文档。
1.5 航材支援
提供推荐航材清单(RSPL)等航材工程数据，按照航材目录提供航材新件;为降低客户的运行成本，提供满足适航要求和运行使用要求的航材旧件;提供技术改装、产品升级套装等航材包;提供客户化的航材支援，包括航材租赁、航材共享、备件物流、零部件库存建议等。
1.6 培训
建立客户技术培训中心，为客户提供多种形式的培训，运用最新的教育方法和培训技术确保客户获取必须的发动机运营知识。
1.7 大修维修
建立完善的MRO网络，为客户提供发动机大修、零部件修理和附件修理服务。
1.8 按飞行小时收费服务包
传统服务模式下，发动机制造商与客户之间按照单次服务的具体内容，以工时加材料或者固定协议价的方式结算。随着发动机制造商对售后服务市场的不断渗透，越来越多的发动机制造商推出了按飞行小时收费服务包 [7] ，其中以罗罗公司的TotalCare服务 [8] 为典型代表，GE公司的TrueChoice服务 [9] 和普惠公司的机队管理计划也是根据按飞行小时收费的模式设计的。这种服务包的运营模式是：发动机制造商直接与航空运营人签署固定期限或发动机全生命周期的服务包合同，根据航空运营人选择的具体服务内容和发动机的运营使用情况确定小时费率。在实际运营过程中，航空运营人只需根据发动机的实际飞行小时数按照事先约定的小时费率定期向发动机制造商支付小时费用，发动机制造商负责提供合同范围内的所有服务(一般包括大修维修、工程技术支援、航材工具支援等)，服务期间无论服务次数多少，航空运营人都只需支付固定的小时费，无需额外付费。
2 飞机主制造商客户支持需求
发动机是飞机最重要的系统之一，在设计研发、交付和运行等过程中，飞机主制造商和发动机制造商必须协同工作，发动机制造商作为飞机的子系统供应商，应为飞机主制造商提供工程研发、市场营销与销售、批生产等方面的支持。
2.1 工程研发支持
协助完成与发动机相关的飞机系统集成;协助解决飞机系统集成和飞行试验期间发生的接口问题;在飞机设计研发、试验、试飞和取证阶段，提供发动机相关的技术和工程支持和服务，包括提供必要的设备、仪器、技术文件和人员培训，委派相关专业人员进行现场支持等;协助飞机主制造商开展维修工程分析;提供飞机级技术出版物编制所需的数据模块和数据文档，为飞机级技术出版物的编制、验证、取证和使用提供技术支持;为飞行模拟机的研制提供发动机相关数据、资料、软件以及工程技术支持;组建专门的工作小组配合飞机主制造商完成飞机取证。
2.2 批产支持
委派代表到飞机主制造商的工厂和交付中心解决批产过程中涉及发动机产品的任何问题;提供发动机整机安装到飞机上所需的专用工装;提供生产备件以支持飞机生产的连续性。
2.3 市场营销与销售支持
在飞机销售和营销活动中提供与发动机相关的支持，包括制定销售和营销策略，组织召开产品推介会，参加行业展览或贸易展等相关展会，设计产品介绍手册、宣传广告，建立并维护媒体关系等。
3 适航对运行支持的要求
适航是民用航空发动机产品投入运行的法定前提。为保证航空器始终处于适航状态，发动机制造商应在确保发动机产品初始适航的基础上，建立保证发动机产品持续适航的运行支持体系，并满足相关适航规章的要求。
中国民用航空局飞行标准司2014年颁发了《航空器制造厂家运行支持体系建设规范》(MD-FS-AEG006)，明确指出建立运行支持体系是型号合格证持有人的基本责任，并为航空器制造厂家建立运行支持体系提供了具体的指导。
4 民用航空发动机客户支持需求定义方法
客户支持需求回答了“在购买、获得、使用、维护和处置产品的过程中，客户需要发动机制造商提供什么样的协助、支援和服务”的问题。对于发动机制造商来说，客户支持需求不是简单地通过客户调研就能够完整捕获的，也不仅仅来源于客户。
1)从目标客户使用和维护民用航空发动机产品的具体场景出发，全面深入挖掘客户支持需求(见图1)
通过客户调研得到的客户支持需求往往是宽泛的，无法落实和验证。系统工程中的产品运行使用构想有助于全面深入地挖掘客户支持需求。运行使用构想描述系统在全生命周期各阶段如何运用以满足利益相关者的期望，它从使用的角度描述系统的特征并促进对系统目标的理解 [10] 。简而言之，运行使用构想就是对产品未来什么时间在哪里用、怎么用以及什么时间在哪里修、怎么修的预想，描绘了产品交付和运行阶段的完整蓝图。从这个蓝图出发，可以站在客户的视角全面审视客户开展每项工作需要得到什么样的服务和支持或者有什么样的期望。发动机制造商应深入了解客户使用产品的全过程，并将每个过程细化分解为单个活动，从每个活动出发，思考客户需要哪些支持，期望得到怎样的服务，然后整合所有的支持和服务内容，形成完整具体的客户服务方案，并与客户进行反复沟通确认。
2)在满足适航要求的基础上综合考虑外部环境和自身能力，进行统筹平衡
目标客户是民用航空发动机产品客户支持需求的主要来源，但不是唯一来源。适航规章对发动机产品运行支持的相关规定是必须满足的底线;行业惯例和竞争对手提供的服务内容及服务标准是重要参照;先进技术和前沿科技的发展牵引着客户服务业务的发展方向;发动机制造商及其供应商的服务能力现状和发展规划制约着能够实现的客户服务水平。因此，某个特定发动机产品的客户支持需求应在满足适航要求的基础上，综合考虑外部环境和自身能力，进行统筹、权衡和协调，尤其是要与产品本身的技术质量水平和发动机制造商实际的服务能力相匹配。
3)客户支持需求需要不断迭代更新
客户支持需求分析与定义不是一蹴而就的，而是随着产品设计的推进不断迭代和细化的。客户支持需求的沟通和迭代可能从产品开发早期一直持续到系统设计方案确定。此外，由于发动机产品的研发、生产和服役的周期较长，在这个过程中，市场和客户的期望可能随时发生变化，因此，在产品详细设计、验证甚至批产和运行阶段，依然有可能发生客户支持需求的补充和更改，这些更改可能带来发动机产品和/或客户服务产品的更改，这时就要求发动机制造商针对具体问题进行具体分析，分析更改造成的影响，权衡更改产生的收益和成本，最终做出是否要执行更改的决定。
5 如何满足客户支持需求
客户支持需求是否能够得到满足，主要受以下三方面因素的影响：一是发动机产品本身的固有属性，二是客户服务产品的设计和执行水平，三是发动机制造商及其供应商的服务能力。因此，满足客户支持需求不仅仅是客户服务部门的责任，更需要发动机制造商各相关部门的协同工作。
1)将客户支持需求纳入产品全生命周期需求架构
客户支持需求不是单独产生、独立存在的，它是产品全生命周期需求的重要组成部分，应纳入产品全生命周期需求，按照系统工程的方法统一管理(见图2)。
在需求捕获阶段，发动机制造商不仅要关注客户的需求，还要关注所有利益相关方的要求和期望(如适航的要求、国家政策法规的要求、科研项目主管机关部委的项目管理要求等)，以及企业所处的外部环境和产业环境(如供应商的能力、竞争对手的发展情况、先进技术的发展趋势等)。
在需求平衡阶段，规划和市场职能应以市场发展趋势和目标客户的期望为核心，综合考虑其他利益相关方的要求和期望，并根据企业能力的实际情况以及对未来能力发展的规划进行综合平衡，制定企业的产品规划和产品策略，并为每型产品制定能够令客户满意并且切实可行的产品目标。
在需求分析与定义阶段，根据每型产品的产品策略，系统工程和项目管理职能将与该产品相关的客户需求、利益相关方的要求和期望等转化成结构化、条目化的需求项，并建立该产品的全生命周期需求架构。其中，客户支持需求分散在整个产品全生命周期需求架构中，包括产品技术指标(寿命、安全性、维修性、可靠性)，产品使用与维护，客户服务，商务(服务价格、维修成本、訂单管理)等。
在需求分配阶段，系统工程和项目管理职能将每个需求项分配到不同的承接部门/责任主体，分别进行落实和验证。其中，客户支持需求不仅分解到客户服务产品研制需求和发动机产品运行支持需求中，还可能涉及发动机产品研制需求、运行支持条件建设需求、商务需求等模块，客户支持需求的承接部门也不仅是客户服务部门。例如，航线可更换件(LRU)平均更换时间不超过20min，要满足其客户支持需求，一方面需要产品本身的LRU设计合理，便于拆换，这属于发动机产品研制需求，另一方面需要设计高效的拆换程序和工具，这属于客户服务产品研制需求。
2)产品设计满足客户支持的要求是提供高质量客户服务的前提
产品投入运行后，客户服务水平的高低很大程度上取决于产品的设计，一款设计得不够好的产品想要通过后续服务完全弥补基本是不可能的(有数据表明，商用航空发动机在设计阶段就基本锁定了约90%的全寿命周期成本)。例如，在产品设计阶段对维修成本的考量不足，大量选择了维修成本高昂、维修技术尚不成熟甚至还没有开发出可行的修理技术的新材料、新结构、新工艺，那么在后续的产品支援工作中，将直接导致修得贵、修得慢甚至没法修，显著影响客户的维修成本。因此，民用航空发动机产品的设计研发必须充分考虑后续的运行和维护维修要求 [2] ，这就需要客户服务专业早期介入并一直参与产品开发过程，从产品的使用、维护和维修的视角提出对产品设计的要求、意见和建议。
在民用航空发动机产品设计研发阶段，维修工程分析是客户服务专业的核心任务之一，也是评估产品设计是否满足客户支持需求的重要工具。维修工程分析是基于发动机产品的设计方案，通过一系列规范科学的分析方法和分析逻辑，产生发动机产品维修要求(修什么、什么时候修、在发动机产品的什么层级上修)，维修程序(具体怎么修)以及维修保障资源(需要用什么东西修，包括备件、工具、工装、耗材)等的过程，主要依据S3000L和S4000P标准开展。
维修工程分析不是一次性的工作，不能等到发动机产品设计定型后再开展，需要与发动机产品设计并行开展并互相迭代、互相反馈。一方面，维修工程分析从维护维修的有效性、可达性、便捷性、经济性等角度，对发动机产品设计不断提出改进和完善的意见和建议;另一方面，发动机产品设计的更改有可能引发产品维护维修方案的相应更改。可以说，发动机产品设计与相应产品维护维修方案的设计是相辅相成、高度耦合的。
3)完善的客户服务体系是满足产品全生命周期客户支持需求的保证
客户支持工作贯穿产品的售前、售中和售后，一直延续到产品退役。一款成功的民用航空发动机产品可能在市场上生存数十年之久，只要还有产品在使用，发动机制造商就有责任和义务为客户持续提供服务，这就需要发动机制造商建立完善的客户服务体系。
国际主流航空发动机制造商均建立了完善的客户服务体系，为航空运营人和飞机主制造商提供全方位、高效率、有特色的客户支持与服务，服务内容覆盖了前文论述的产品担保、客户支援、工程技术支援、技术出版物、航材支援、培训、大修维修等七个方面，并且各有特色。客户服务的组织方面，GE公司成立了独立核算的子公司负责设计和提供客户服务产品，并协调其他部门为客户服务业务提供支持;罗罗公司的民用航空发动机客户服务有非常显著的矩阵式、区域化特征，主要功能是为航空运营人正常运行发动机提供支持，设计和销售客服产品，协调工程技术和供应链管理等后台部门为客户提供支持;普惠公司客户服务中心通过在全球部署的“全球服务伙伴(Global Services Partners)”给客户提供服务，客户服务中心具有连接服务需求、寻找服务供应商、指导服务规范等一系列职能。可以看出，虽然组织形式不同，但国际主流航空发动机制造商的客户服务体系都具有服务内容全面、服务资源网络分布广泛的特点，并且与工程研发、生产制造、供应链、市场销售等其他体系联系密切。
6 结论
通过客户调研和对国际标杆企业的研究，总结归纳了民用航空发动机客户支持需求的主要内容，并应用系统工程理论，提出了客户支持需求的构建方法以及如何满足客户支持需求的设想，结论如下。
1)民用航空发动机客户支持需求的主要内容包括：产品担保、客户支援、工程技术支援、技术出版物、航材支援、培训、大修维修、按飞行小时收费服务包，以及对飞机主制造商的工程研发支持、适航取证支持、批产支持、市场营销与销售支持等，并且应满足相关适航规章和适航管理文件要求。
2)产品运行使用构想是全面挖掘客户支持需求的有效工具，但客户支持需求的构建不能仅考虑客户的期望，还必须满足适航的要求、符合行业惯例、对标甚至超越竞争对手。为了在服务中建立竞争优势，还应充分关注先进技术的发展，在服务产品设计中考虑一定的前瞻性。客户支持需求的确定还需结合发动机制造商及其供应商的客户服务能力，不能好高骛远。最后，客户支持需求分析与定义不是一蹴而就的，而是要随着产品方案设计的推进不断迭代和细化的。
3)要满足客户支持需求，应建立产品全生命周期需求架构，并将客户支持需求融入其中，随着产品研发过程同步开展客户支持需求的分解、落实和验证。产品设计满足客户支持的要求是提供高质量客户服务的前提，完善的客户服务体系是满足产品全生命周期客户支持需求的保证。
参考文献
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[6] Leithen Francis，蓝楠编译. 斯奈克玛公司利用快速成型思维方法开发以客户为中心的售后服务模式 [J]. 航空维修与工程，2016(2)：23-24.
[7] Paul Seidenman，David J. Spanovich，成磊編译. 客户化的发动机服务方案 [J]. 航空维修与工程，2006(4)：18-20.
[8] 成磊. 罗罗持续发展发动机“全面维护”服务 [J]. 航空维修与工程，2006(5)：14.
[9] 蓝楠. 发动机OEM力推自有服务品牌深耕售后服务市场 [J]. 航空维修与工程，2016(6)：18-19.
[10] 朱一凡，李群，杨峰等译. NASA系统工程手册 [M]. 北京：电子工业出版社，2012：35.
作者：刘静琳 蒋平 黄劲东
第二篇：航空发动机控制系统研究
摘 要：航空发动机控制系统是发动机的大脑和神经系统，控制系统的优劣直接关系到航空发动机的性能和可靠性。随着航空技术的发展，要求不断地提高，控制系统也由最初活塞式发动机改变螺旋桨桨距的转速自动调节器发展到燃气涡轮发动机的转速、温度、油量、起动、加速等控制系统，以及保证发动机安全工作的防喘装置，超温、超转限制器等。因此，控制系统对保证发动机性能和安全都起着关键性的作用。
关键词：航空;发动机;控制;系统;
发动机控制系统对于发动机而言犹如人的大脑对人体各器官的控制作用，是发动机的核心部件。航空发动机动力学控制技术的主要目的，是通过对支承结构和质量分布的合理分配，保障发动机在全转速范围内无有害振动。发动机自动控制的意义十分重要，发动机的各种特性要靠它来实现，发动机的可靠性要由它来保证，而且发动机试车及外场维护工作中遇到的问题及性能故障大部分与它有关。因此，控制系统对保证发动机性能和安全都起着关键性的作用。飞机要在不同的高度和速度下飞行，为了在飞行中保持发动机的给定工作状态，或者按照所要求的规律改变工作状态，都必须对发动机进行控制。所有这些只有依靠自动控制系统来完成。
一、发动机控制系统的基本要求
(一)稳定性高。航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏，被誉为"工业之花"，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机控制系统能够保障航空器的持续适航，技术具备强实时性、高稳定性及小巧便携等优势，能够在降低监测和诊断设备成本的同时，实现机载化的航空发动机监测与诊断系统的良好运行。通过分析和确认每个对象所经历的状态序列、在特定状态下的行为、引起状态转移的条件、因状态转移而伴随的动作、以及对异常做出的响应等内容，确立系统在其生命周期内的完整动态行为。这无论对提高航空发动机性能潜力，减轻重量，增加可靠性，缩短研制周期，还是易于改变控制方案和控制规律，以及实现飞机推进综合控制等方面都会带来显著的效益。
(二)精度高。航空发动机的工作环境复杂，工作温度范围大(环境温度～2000 ℃)，导致结构工艺特征参数和结构特征参数的变化范围大，引起发动机结构振动具有非线性时变特性。同时，转静件间隙、支承刚度、同心度、不平衡量分布等动力学参数和气动流场气动力等，这种控制系统兼有开环和闭环控制系统的优点，即控制及时(响应快)又准确(精度高)，工作稳定，但控制器的结构较复杂。随发动机状态和温度场的变化而变化，造成各连接结构部件振动传递特性相差也较大。在保证发动机可靠性的前提下，要求发动机的“寿命长”。这是发动机经济性的另一项指标。寿命长，可以降低使用成本、节约原材料。具有直观、准确唯一、结构化的优点，实现了从航空动力系统到子系统到部件的系统工程迭代，可以准确统一地描述系统的各个方面，对整个系统内部的各个细节形成统一的理解。
(三)体积小、重量轻。由于飞行包线的扩展，使发动机的特性变化很大。在此范围内，要高性能地满足飞机在各种飞行条件下的需要，可控变量就要多，控制系统也很复杂，不同类型，不同用途的发动机对控制系统的要求也不尽相同。一般来讲，确定发动机个数的首要原则就是重量，轻型飞机或超轻型飞机由于起飞重量较小，多采用1～2台发动机，而大型飞机则一般装有2～4台发动机，甚至更多。设计飞机的任何部件，都应在满足使用要求的前提下，尽量减轻其重量。对发动机来说，就是要保证足够大的功率而自重又很轻。衡量发动机功率大、重量轻的标准是“功率重量比”。即发动机所发出的功率与发动机重量之比值。“功率重量比”越大，表示在有相同功率的情况下，发动机越轻。发动机是否省油，是飞机使用的重要经济指标。评定发动机的经济性，常用“燃油消耗率”作标准。“燃油消耗率”是指单位功率(一牛顿或一马力)在一小时内所消耗油料的重量。燃油消耗率越小，说明发动机越省油。例如，通过核心技术可以适当减少零件数目，既减轻了重量又提高了推力，如此有利于提高推重比的整体叶盘自然也不是容易摘得的“明珠”。除了因为轮盘和叶片成为一体，锁紧装置的减少也是重要原因。航空发动机对可靠性的要求极为严苛，简化的转子结构对提高可靠性有很大作用。
二、发动机控制相关技术
(一)全权限数字电子控制技术。发动机研究和发展工作的特点是技术难度大、耗资多、周期长，发动机对飞机的性能以及飞机研制的成 败和进度有着决定性的影响，而且发动机技术具有良好的军民两用特性，对国防和国民经济有重要意义。随着飞机、发动机的发展，发动机控制领域的研究成果层出不穷。其中，飞机-推进系统控制一体化技术、全权限数字电子控制(FADEC)技术等无疑都代表着当前发动机控制技术的先进水平。通过发动机一体化设计，提供了一个覆盖全生命周期的完整的、信息一致且可追溯的系统设计方案，避免各组成部分间的设计冲突，降低风险。成熟型号的知识是以系统模型的形式表示和存储的，便于捕获、查询、理解和重用，而且重用的级别可以大幅度提高。具有经济可承受性的全天候、远程、多用途的飞机设计需求，给发动机设计提出了新的要求，除了具有更高的推重比外，还要求发动机既要有亚声速巡航所需的低油耗和良好的巡航效率，又要有跨声速加速以及超声速冲刺所需的大推力。
(二)数字电子控制技术。要想使航空发动机获得更大的推重比，就必须提高发动机涡轮前的进口温度，因此对航空发动机燃烧室、涡轮叶片等热端部件的抗高温能力的要求相应提高。航空发动机被誉为工业皇冠上的明珠，有航空器“心脏”的美誉。通过电子控制技术，建立多个对象之间的动态协作和行为顺序关系以及不同对象之间的消息传递，明确了起动过程中的系统与外部角色之间的交互关系，从而确定系统与外部的接口和端口关系。目前，我国航空发动机整体水平与美、英、俄三巨头相比存在明显落差，中国航空的“心脏病”问题一直是制约我国自主航空工业的瓶颈。发达国家都将发动机数字电子控制技术作为航空技术中的重要內容来发展，花费巨资(占发动机研制费25%-34%)研究，以保证航空发动机工作稳定并充分发挥其性能潜力。在发动机控制系统工程初期阶段，系统产生的信息均以文档形式描述和记录。但是随着系统规模和复杂程度的不断提高，基于文档的系统工程面临的困难越来越突出，如信息表示不准确造成歧义、难以从海量文档中查找所需信息、无法与其他工程领域的设计相衔接(如软件、机械、电子等)。
三、结束语
航空工业是一个国家军用和民用技术的核心产业之一，具有用途广泛，科技含量高，产业链长，回报率高的特点，受到了各个大国的巨大的重视，而航空发动机则是航空产品最特殊的一种，被称为王冠上的珍宝，航空发动机需要做到轻重量，高推力，低油耗，高可靠，容易维修，长寿命等要求，开发制造难度为所有航空部件之最。航空发动机控制系统是发动机的重要组成部分，从属于发动机但又有其自身特点，又独立于主机优先发展。如今，航空发动机是制约我国航空产业发展的瓶颈，在强军目标引领下我军将加速补齐动力短板。航空发动机控制系统的发展是一个由单变量控制发展到多变量控制、由机械液压式控制发展到数字式电子控制、由独立控制发展到飞发综合控制、由集中式控制发展到分布式控制的过程。
参考文献：
[1]徐鲁兵;面向对象的航空发动机性能仿真系统设计与实现[D];西北工业大学;2007年
[2]王鑫;航空发动机数学模型与控制规律研究[D];西北工业大学;2007年
作者：张玉宝
第三篇：刍议航空发动机典型零件加工技术及装备
摘 要：众所周知，航空发动机元构件对精密度有较高的要求，为此，一线技术人员要创新产品交工模式，减小误差，提高零件加工效率与质量等级。本文首先简要论述了航空发动机典型零件的基本特征，以刀具技术与数控设备为切入点展开深度探究。
关键词：航空发动机;典型零件;刀具技术;数控设备;
1、简述航空发动机的基本特征
为提高航空发动机性能安全稳定性，在完善设计水平的基础上，要优选材料、高效应用创新工艺、优化结构设计。据业内调查可知，材料与制造工艺在强化航空发动机性能方面所占据的比例在50%-70%之间。随着现代科技水平的提高与领域创新，航空发动机制造工艺逐步趋向高效化、智能化、集成化方向发展，且发动机材料也更加轻量化、预制化、经济化，耐受性能进一步得到完善。航空发动机材料与制造工艺的基本特征如下所述：
1.1材料强度与耐高温水平不断提高，元构件承载负荷能力增强，各类超高温合金材料层出不穷，且尖端制造技术取得了实质性突破，这在一定程度上为提升发动机性能稳定性创造了有利条件。
1.2整体结构轻量化、精密化，制造工艺高效化、经济化，这使得发动机部件质量不断减轻，并缩短了生产加工周期，节约成本投入。
1.3元构件制造工艺的应用日趋完善，复合型材料普及优化，为航空航天事业的发展奠定了坚实基础。
1.4涂层技术与制造技术广泛推广应用，为第五代发动机的发展指明了方向。
2、综合论述航空发动机刀具技术的实际需求
顾名思义，刀具是规律性切削加工的核心器具，在航空材料加工领域发挥着不可替代的作用。优质的航空产品要求航空元构件具有稳定的性能，兼备节能环保性，且价格低廉。针对加工工艺来说，要具备高效性、可靠性与可再现性等特征。
航空钛合金与耐高温合金元件结构复杂、对尺寸与表层粗糙度等有特殊性要求，进一步提高了对切削工具高效性、精确性与安全性的要求。传统刀具已无法切实满足航空发动机加工需求，为此，现代刀具逐步向着高效化、高精度化、高专业化方向发展。
创新型航空材料种类繁多，如弥散强化钛合金、粉末高温合金等，凭借其优势，被广泛应用到航空发动机加工领域，并取得了卓越的成效。为此，深入研究各类钛合金材料切削工艺，强化切削加工性能，积极开发多元化专业刀具材料势在必行。
针对航空发动机零构件，如风扇机匣、涡轮机匣、叶轮及叶片等，研发一系列兼具高效性、精密性与安全性的专业刀具，包括车、钻、拉等。创新刀具技术应当立足于构建完整的道具分析模型，逐步优化模型数据参数，开展精准化设计研究。总而言之，只有确保刀具性能稳定、精密度符合标准，才能切实满足加工需求。
3、航空发动机典型元件加工对数控设备的专业化要求
航空制造业对零件加工效率与精密度的标准要求不断提高，为推进机床技术的创新发展奠定了坚实基础。复合加工运作模式与多轴联动数控机床的问世与服务主体对象的实际需求紧密相关。总之，机床的发展方向如下所述：
3.1自动化程度高，要求机床设备具有数字化、前沿化特征，且自动化水平较高。
3.2集成化水平高，附加设备有限，能够实现各类创新工艺的协调配合。
3.3设备通用性、实用性程度高，可满足各类加工模式的实际需求。
3.4设备高效化、高精度化特征突出，且核心技术应用成熟。
3.5设备稳定性高，出现紧急故障的概率在合理范围内。
4、深入探究航空发动机典型零件加工技术
4.1严格控制发动机零件材料，优化设计方案
在航空发动机典型零件加工生产过程中，一线技术人员可优先使用复合材料零件。在切削加工零件时，加入具有一定性能的原材料，可进一步降低切削难度系数。例如，在切削加工发动机零件时，添加钨可提高材料耐高温性能，添加钼可提高材料的韧性与强度标准，强化发动机零件的使用效果。但是，在发动机典型零件加工中添加合金元素，一线技术人员应当加大对材料导热系数不规律下降的重视度。在制定零件加工方案时，综合考量零件的冲击韧度与抗拉强度，确保材料选择的合理性。
通常，发动机轴多使用QT700材料及虚拟性加工，缸盖多选用ZL101材料。在处理零件的过程中，可依托三维立体模型优化零构件加工的各项细节。根据加工设计的标准确定零件处理工序，选择对应的机床类型提高加工效率与精确性。使用CAD模型处理方法对发动机零件加工设计方案进行数字化处理。建立单个典型精密零件的CAD模型特征信息表，具体包括典型零件加工工艺特征、技术规范与制造资源库容量信息等，以此为基准，快速读取零件的几何特征信息，进而确保切削参数设定的精确性。
4.2加大对核心零件加工设计的重视，选择适宜的道具装备
发动机缸盖的加工内容主要包括切削进气门座圈、切削导管、加工上平面螺纹，针对此，专业技术人员应当选择特定的切削装备与刀具材料。在应用加工技术的过程中，技术人员应严格控制每齿进给量和每转进给量，根据切削零件的进给量调整刀具运转速率。在控制主轴转速的过程中，技术人员要综合考量加工余量与耐用度，尽可能的提高典型零件的断裂韧度与抗弯强度。在整个航空发动机构造体系中，凸轮轴属于最基础且最重要的零构件，其加工材料多为HT250型材料，且抗拉强度指标参数为250MIN/MPa。由于其耐高温性能较差，抗拉强度承受能力偏低，在高温状态下极易发生形变，因此，对航空发动机凸轮轴构成材料的力学性能有特殊性要求。各项基础指标如下：
其伸长率与导热系数最低标准分别为0.5%0.580W/cm-k。除凸轮轴外，曲轴、缸盖、连杆等也属于航空发动机的典型零件。针对典型零件的加工技术来说，其核心在于选择适宜的刀具材料与切削装备，最大限度的保证加工效率与精确性。
4.3动态监控涂装技术应用，严格检查加工生产细节
根据零件的尺寸参数选择适宜的精铣端面槽，并严格遵守标准规范使用镗床加工镗精密孔，全面且細致的检查发动机典型零件的孔径。专业技术人员可采用三维坐标测量仪等检查预加工零件的尺寸，及时发现零件加工环节存在的问题，将加工半成品零件运送到车铣复合加工中心进行集中处理。通常情况下，航空发动机零件的半成品需要加装涂层，并结合不同零构件的具体应用特征选择适宜的涂层。TiN类的发动机零件为金黄色，经专业测定，其硬度标准在1800-2300H之间，其符合低速状态下采取通用涂装技术的基本需求。TiN类发动机零件呈紫黑色，且硬度标准较高，符合高速状态下采取通用涂装技术的基本需求。此种材料在结构复杂的航空零件加工体系中被广泛应用，并取得了显著的成效。
结束语：
综上所述，在发动机典型零件加工过程中，专业技术人员需制定合理的加工方案，高效应用创新型切割装备，以提高加工效率与精确性。此外，技术人员要根据装备的性能与典型零件的设计模型建立材料特征库，在零构件加工过程中自动调用加工工艺。在典型零件的后置处理过程中，技术人员可根据工件材料的基本特征，参考机床数据库，进而利用数控机床控制面板调整刀具运行轨迹。
参考文献：
[1]潘磊，翟莹莹.航空发动机典型零件加工技术及装备探讨[J].中国新技术新产品.2017(04)
作者：孙巍 李澄 龚天才 孙升志