沈麗娟 崔薇薇

（中國航發(fā)沈陽發(fā)動機(jī)研究所，遼寧 沈陽 110015）

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)型號標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)實踐

沈麗娟 崔薇薇

（中國航發(fā)沈陽發(fā)動機(jī)研究所，遼寧 沈陽 110015）

介紹了圍繞大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的研制需求，結(jié)合發(fā)動機(jī)的研制過程，全面總結(jié)國內(nèi)外發(fā)動機(jī)研發(fā)經(jīng)驗和型號標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，納入行業(yè)級以上標(biāo)準(zhǔn)（國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、已定型發(fā)動機(jī)型號標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)動機(jī)專用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及相關(guān)國外標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系的實踐。

大涵道比；渦扇發(fā)動機(jī)；型號標(biāo)準(zhǔn)體系

軍用運輸機(jī)是遠(yuǎn)程到達(dá)、快速反應(yīng)、空降作戰(zhàn)和空中補(bǔ)給的關(guān)鍵裝備，配裝的大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)性能和技術(shù)水平的高低不僅直接決定和影響著軍用運輸機(jī)的性能，而且是衡量軍用運輸機(jī)性能的重要要素之一。某型發(fā)動機(jī)是我國首臺研制的大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)，要在有限周期和國家經(jīng)濟(jì)、技術(shù)基礎(chǔ)的條件下成功完成研制工作，是一個巨大的挑戰(zhàn)。要順利實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化在大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)型號研制中的作用，必須從頂層工作入手，設(shè)計、規(guī)劃發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)成和主要標(biāo)準(zhǔn)項目。構(gòu)建一套適用大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的型號標(biāo)準(zhǔn)體系，對于型號研制指導(dǎo)意義非常重大，可以降低研制風(fēng)險，規(guī)范研制過程、提高發(fā)動機(jī)的技術(shù)水平。

1 建設(shè)思路

以大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)主機(jī)設(shè)計單位為主，組織行業(yè)技術(shù)專家，對國內(nèi)外大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，并對國內(nèi)外軍用標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)情況進(jìn)行總結(jié)，分析國內(nèi)軍用標(biāo)準(zhǔn)體系、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系情況和型號標(biāo)準(zhǔn)化情況，廣泛征求發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化師系統(tǒng)相關(guān)參研單位意見。在此基礎(chǔ)上，針對大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的技術(shù)特點、關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)，提出發(fā)動機(jī)產(chǎn)品規(guī)范樹、型號標(biāo)準(zhǔn)體系框圖和標(biāo)準(zhǔn)體系表。

結(jié)合大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解和型號研制任務(wù)分工，充分考慮繼承性，總結(jié)已有定型發(fā)動機(jī)型號標(biāo)準(zhǔn)體系的經(jīng)驗，對發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行進(jìn)一步研究，使之更準(zhǔn)確地反映大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)技術(shù)的特點和客觀實際的需要，重點在體系的結(jié)構(gòu)和層次上進(jìn)行內(nèi)部權(quán)衡和協(xié)調(diào)。在深入分析、認(rèn)真研究和嚴(yán)格審核的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)行業(yè)級以上標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，根據(jù)大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)技術(shù)特點提出大量需要補(bǔ)充增加的標(biāo)準(zhǔn)。對于技術(shù)成熟的項目納入標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃，組織實施標(biāo)準(zhǔn)制修訂。對目前技術(shù)尚不成熟的標(biāo)準(zhǔn)，列出標(biāo)準(zhǔn)占位以待技術(shù)成熟時編制。

2 標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

2.1 建設(shè)依據(jù)

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建依據(jù)主要包括：

● 發(fā)動機(jī)研制總要求；

● 發(fā)動機(jī)產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)；

● 發(fā)動機(jī)研制工作分解結(jié)構(gòu)；

● 發(fā)動機(jī)總體技術(shù)方案；

● 發(fā)動機(jī)成附件研制清單。

2.2 產(chǎn)品規(guī)范樹的構(gòu)建

為確保大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)達(dá)到《研制總要求》的目標(biāo)和可承受的壽命周期費用，又便于操作使用和綜合保障，在整個研制過程中有必要實施技術(shù)狀態(tài)管理，通過分階段研制、系統(tǒng)工程過程和壽命周期綜合，逐步完善并形成成套的技術(shù)狀態(tài)文件：型號專用規(guī)范、圖樣和技術(shù)文件。型號專用規(guī)范中系統(tǒng)規(guī)范、研制規(guī)范、產(chǎn)品規(guī)范和軟件規(guī)范按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解和設(shè)計方案的層次關(guān)系構(gòu)成的樹狀結(jié)構(gòu)，稱為發(fā)動機(jī)“產(chǎn)品規(guī)范樹”。

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)產(chǎn)品規(guī)范樹第1層為發(fā)動機(jī)，主要是指發(fā)動機(jī)系統(tǒng)規(guī)范。規(guī)范樹第2層分為部件與子系統(tǒng)，并不包含實質(zhì)性的型號專用規(guī)范。規(guī)范樹第3層為各部件研制規(guī)范和各子系統(tǒng)研制規(guī)范。規(guī)范樹第4層為各子系統(tǒng)成附件產(chǎn)品規(guī)范。

系統(tǒng)規(guī)范是指參照GJB 241A-2010《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)通用規(guī)范》編制的發(fā)動機(jī)型號規(guī)范，主要編制思想是針對大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的研制及驗收。GJB 241A-2010主要是在GJB 241-1987《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)通用規(guī)范》基礎(chǔ)上，參照MIL-E-5007E、MIL-E-5007F《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)通用規(guī)范》，以及JSGS-87231A《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動機(jī)通用規(guī)范》的有關(guān)內(nèi)容，同時參考國內(nèi)外先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)資料和檢驗方法，結(jié)合我國發(fā)動機(jī)研制中貫徹GJB 241-1987的經(jīng)驗編制而成。大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)系統(tǒng)規(guī)范主要包括要求和質(zhì)量保證規(guī)定等兩大內(nèi)容。具體包括發(fā)動機(jī)研制階段的劃分、發(fā)動機(jī)總體性能和整機(jī)試驗、結(jié)構(gòu)完整性、各大系統(tǒng)的設(shè)計要求、試驗驗證以及發(fā)動機(jī)可靠性、維修性、保障性、安全性、測試性、驗收試車等。

研制規(guī)范中，部件研制規(guī)范分為風(fēng)扇、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪及噴管研制規(guī)范；子系統(tǒng)研制規(guī)范分為全權(quán)限數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、防冰系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、健康管理系統(tǒng)及反推力裝置研制規(guī)范等。

產(chǎn)品規(guī)范描述產(chǎn)品的功能特性、物理特性和驗證要求等。對于大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)而言，產(chǎn)品規(guī)范對于控制附件配套產(chǎn)品性能、研制質(zhì)量等具有重要意義，降低整機(jī)試驗出現(xiàn)故障的可能性，避免因附件故障影響整個發(fā)動機(jī)研制過程的問題。發(fā)動機(jī)產(chǎn)品規(guī)范主要是部件與子系統(tǒng)下一層產(chǎn)品規(guī)范，如火焰穩(wěn)定器、起動機(jī)、電子控制器、滑油箱等。

軟件規(guī)范描述軟件產(chǎn)品（含用于產(chǎn)品中的軟件）的軟件設(shè)計與編譯/匯編程序和驗證要求等，發(fā)動機(jī)軟件規(guī)范主要包括全權(quán)限數(shù)控系統(tǒng)的控制程序軟件規(guī)范等。發(fā)動機(jī)軟件規(guī)范主要依據(jù)DO-178B《機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備合格審定中對軟件的考慮》、DO-254《機(jī)載電子硬件設(shè)計保證指南》對發(fā)動機(jī)軟件的規(guī)定進(jìn)行研究、試驗及測評。

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)產(chǎn)品規(guī)范樹見圖1。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)體系框圖的構(gòu)建

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系框圖是在產(chǎn)品規(guī)范樹的基礎(chǔ)上，增加總體標(biāo)準(zhǔn)、制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的。

第1層次為發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。

第2層次為總體標(biāo)準(zhǔn)、部件標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)5項。

第3層在發(fā)動機(jī)總體中分為性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、飛/發(fā)匹配、發(fā)動機(jī)整機(jī)試驗及試驗設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)；部件標(biāo)準(zhǔn)分為風(fēng)扇/增壓級、中介機(jī)匣、高壓壓氣機(jī)、短環(huán)形燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪及渦輪后機(jī)匣、內(nèi)涵噴管和外部管路標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)分為控制系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、防冰系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、健康管理系統(tǒng)和反推力裝置標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)動機(jī)制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為熱工藝、冷工藝、特種工藝及工裝標(biāo)準(zhǔn)；通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)、管理、通用件和元器件、材料、專業(yè)工程、數(shù)字化設(shè)計與制造、軟件工程化、包裝儲存運輸、計量和適航標(biāo)準(zhǔn)。

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系總體框圖見圖2。針對具體專業(yè)進(jìn)一步進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)體系框圖細(xì)分，例如材料標(biāo)準(zhǔn)框圖、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)框圖、專業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)框圖分別見圖3～圖5。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表的確定

標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表主要包括新編標(biāo)準(zhǔn)和采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)2大部分。

新編標(biāo)準(zhǔn)包括產(chǎn)品規(guī)范樹中的系統(tǒng)規(guī)范、研制規(guī)范和產(chǎn)品規(guī)范，根據(jù)大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)設(shè)計、制造、試驗等需求，確定了一批發(fā)動機(jī)型號專用標(biāo)準(zhǔn)。

采用的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)包括發(fā)動機(jī)各專業(yè)和設(shè)計圖樣的初步選用標(biāo)準(zhǔn)，并補(bǔ)充適用于發(fā)動機(jī)的現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、其它型號標(biāo)準(zhǔn)、國外標(biāo)準(zhǔn)，既有發(fā)動機(jī)各主研制單位應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，也包括各成附件單位廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，并參考了已有定型發(fā)動機(jī)的型號標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)項目，形成完整的標(biāo)準(zhǔn)體系明細(xì)表。

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系共采用行業(yè)級以上標(biāo)準(zhǔn)1 600余項，采用國外標(biāo)準(zhǔn)110余項，采用其他型號標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)700余項。圍繞大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)型號研制特點和對標(biāo)準(zhǔn)的實施需求，在標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表中對待編制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)劃，共規(guī)劃了包含《航空發(fā)動機(jī)健康管理系統(tǒng)設(shè)計指南》、《反推力系統(tǒng)通用規(guī)范》、《航空發(fā)動機(jī)外物損傷試驗要求》等在內(nèi)的待編制標(biāo)準(zhǔn)300余項。

3 結(jié)論與建議

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建充分考慮了發(fā)動機(jī)的研制需求，結(jié)合了發(fā)動機(jī)的設(shè)計過程，全面總結(jié)了國內(nèi)外發(fā)動機(jī)研發(fā)經(jīng)驗和型號標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建經(jīng)驗。納入了行業(yè)級以上標(biāo)準(zhǔn)（國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、已定型發(fā)動機(jī)型號標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)動機(jī)專用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及相關(guān)國外標(biāo)準(zhǔn)。大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系層次分明、結(jié)構(gòu)合理，具有很好的協(xié)調(diào)性、先進(jìn)性和開放性。

為更好的發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)研制的技術(shù)基礎(chǔ)支撐作用，滿足發(fā)動機(jī)研制需要，提出如下建議：

在相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂或編制過程中，需充分考慮發(fā)動機(jī)的研制需求，優(yōu)先對發(fā)動機(jī)研制急需的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行修訂、編制或編寫指南，如在修訂發(fā)動機(jī)通用規(guī)范過程中，充分考慮了大涵道比發(fā)動機(jī)的反推力裝置、健康管理系統(tǒng)、臺架試驗要求，其它在編行業(yè)級以上標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中也應(yīng)充分考慮大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的需求；

及時開展發(fā)動機(jī)總體、部件、系統(tǒng)、制造、通用基礎(chǔ)等方面的型號專用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制，特別是外涵道、大風(fēng)扇部件研制、反推力裝置研制、健康管理系統(tǒng)研制等，以及相應(yīng)的制造標(biāo)準(zhǔn)、材料規(guī)范和通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的研制過程進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

（編輯：勞邊）

T-65

C

1003-6660（2017）02-0017-04

10.13237/j.cnki.asq.2017.02.005

[收修訂稿日期] 2016-12-21