提高航空发动机可靠性的几种措施

飞机发动机的结构极为复杂,尤其是在不断提高推重比及提高主要循环参数一工作介质的温度和压力及使用先进的控制技术情况下,使得解决航空发动机的可靠性保证问题非常困难.为了提高发动机固有可靠性,需采用较好的、先进的设计方法,先进的工艺方法,好的材料等,以及完善的试验手段与试验技术等,本文介绍了国外一些典型的发动机在研制、发展过程中采取的一些提高可靠性的措施,归纳为以下几个方面.     

GJB／Z 101几个主要技术问题的说明

说明了制定结构完整性大纲是保证航空发动机安全性、可靠性和经济性的有效设计措施;阐述了GJB／Z　101－97《航空发动机结构完整性指南》中的几个主要技术问题损伤容限设计、耐久性设计、使用管理计划;介绍了美国空军成功利用结构完整性大纲研制航空发动机的一些情况。     

航空发动机附件试验研究

针对航空发动机附件外场使用可靠性不高现象,分析附件研制过程中存在的问题和原因。通过对航空发动机通用规范及型号规范中附件试验要求的梳理和分析,重点讨论模拟工作试验、规范没有明确规定的单项试验和新增的可靠性维修性试验要求,提出新研发动机附件试验的一般要求,并结合某型发动机附件结构、功能及发动机型号特点,给出发动机附件研制试验计划。对新研航空发动机附件可靠性工作的开展、鉴定试验项目规划和方案的确定具有指导和借鉴意义。     

GJB/Z 101几个主要技术问题的说明--航空发动机结构完整性大纲及其在国外应用情况

说明了制定结构完整性大纲是保证航空发动机安全性、可靠性和经济性的有效设计措施;阐述了ＧＪＢ／Ｚ１０１ － ９７《航空发动机结构完整性指南》中的几个主要技术问题：损伤容限设计、耐久性设计、使用管理计划;介绍了美国空军成功利用结构完整性大纲研制航空发动机的一些情况。     

航空涡轮发动机结构研制基本方法的探讨

航空发动机在使用中出现结构故障,通常是由于发动机研制程序和方法采用不当,试验工作做得不充分、检查质量要求不严所致。本文根据国内发动机研制工作经验,参考国外一些资料报导,经过分析研究,提出发动机结构研制的基本方法及研制中应特别注意的问题,供发动机研制人员参考。     

发动机研制中可靠性工作的总体思路和方法研究

结合当前我国发动机型号研制中可靠性工作存在的问题,本文论述了航空发动机研制中可靠性工作应把握的总体思路和方法。通过对航空发动机通用规范中可靠性工作条款内容的分析,提出了发动机可靠性应以确定型号研制规范和研制过程中的故障归零工作为重点的具体建议,着重指出必须加强从事发动机一线设计工程技术人员的可靠性工作理念和掌握基本的理论方法,发动机的可靠性才能从根本上得到保证。     

吸取国外经验教训加强航空发动机结构强度研究

本文借鉴国外航空发动机研制发展中的经验教训,结合我国现状,分析了发动机结构强度工作在发动机研究发展中的重要地位与作用。对我国在新世纪中发动机研究发展,提出了应首先转变发动机研制观念,强调性能与可靠性耐久性等特性并重,要加强发动机结构强度研究和加强结构强度研究队伍,并对结构强度研究的重点项目提出了一些具体建议。     

不容忽视发动机叶片动应力测量的作用

报告了我国航空发动机发展历程中相应开展叶片应力测量研制和应用的概况，着重介绍了叶片应力测量的重要作用及运用叶片的动应力测量技术来提高发动机的可靠性、降低研制风险方面的经验，指出了在新机研制中，加强在发动机结构强度中叶片动测工作已是刻不容缓的任务。     

规范和大纲在发动机可靠性工作中的重要性研究

目前,我国航空发动机在研制和使用过程中表现出来的低可靠性、维修性、保障性水平,促使每个从事航空发动机研制、使用和维修人员必须认真面对和研究发动机可靠性问题.本文旨在学习和介绍国外开展发动机可靠性工作管理成功经验的基础上,对我国现阶段如何开展并搞好发动机可靠性工作提出一些看法.     

民用航空发动机R＆M技术

介绍了当今西方世界三大发动机公司在研制新型发动机中采用的提高发动机可靠性、维修性、耐久性及经济性的设计、分析及试验技术和方法。如采用并行工程，发展衍生型发动机，采用Ｒ＆Ｍ设计与分析技术，严格进行整机振动试验、航线耐久性试验……，贯彻发动机结构完整性大纲等。     

高压液体火箭发动机新结构密封

为提高高压液体火箭发动机上密封的工作可靠性,对高压密封的设计结构进行了系统的研究。根据高压密封可靠工作的条件,提出了新结构密封应采用自紧式设计结构的指导思想,并设计了多种新的密封结构。通过对比试验筛选,研制了１２种新的密封设计结构。试验证明：新结构密封工作可靠,性能良好。并已在各型号的发动机上广泛地推广应用。     

涡轮盘低循环疲劳可靠性设计方法

基于现有疲劳试验数据,建立了涡轮盘材料GH4133合金的循环应力-应变概率模型,并提出涡轮盘低循环疲劳可靠性设计方法。以有限元分析软件ANSYS为平台,利用APDL语言进行了涡轮盘3维参数化建模;通过灵敏度分析确定了涡轮盘结构概率分析中的主要影响参数;通过涡轮盘结构低循环疲劳可靠性分析和关键结构几何参数的反复修改,满足了涡轮盘的疲劳可靠性设计指标。该方法可为发动机其他关键结构的疲劳可靠性设计分析提供参考。     

航空发动机可靠性试验方法研究

在分析航空发动机相关标准的基础上,对发动机在研制过程中零部件和整机试车、试飞项目及其考核目的进行研究。对试验进行了分类,提出了开展极限/强化试验的必要性;以故障模式及失效机理分析为依据,阐述了发动机在研制过程中成附件可靠性极限/强化试验的方法、应用原则及效果,并针对高周疲劳、性能稳定性和耐久性等考核重点梳理了整机可靠性试验的条件和载荷设计要求,提出了整机可靠性试验载荷谱选用建议。     

液体火箭发动机结构动力学设计关键技术综述

随着液体火箭发动机技术的发展，结构动力学问题成为影响发动机寿命及可靠性的关键技术之一。经过多年努力，发动机结构从最初的静强度、安全寿命设计思想逐步发展为以动静强度联合、经济寿命设计为指导的研制理念和方法，并在型号中得到了成功应用，使发动机结构的工作可靠性得以大幅度提高。由于新型号火箭发动机结构的日益大型复杂化及工作环境的极端严酷性，为满足高性能、高可靠性、轻量化与可重复使用的研制需求，发动机结构动力学设计技术问题亟待解决。本文在分析发动机结构中典型动力学问题的基础上，梳理并重点介绍了载荷预计、动力学建模及模型修正、动强度评估与寿命评定、结构动力学优化及抗疲劳设计等关键技术，最后给出研究总结及展望。希望本文为液体火箭发动机结构动力学设计技术的发展提供支撑。     

W2P-1微型涡轮喷气发动机研制中的试验研究

介绍了自行设计的W2P-1微型涡轮喷气发动机原理试验样机在研制中所进行的试验研究包括燃烧室性能试验、压气机及涡轮叶轮的超转试验、高速转子动平衡试验、试车过程频谱分析及振动故障排除、发动机地面台架性能试验、结构可靠性试验及部分高空性能测试,并对研制工作作了总结.     

某涡喷发动机密封环研制

简要论述了某涡喷发动机密封环在发动机中的工作原理, 结合发动机的研制, 阐明了密封环结构设计、机械性能计算、材料选择、制造加工方法。研制的密封环, 经发动机各项试验考核, 寿命和密封可靠性均符合涡喷发动机总体设计要求。     

航空发动机成品可靠性设计与验证方法研究及应用

长寿命、高可靠性是航空发动机的研制目标,提高发动机配套成品的可靠性对降低发动机故障率、提高装备完好性具有重要意义。本文阐述了发动机成品可靠性设计与验证的工作流程,明确了成品的可靠性仿真、试验和评估方法,提出了基于指数(Exponential)分布和威布尔(Weibull)分布的可靠性和寿命试验方案设计方法,为实现成品可靠性、耐久性和性能的一体化设计提供指导。最后,以某型发动机成品可靠性设计与验证效果为例,说明方法的合理性和有效性。     

航空发动机导管结构完整性要求的初步研究

航空发动机导管失效,国内外都有深刻的教训。本文结合新、老机种研制、生产、使用经验和出现的故障模式,探讨了国外有关发动机规范、结构设计准则、应力标准、结构完整性大纲等对导管的要求,提出了制订我国“航空发动机导管系统结构设计准则”的初步建议。文章搜集了各种导管容许工作压力、容许撞击压力峰值、容许椭圆度、容许工作介质极限温度、容许安装偏差、容许支承间距、常用导管管接头疲劳极限等数据和图表,可供设计、制造、装配、试验和排故等工作参考。     

科技成果

某型发动机通过技术鉴定7月23日,空装科研订货部和中航一集团发动机事业部联合在贵阳召开了某新型发动机的技术鉴定会,审查通过了对黎阳航空发动机公司研制的某新型发动机的技术鉴定。该型发动机1999年决定配装重点项目,目前已完成了研制任务书和研制总要求规定的所有试验项目,并完成了设计定型的考核和试飞工作。该发动机是黎阳公司在某型发动机基础上,为满足需要改进研制的。在研制过程中,他们制定了可靠性大纲,针对研制过程中暴露的问题,开展了技术质量攻关、可靠性改进和相关试验;克服了技术质量问题机理复杂、排故周期短以及改进措施试…     

航空发动机主要承力件的材料性能数据要求

航空发动机研制的各个阶段需要对零件进行结构强度和寿命设计、分析试验验证,而零件的材料及其性能数据是研制先进发动机的基础。这些数据的获取是一项系统工程,耗资费时,需予以高度重视。本文总结了数十年发动机结构设计与强度工作的经验,从设计准则与工程实用观点出发,对发动机主要承力件的材料性能数据提出了要求,并制定了便于使用的材料性能数据要求明细表,同时,对供新机使用的材料性能数据的获取与组织工作提出了建议。