航空发动机技术成熟度评价方法应用研究

为提升中国航空发动机研制项目中技术风险的管控能力,支撑项目决策,根据中国航空发动机研制特点,结合国外技术成熟度评价的成功经验,提出了1套适用于中国航空发动机研制的技术成熟度评价方法,重点针对航空发动机全生命研制周期内的技术成熟度等级控制要求、关键技术元素的识别方法、技术成熟度等级评价标准、技术成熟度评价工具等方面进行了介绍。通过选取典型项目作为试点进行验证,证明该方法有效、可行,能够实现项中技术风险的识别与管控,为中国航空发动机研制中技术成熟度评价方法的应用提供借鉴。     

航空发动机顶层设计指标评价方法及软件开发

采用层次分析、熵值、质量功能展开、模糊综合评价等运筹学的基本方法,结合航空发动机行业的技术特点,建立了一套能够量化评估航空发动机的先进性和技术成熟度等顶层设计指标的评价方法,并在C++Builder编译环境下开发了面向对象的评估软件。在民用航空发动机项目中的实际应用表明,方法能够对航空发动机的先进性和技术风险等顶层设计指标进行合理的量化评估,并对航空发动机研发过程中的技术成熟度进行动态跟踪。     

航空发动机研制中量化评估方法探索

本文参考国内外重大项目研制中所采取的先进的、科学的量化评估方法,对在航空发动机研制中采用量化评估方法进行了探索,对用于航空发动机的技术成熟度定义、可行性量化评估方法、风险量化评估方法均进行了较为详细的描述,每种方法均给出了实例。     

航空发动机研制降低费用、缩短周期技术综述

概述了国外航空发动机研制费用和周期的情况;从高比例继承和多领域通用2方面,重点介绍了在国外航空发动机研制中降低费用、缩短周期所采用的成熟技术,同时介绍了优化设计技术和并行工程技术。     

基于TRL的航空复合材料技术成熟度评估

结合积木式方法的实施步骤,提出基于TRL的航空复合材料技术成熟度评价方法。此评价方法将先进复合材料技术成熟度分为九个等级,涵盖了复合材料从基础研究、工程研究到批量生产整个过程,其有效性通过对国内外一些航空复合材料新技术的成熟度评价得到证明。飞机设计人员在飞机方案研制阶段对主承力结构进行选材时,可采用此方法对复合材料的技术成熟度进行评估,以降低型号研制的风险及复合材料的应用对型号研制进度的影响。     

国外先进焊接技术在航空领域的应用进展

国外F-22和F-35等第四代战机、高超音速飞行器及其发动机等先进航空装备均已投入使用,焊接技术以其可制造整体化、轻量化、耐高温等构件,生产效率高、成本低等优点,在国外航空装备的研制过程中发挥着不可替代的作用。同时,国外航空装备的研制也促进了焊接技术的发展,新焊接方法、新焊接结构层出不穷。特别是高能束流焊接、固相焊接等技术已成为飞机和发动机结构研制的重要焊接方法。     

基于GJB 5000B的航空发动机健康管理（PHM）软件质量保证方法研究

通过结合某航空发动机研制单位软件研制能力成熟度二级资质取证的工作实践,全面分析航空发动机健康管理软件特点及现阶段软件研制存在的问题,以GJB 5000B中软件质量保证实践域的要求为理论指导,总结一套航空发动机健康管理软件过程与产品质量保证的方法,能有效提高航空软件的研制质量,降低软件研制过程中的风险,为其他军工软件的研制工作质量保证提供借鉴。     

高超声速强预冷航空发动机技术研究进展

高超声速强预冷航空发动机技术是1项具有巨大潜在技术优势的革命性动力技术,已成为高超声速动力的研究热点。 调研了国外具有代表性的强预冷发动机技术发展脉络及现状,并对不同发动机方案的典型技术特征进行了分析与总结;详细介绍 了中国在强预冷航空发动机热力循环设计分析、紧凑强预冷器设计制造和试验、超临界氦叶轮机设计、宽域进排气系统优化设计 及高效燃烧等技术方面的最新研究进展。国内外已有研究表明：高超声速强预冷航空发动机原理先进、综合性能优异,多项核心 技术已取得重大突破,无“卡脖子”难题;中国可进一步开展强预冷航空发动机核心系统和整机集成验证,提升强预冷航空发动机 技术成熟度,为水平起降重复使用高超声速飞行器研制提供有力支撑。     

HF120涡扇发动机研制及成功经验

HF120发动机是GE本田航空发动机公司(GE-Honda)针对轻型/超轻型公务机和私人喷气机研制的小型涡扇发动机,额定推力为912 daN。因其具有优异的性能品质和环境品质以及高的技术成熟度,已被选择用于本田飞机公司的Honda Jet轻型飞机及Spectrum航空技术公司的Freedom公务机。HF120发动机的成功经验表明,航空发动机公司合作必须具有明确的发展目标、准确的产品定位和大量的技术储备。我国发展民用航空发动机的策略,必须借鉴国外先进民用发动机的研制经验,注重基础研究和设计体系建设,走核心机和验证机的发展道路,提高设计水平和自主创新能力。同时,也要从我国的国情出发,遵循有限目标及重点突破的原则。只有这样才能研制出具有国际竞争力的先进民用航空发动机。     

基于TBS 的航空发动机技术风险识别方法研究

为提升中国航空发动机研制项目中技术风险的管控能力,根据航空发动机的研制特点,提出1种基于技术分解结构的航空发动机技术风险识别方法。该方法涵盖技术分解结构的构建方式、技术风险的识别方法和排序方法等内容,通过在实际发动机研制项目中的应用,证明该方法有效、可行,能够实现技术风险完整、合理地识别,同时提出了该方法在应用过程中应注意基于TBS的技术风险识别为动态过程等问题,为中国航空发动机研制行业技术风险的识别提供参考。     

技术成熟度评价方法及其在交会对接任务中的应用

介绍了技术成熟度等级和评价的概念,简述了技术成熟度评价在国外航天工程中的应用情况,提出了航天工程技术成熟度评价标准,包括开展技术成熟度评价的目的、技术成熟度的详细定义及其内涵,并以技术成熟度等级五级为例,给出了具有可操作性的评价细则以及实施要点,通过交会对接任务中运载火箭评价应用实例对技术成熟度评价的应用进行了说明。     

民用航空动力技术风险评估的量化方法

通过层次分析法和质量功能展开,将用户对先进民用航空发动机的总需求逐层展开到具体技术并求得其权重,同时采用技术成熟度等级对各具体技术的风险水平进行量化,综合具体技术的权重和风险值计算得到整个发动机的总技术风险.该方法不仅可以评估整机系统,对其部件系统同样有效.以某型在研涡扇发动机的涡轮部件为例,应用该方法对其进行数值模拟,得到了定量的技术风险评估结果.     

航空发动机分布式控制系统技术分析及系统方案

分析了航空发动机分布式控制系统的系统结构、通讯总线、智能元件、高温电子元器件及分布式电源总线等领域的研究现状,并进行技术成熟度评估.结果表明:航空发动机分布式控制系统研究处于基础研究阶段,各项技术成熟度(TRL)主要处于TRL1~TRL2.针对某涡扇发动机提出基于TTCAN(时间触发控制器局域网协议)总线的过渡分布式和部分分布式两种控制系统方案,分析了各方案中系统结构、控制功能和信号交互特点,以期为航空发动机分布式控制系统进一步研究提供参考.      

军用航空发动机PHM发展策略及关键技术

提出了军用航空发动机预测与健康管理(prognostics and health management,简称PHM)系统的发展策略和关键技术.首先回顾了国外航空发动机PHM技术的发展历史,简要分析了各个阶段具有代表性的技术特点;其次,详细论述了航空发动机PHM技术发展应当妥善处理的关系和重要问题,主要包括PHM技术发展与空军军事需求、PHM技术发展与技术成熟度体系、立足三代机平台发展PHM技术、在发动机全寿命管理体系引入PHM系统、建议的航空发动机PHM功能和结构等;接着,结合国内技术发展水平,给出了应当重点优先发展关键技术的建议;最后,简要总结了制约国内PHM技术发展的因素,展望了瞄准的技术发展目标.      

系统成熟度矩阵算法在新型直升机评估中的应用

系统技术成熟度描述了系统研发的整体技术状态和水平,它是系统建设管理中重要的评估与分析内容。采用将技术成熟度和集成成熟度相结合的系统成熟度矩阵算法,对新型直升机系统成熟度进行了研究。结果表明:在大部分单项技术都达到了预期的技术成熟等级时,系统总体层面仍存在不确定和不成熟因素,为了有效提升系统整体成熟度,必须突破制约系统研发的"瓶颈"技术,并加强"瓶颈"技术与其他技术间集成的演示验证工作。     

基于模糊积分的航空发动机MTBF动态评估方法

针对传统评估方法无法解决航空发动机可靠性评估的滞后问题,采用模糊积分方法建立航空发动机动态可靠性评估模型.引入故障强度因子,建立降半正态型分布的故障强度因子函数表示故障纠正过程.通过故障强度因子得到模糊密度,采用Choquet模糊积分方法融合发动机各阶段可靠性指标,解决了航空发动机可靠性指标的动态评估问题.对在研的某小型涡扇发动机进行了应用研究,结果表明采用Choquet模糊积分数据融合方法进行动态评估能考虑到不同阶段故障数据的重要性,对发动机当前的可靠性水平能给予更加科学的评价.      

基于软件关键技术元素的技术成熟度评价

本文介绍了技术成熟度评价的方法、标准及工作流程,对某型电子飞行仪表系统开展了技术成熟度评价工作,并对识别出的软件关键技术元素进行了技术成熟度评价.     

航空发动机综合飞行换算率的确定

为实现国内某型现役军用航空发动机寿命控制与管理，基于实测飞行剖面和任务混频，研究建立了军用航空发动机综合飞行换算率的确定算法和计算流程。考虑温度对材料强度的影响，将应力剖面向同一温度折算，综合应用雨流计数方法、古德曼方法和线性累积损伤方法，加权计算得到了国内某型现役军用航空发动机同时适用于压气机部件和涡轮部件的飞行任务换算率；基于工厂交付试车、部队地面试车、最坏发动机系数和削顶因子等因素，对飞行任务换算率进行修正，计算得到了国内某型现役军用航空发动机综合飞行换算率。工程应用表明，计算得到的综合飞行换算率准确合理，工程适用。     

某型涡扇发动机进口温度畸变的稳定性评定试验技术研究

介绍了温度畸变发生器的组成及工作原理。通过开展某型涡扇发动机与温度畸变发生器的联合畸变试验,确定了发动机各工作状态下的临界热扰动值,获得了该型发动机的温度畸变敏感系数,建立了适用于工程实际的发动机温度畸变方法。试验证明,温度畸变发生器的建立是成功的,是全面开展发动机稳定性评定的有力工具,对我国制定航空发动机进口温度畸变规范有重要意义。