提高飞机发动机耐久性和可靠性的措施研究论文_张校通,李运涛,杜俊

提高飞机发动机耐久性和可靠性的措施研究论文_张校通,李运涛,杜俊

辽宁锦州95905部队 辽宁锦州 100018

摘要:提高飞机发动机耐久性和可靠性的途径,要注重设计环节的完善,充分考虑发动机的使用条件和使用载荷。检验的过程要注重部分构件的准确性和安全性,注重疲劳强度的检验。在使用和维修的过程中要注意定期根据使用情况维护,确保维护的经济性和实用性,提高制作工艺,保证部件表面的质量,保证部件的疲劳强度达到标准。

关键词:维护修理;飞机发动机

引言

自第一次世界大战开始,航空工业兴起,发展至今,航空技术已经成为衡量国家军事力量、竞争水平的标准之一。与西方发达国家相比,我国在航空工业上的起步较晚,与英美国家更是存在数十年的技术差距,并且,在航空发动机技术上,国外的技术封锁,更是阻碍了我国航空飞机的发展步伐。但是,越是封锁就越需要突破,我国多位科学家通过多年研究,从无到有,成功制作出属于我国的航空发动机。不过,取得成就并不意味着停下发展步伐,仍要不断提高飞机发动机的耐久性、可靠性,进一步提高中国在世界上的地位。

1影响飞机发动机耐久性、可靠性的原因

1.1发动机设计存在缺陷

新形势下,我国发动机设计尚不成熟,参数设置的准确度仍存在一定问题,引发各种问题,发动机的质量受到影响。为此,我国在航空发动机设计时,需要进行多次实验,发现发动机结构中的问题并改善,以此保障发动机的质量,保障其的耐久性、可靠性满足飞机需求。

1.2使用材料稳定性不足

航空发动机作为一种需要在特殊环境中工作的高精密机械设备,只有稳定性较强的材料才能保障发动机的质量。然而,在某些发动机制造中,工作人员并未严格筛选金属、非金属材料,飞机发动机的密封性难以保障,增大了泄露现象的发生。对此,在发动机制造过程中,工作人员必须严格挑选材料,保障机械材料的质量满足发动机需求,以此提高飞机发动机对密封性、耐久性与可靠性的需求。

1.3使用零件并不标准

飞机发动机安装于飞机上后,会长期处于高热、高压、高负荷状态,若发动机质量不达标,发动机的寿命将大幅减少,其作用发挥也将受到影响。发动机零件作为构成发动机的根本,某一零件出现问题,可能导致整个发动机故障。对此,保障发动机零件的标准化,具有重要意义。然而,在发动机实际加工中,仍存在零件表面不光滑、零件尺寸不标准、设计图和零件不符等问题,发动机的可靠性与耐久性受到影响。

1.4配件质量存在问题

飞机发动机的配件较多,在发动机制造时,工作人员比较重视重要配件的制作,对于微小的零件没有足够的重视,存在偏差难以避免,然而,仅一点偏差,也会对发动机带来较大影响,增大配件的磨损度,为发动机埋下隐患,降低了发动机的使用寿命。

2提高飞机发动机耐久性和可靠性的途径

2.1提高飞机发动机设计的完善程度

完善飞机发动机的整体性设计,对提升飞机发动机性能,延长其使用寿命具有重要的作用。首先,飞机发动机的设计人员要依据飞机的类型和性能标准,确定飞机发动机的使用类型。在确定发动机的使用类型之后,建立发动机的循环参数模型,优化对风扇外涵压比、总增压比等参数的选取以确定发动机的设计点参数。其次,依据设计点各项参数,确定发动机零件的性能设计,例如,通过对发动机部件的进出口马赫数的确认,完成对发动机几何流路尺寸的初步估计,以调整飞机发动机的热力循环。再次,要依据飞机任务中的推力要求、发动机的性能要求以及各部件的几何形状、尺寸或位置来完成对发动机调节频率和周期的选定,并建立发动机非设计点的计算模型,以保障飞机发动机能够在非设计点状态下依旧保持安全运转。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最后,在飞机发动机总体方案初步形成之后,需要对发动机的各项性能进行试验,以保障发动机各项结构之间的精确协调,避免出现发动机叶片脱落、转子卡顿、燃烧室熄火等故障。如果设计方案不能满足飞行任务要求,需要重新对发动机类型、发动机参数以及发动机的调节规律进行计算,直到满足相关要求为止。

2.2保障发动机各部件的质量

在发动机设计中,零部件作为构成发动机的根本,其质量直接影响着整个发动机的可靠性。古语有云,牵一发而动全身,放在发动机上依然适用。对此,工作人员应重视发动机的零部件设计与制造,即使是微小、用处看似不大的零部件,也应保障其尺寸标准精良、与设计相符,保障每个零部件的质量,提高发动机的整体质量。据悉,在发动机运行中,17%的故障来自于加工制造过程,43%的故障来自于结构设计过程,25.1%的故障来自于加工过程。由此可见,零部件的加工失误对发动机的影响极大。对此,在航空发动机制造中,保障发动机零部件的高质量,对提高发动机的耐久与可靠性,非常重要。

2.3精心地使用维护保持发动机耐久性和可靠性

精心地使用和维护保持能够提高发动机的耐久性和可靠性。正常情况下维护是能够将发动机的工作状态调整到较好水平的有效手段,同时修理也是维护的重要形式,在某种意义上,修理是较大程度的维护。发动机是可恢复的产品,因此规定必须进行定期维护。首要预防发动机出现故障的形式就是维护,维护工作可分为有计划的维护和无计划的维护。维护的宗旨就是保证发动机处于满足工作的标准耐久性和可靠性状态,确保发动机使用的安全。而不定期的维护与发动机出现故障和失效相关,是恢复发动机使用的一种必要手段。发动机维护和修理的工作内容其一是正常调整性维护,操作的内容是添加柴油和润滑油,还包括调整起动机到标准状态,另外在调整起动机时要参考环境温度,也包括检查发动机系统功能,例如检查油门杆是否处于工作正常标准状态,加速时间是否准确。发动机维护和修理工作内容其二是发动机结构部件和润滑油系统是否符合工作标准状态,要排查故障,发现隐患。发动机维护和修理工作内容其三是更换某些零件和附件,起到预防的作用,提前防治发动机产生磨损故障。发动机维护和修理工作内容其四是恢复已经工作失效的发动机。其五是利用生产使用经验,制定改进措施,并落实到发动机的维护修理工作中。在整个过程中要注意减少零件更换的无效消耗,保证预防工作的制定与发动机使用状态和使用条件密切相关,切实做到视情况进行维护。

2.4加强部件检验和整机检验的力度

第一,部件检验是发动机实现稳定运行的基础。在发动机投入使用之间,相关工作人员必须根据中国人民解放军总装备部批准发布的《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范(2010)》对发动机轮盘、风扇等零部件进行检验,检验内容主要包括循环疲劳度、强度、工作极限等。在发动机零部件检验合格后,才能进行后期的整机检验和飞行试验,以避免较大经济损失和安全问题的出现。第二,整机检验是发动机实现设计精准的要求。整机检验也可称做“调试”,即通过实践对发动机设计方案、零部件质量进行综合验证和调整。首先,整机检验能有效地判断出发动机原设计参数的规范性和假设正确性,并对其中存在的不足进行修改;其次,整机检验可以真实地呈现出发动机当前存在的问题和薄弱区域,为设计者指明发动机耐久性和可靠性的完善方向;最后,整机检验可以进一步确定出发动机的承载极限和寿命范围,能为日后发动机检修、发动机更换等工作提供出较为可靠的信息保障。

结束语

对于飞机发动机而言,其可靠性主要是指一定条件下,发动机完成任务的能力。通过发动机的可靠性指标,能够准确了解发动机的性能。当前,在发动机设计与制造中,仍存在诸多问题,影响了发动机的可靠性与寿命。为此,完善飞机发动机的设计,加强发动机部件与整机的检验,保障发动机各部件的质量,对航空发动机精心维护,提高发动机的质量,推动我国航空事业的进一步发展。

参考文献

[1]柳旭涛,杨庆东.基于故障分析的飞机发动机叶片加工中心可靠性分配[J].机械工程师,2017(09):1-4.

[2]朱禹潼.提高飞机发动机耐久性和可靠性的途径[J].科技经济导刊,2017(06):76.

[3]胡立夫.某型飞机发动机产品检测系统的设计与实现[D].东北大学,2008.

论文作者:张校通,李运涛,杜俊

论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期

论文发表时间:2019/10/21

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