大涵道比渦扇發動機型號標準體系建設實踐

沈麗娟 崔薇薇

（中國航發沈陽發動機研究所，遼寧 沈陽 110015）

大涵道比渦扇發動機型號標準體系建設實踐

沈麗娟 崔薇薇

（中國航發沈陽發動機研究所，遼寧 沈陽 110015）

介紹了圍繞大涵道比渦扇發動機的研制需求，結合發動機的研制過程，全面總結國內外發動機研發經驗和型號標準體系構建經驗的基礎上，納入行業級以上標準（國家標準、國家軍用標準、航空行業標準、其它行業標準）、企業標準、已定型發動機型號標準、發動機專用標準規范以及相關國外標準，構建大涵道比渦扇發動機標準體系的實踐。

大涵道比；渦扇發動機；型號標準體系

軍用運輸機是遠程到達、快速反應、空降作戰和空中補給的關鍵裝備，配裝的大涵道比渦扇發動機性能和技術水平的高低不僅直接決定和影響著軍用運輸機的性能，而且是衡量軍用運輸機性能的重要要素之一。某型發動機是我國首臺研制的大涵道比渦扇發動機，要在有限周期和國家經濟、技術基礎的條件下成功完成研制工作，是一個巨大的挑戰。要順利實現標準化在大涵道比渦扇發動機型號研制中的作用，必須從頂層工作入手，設計、規劃發動機標準體系的構成和主要標準項目。構建一套適用大涵道比渦扇發動機的型號標準體系，對于型號研制指導意義非常重大，可以降低研制風險，規范研制過程、提高發動機的技術水平。

1 建設思路

以大涵道比渦扇發動機主機設計單位為主，組織行業技術專家，對國內外大涵道比渦扇發動機技術發展情況進行系統分析，并對國內外軍用標準、協會標準和企業標準情況進行總結，分析國內軍用標準體系、行業標準體系情況和型號標準化情況，廣泛征求發動機標準化師系統相關參研單位意見。在此基礎上，針對大涵道比渦扇發動機的技術特點、關鍵技術基礎，提出發動機產品規范樹、型號標準體系框圖和標準體系表。

結合大涵道比渦扇發動機產品結構分解和型號研制任務分工，充分考慮繼承性，總結已有定型發動機型號標準體系的經驗，對發動機標準體系進行進一步研究，使之更準確地反映大涵道比渦扇發動機技術的特點和客觀實際的需要，重點在體系的結構和層次上進行內部權衡和協調。在深入分析、認真研究和嚴格審核的基礎上，對現有的發動機行業級以上標準進行分析，根據大涵道比渦扇發動機技術特點提出大量需要補充增加的標準。對于技術成熟的項目納入標準制修訂計劃，組織實施標準制修訂。對目前技術尚不成熟的標準，列出標準占位以待技術成熟時編制。

2 標準體系建設

2.1 建設依據

大涵道比渦扇發動機標準體系的構建依據主要包括：

● 發動機研制總要求；

● 發動機產品分解結構；

● 發動機研制工作分解結構；

● 發動機總體技術方案；

● 發動機成附件研制清單。

2.2 產品規范樹的構建

為確保大涵道比渦扇發動機達到《研制總要求》的目標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狀態管理，通過分階段研制、系統工程過程和壽命周期綜合，逐步完善并形成成套的技術狀態文件：型號專用規范、圖樣和技術文件。型號專用規范中系統規范、研制規范、產品規范和軟件規范按產品結構分解和設計方案的層次關系構成的樹狀結構，稱為發動機“產品規范樹”。

大涵道比渦扇發動機產品規范樹第1層為發動機，主要是指發動機系統規范。規范樹第2層分為部件與子系統，并不包含實質性的型號專用規范。規范樹第3層為各部件研制規范和各子系統研制規范。規范樹第4層為各子系統成附件產品規范。

系統規范是指參照GJB 241A-2010《航空渦輪噴氣和渦輪風扇發動機通用規范》編制的發動機型號規范，主要編制思想是針對大涵道比渦扇發動機的研制及驗收。GJB 241A-2010主要是在GJB 241-1987《航空渦輪噴氣和渦輪風扇發動機通用規范》基礎上，參照MIL-E-5007E、MIL-E-5007F《航空渦輪噴氣和渦輪風扇發動機通用規范》，以及JSGS-87231A《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發動機通用規范》的有關內容，同時參考國內外先進航空發動機的技術資料和檢驗方法，結合我國發動機研制中貫徹GJB 241-1987的經驗編制而成。大涵道比渦扇發動機系統規范主要包括要求和質量保證規定等兩大內容。具體包括發動機研制階段的劃分、發動機總體性能和整機試驗、結構完整性、各大系統的設計要求、試驗驗證以及發動機可靠性、維修性、保障性、安全性、測試性、驗收試車等。

研制規范中，部件研制規范分為風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪及噴管研制規范；子系統研制規范分為全權限數控系統、機械系統、起動系統、點火系統、電氣系統、空氣系統、測試系統、防冰系統、管路系統、健康管理系統及反推力裝置研制規范等。

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

軟件規范描述軟件產品（含用于產品中的軟件）的軟件設計與編譯/匯編程序和驗證要求等，發動機軟件規范主要包括全權限數控系統的控制程序軟件規范等。發動機軟件規范主要依據DO-178B《機載系統和設備合格審定中對軟件的考慮》、DO-254《機載電子硬件設計保證指南》對發動機軟件的規定進行研究、試驗及測評。

大涵道比渦扇發動機產品規范樹見圖1。

2.3 標準體系框圖的構建

大涵道比渦扇發動機標準體系框圖是在產品規范樹的基礎上，增加總體標準、制造技術標準和通用基礎標準構建的。

第1層次為發動機標準。

第2層次為總體標準、部件標準、系統標準、制造技術標準及通用基礎標準5項。

第3層在發動機總體中分為性能、結構強度、飛/發匹配、發動機整機試驗及試驗設備標準；部件標準分為風扇/增壓級、中介機匣、高壓壓氣機、短環形燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪及渦輪后機匣、內涵噴管和外部管路標準；系統標準分為控制系統、機械系統、起動系統、電氣系統、空氣系統、防冰系統、點火系統、測試系統、健康管理系統和反推力裝置標準；發動機制造技術標準分為熱工藝、冷工藝、特種工藝及工裝標準；通用基礎標準分為基礎、管理、通用件和元器件、材料、專業工程、數字化設計與制造、軟件工程化、包裝儲存運輸、計量和適航標準。

大涵道比渦扇發動機標準體系總體框圖見圖2。針對具體專業進一步進行了標準體系框圖細分，例如材料標準框圖、基礎標準框圖、專業工程標準框圖分別見圖3～圖5。

2.4 標準明細表的確定

標準明細表主要包括新編標準和采用現有標準2大部分。

新編標準包括產品規范樹中的系統規范、研制規范和產品規范，根據大涵道比渦扇發動機設計、制造、試驗等需求，確定了一批發動機型號專用標準。

采用的現有標準包括發動機各專業和設計圖樣的初步選用標準，并補充適用于發動機的現行的國家標準、國家軍用標準、航空行業標準、其它行業標準、企業標準、其它型號標準、國外標準，既有發動機各主研制單位應用的標準，也包括各成附件單位廣泛應用的標準，并參考了已有定型發動機的型號標準采標項目，形成完整的標準體系明細表。

大涵道比渦扇發動機標準體系共采用行業級以上標準1 600余項，采用國外標準110余項，采用其他型號標準和企業標準700余項。圍繞大涵道比渦扇發動機型號研制特點和對標準的實施需求，在標準明細表中對待編制標準進行了規劃，共規劃了包含《航空發動機健康管理系統設計指南》、《反推力系統通用規范》、《航空發動機外物損傷試驗要求》等在內的待編制標準300余項。

3 結論與建議

大涵道比渦扇發動機標準體系的構建充分考慮了發動機的研制需求，結合了發動機的設計過程，全面總結了國內外發動機研發經驗和型號標準體系構建經驗。納入了行業級以上標準（國家標準、國家軍用標準、航空行業標準、其它行業標準）、企業標準、已定型發動機型號標準、發動機專用標準規范以及相關國外標準。大涵道比渦扇發動機標準體系層次分明、結構合理，具有很好的協調性、先進性和開放性。

為更好的發揮標準對大涵道比渦扇發動機研制的技術基礎支撐作用，滿足發動機研制需要，提出如下建議：

在相關行業標準進行修訂或編制過程中，需充分考慮發動機的研制需求，優先對發動機研制急需的標準規范進行修訂、編制或編寫指南，如在修訂發動機通用規范過程中，充分考慮了大涵道比發動機的反推力裝置、健康管理系統、臺架試驗要求，其它在編行業級以上標準在編制過程中也應充分考慮大涵道比渦扇發動機的需求；

及時開展發動機總體、部件、系統、制造、通用基礎等方面的型號專用標準規范編制，特別是外涵道、大風扇部件研制、反推力裝置研制、健康管理系統研制等，以及相應的制造標準、材料規范和通用基礎標準。

大涵道比渦扇發動機標準體系應根據發動機的研制過程進行動態調整。

（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