大涵道比涡扇发动机型号标准体系建设实践

沈丽娟 崔薇薇

（中国航发沈阳发动机研究所，辽宁 沈阳 110015）

大涵道比涡扇发动机型号标准体系建设实践

沈丽娟 崔薇薇

（中国航发沈阳发动机研究所，辽宁 沈阳 110015）

介绍了围绕大涵道比涡扇发动机的研制需求，结合发动机的研制过程，全面总结国内外发动机研发经验和型号标准体系构建经验的基础上，纳入行业级以上标准（国家标准、国家军用标准、航空行业标准、其它行业标准）、企业标准、已定型发动机型号标准、发动机专用标准规范以及相关国外标准，构建大涵道比涡扇发动机标准体系的实践。

大涵道比；涡扇发动机；型号标准体系

军用运输机是远程到达、快速反应、空降作战和空中补给的关键装备，配装的大涵道比涡扇发动机性能和技术水平的高低不仅直接决定和影响着军用运输机的性能，而且是衡量军用运输机性能的重要要素之一。某型发动机是我国首台研制的大涵道比涡扇发动机，要在有限周期和国家经济、技术基础的条件下成功完成研制工作，是一个巨大的挑战。要顺利实现标准化在大涵道比涡扇发动机型号研制中的作用，必须从顶层工作入手，设计、规划发动机标准体系的构成和主要标准项目。构建一套适用大涵道比涡扇发动机的型号标准体系，对于型号研制指导意义非常重大，可以降低研制风险，规范研制过程、提高发动机的技术水平。

1 建设思路

以大涵道比涡扇发动机主机设计单位为主，组织行业技术专家，对国内外大涵道比涡扇发动机技术发展情况进行系统分析，并对国内外军用标准、协会标准和企业标准情况进行总结，分析国内军用标准体系、行业标准体系情况和型号标准化情况，广泛征求发动机标准化师系统相关参研单位意见。在此基础上，针对大涵道比涡扇发动机的技术特点、关键技术基础，提出发动机产品规范树、型号标准体系框图和标准体系表。

结合大涵道比涡扇发动机产品结构分解和型号研制任务分工，充分考虑继承性，总结已有定型发动机型号标准体系的经验，对发动机标准体系进行进一步研究，使之更准确地反映大涵道比涡扇发动机技术的特点和客观实际的需要，重点在体系的结构和层次上进行内部权衡和协调。在深入分析、认真研究和严格审核的基础上，对现有的发动机行业级以上标准进行分析，根据大涵道比涡扇发动机技术特点提出大量需要补充增加的标准。对于技术成熟的项目纳入标准制修订计划，组织实施标准制修订。对目前技术尚不成熟的标准，列出标准占位以待技术成熟时编制。

2 标准体系建设

2.1 建设依据

大涵道比涡扇发动机标准体系的构建依据主要包括：

● 发动机研制总要求；

● 发动机产品分解结构；

● 发动机研制工作分解结构；

● 发动机总体技术方案；

● 发动机成附件研制清单。

2.2 产品规范树的构建

为确保大涵道比涡扇发动机达到《研制总要求》的目标和可承受的寿命周期费用，又便于操作使用和综合保障，在整个研制过程中有必要实施技术状态管理，通过分阶段研制、系统工程过程和寿命周期综合，逐步完善并形成成套的技术状态文件：型号专用规范、图样和技术文件。型号专用规范中系统规范、研制规范、产品规范和软件规范按产品结构分解和设计方案的层次关系构成的树状结构，称为发动机“产品规范树”。

大涵道比涡扇发动机产品规范树第1层为发动机，主要是指发动机系统规范。规范树第2层分为部件与子系统，并不包含实质性的型号专用规范。规范树第3层为各部件研制规范和各子系统研制规范。规范树第4层为各子系统成附件产品规范。

系统规范是指参照GJB 241A-2010《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》编制的发动机型号规范，主要编制思想是针对大涵道比涡扇发动机的研制及验收。GJB 241A-2010主要是在GJB 241-1987《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》基础上，参照MIL-E-5007E、MIL-E-5007F《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》，以及JSGS-87231A《航空涡喷涡扇涡轴涡桨发动机通用规范》的有关内容，同时参考国内外先进航空发动机的技术资料和检验方法，结合我国发动机研制中贯彻GJB 241-1987的经验编制而成。大涵道比涡扇发动机系统规范主要包括要求和质量保证规定等两大内容。具体包括发动机研制阶段的划分、发动机总体性能和整机试验、结构完整性、各大系统的设计要求、试验验证以及发动机可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性、验收试车等。

研制规范中，部件研制规范分为风扇、压气机、燃烧室、涡轮及喷管研制规范；子系统研制规范分为全权限数控系统、机械系统、起动系统、点火系统、电气系统、空气系统、测试系统、防冰系统、管路系统、健康管理系统及反推力装置研制规范等。

产品规范描述产品的功能特性、物理特性和验证要求等。对于大涵道比涡扇发动机而言，产品规范对于控制附件配套产品性能、研制质量等具有重要意义，降低整机试验出现故障的可能性，避免因附件故障影响整个发动机研制过程的问题。发动机产品规范主要是部件与子系统下一层产品规范，如火焰稳定器、起动机、电子控制器、滑油箱等。

软件规范描述软件产品（含用于产品中的软件）的软件设计与编译/汇编程序和验证要求等，发动机软件规范主要包括全权限数控系统的控制程序软件规范等。发动机软件规范主要依据DO-178B《机载系统和设备合格审定中对软件的考虑》、DO-254《机载电子硬件设计保证指南》对发动机软件的规定进行研究、试验及测评。

大涵道比涡扇发动机产品规范树见图1。

2.3 标准体系框图的构建

大涵道比涡扇发动机标准体系框图是在产品规范树的基础上，增加总体标准、制造技术标准和通用基础标准构建的。

第1层次为发动机标准。

第2层次为总体标准、部件标准、系统标准、制造技术标准及通用基础标准5项。

第3层在发动机总体中分为性能、结构强度、飞/发匹配、发动机整机试验及试验设备标准；部件标准分为风扇/增压级、中介机匣、高压压气机、短环形燃烧室、高压涡轮、低压涡轮及涡轮后机匣、内涵喷管和外部管路标准；系统标准分为控制系统、机械系统、起动系统、电气系统、空气系统、防冰系统、点火系统、测试系统、健康管理系统和反推力装置标准；发动机制造技术标准分为热工艺、冷工艺、特种工艺及工装标准；通用基础标准分为基础、管理、通用件和元器件、材料、专业工程、数字化设计与制造、软件工程化、包装储存运输、计量和适航标准。

大涵道比涡扇发动机标准体系总体框图见图2。针对具体专业进一步进行了标准体系框图细分，例如材料标准框图、基础标准框图、专业工程标准框图分别见图3～图5。

2.4 标准明细表的确定

标准明细表主要包括新编标准和采用现有标准2大部分。

新编标准包括产品规范树中的系统规范、研制规范和产品规范，根据大涵道比涡扇发动机设计、制造、试验等需求，确定了一批发动机型号专用标准。

采用的现有标准包括发动机各专业和设计图样的初步选用标准，并补充适用于发动机的现行的国家标准、国家军用标准、航空行业标准、其它行业标准、企业标准、其它型号标准、国外标准，既有发动机各主研制单位应用的标准，也包括各成附件单位广泛应用的标准，并参考了已有定型发动机的型号标准采标项目，形成完整的标准体系明细表。

大涵道比涡扇发动机标准体系共采用行业级以上标准1 600余项，采用国外标准110余项，采用其他型号标准和企业标准700余项。围绕大涵道比涡扇发动机型号研制特点和对标准的实施需求，在标准明细表中对待编制标准进行了规划，共规划了包含《航空发动机健康管理系统设计指南》、《反推力系统通用规范》、《航空发动机外物损伤试验要求》等在内的待编制标准300余项。

3 结论与建议

大涵道比涡扇发动机标准体系的构建充分考虑了发动机的研制需求，结合了发动机的设计过程，全面总结了国内外发动机研发经验和型号标准体系构建经验。纳入了行业级以上标准（国家标准、国家军用标准、航空行业标准、其它行业标准）、企业标准、已定型发动机型号标准、发动机专用标准规范以及相关国外标准。大涵道比涡扇发动机标准体系层次分明、结构合理，具有很好的协调性、先进性和开放性。

为更好的发挥标准对大涵道比涡扇发动机研制的技术基础支撑作用，满足发动机研制需要，提出如下建议：

在相关行业标准进行修订或编制过程中，需充分考虑发动机的研制需求，优先对发动机研制急需的标准规范进行修订、编制或编写指南，如在修订发动机通用规范过程中，充分考虑了大涵道比发动机的反推力装置、健康管理系统、台架试验要求，其它在编行业级以上标准在编制过程中也应充分考虑大涵道比涡扇发动机的需求；

及时开展发动机总体、部件、系统、制造、通用基础等方面的型号专用标准规范编制，特别是外涵道、大风扇部件研制、反推力装置研制、健康管理系统研制等，以及相应的制造标准、材料规范和通用基础标准。

大涵道比涡扇发动机标准体系应根据发动机的研制过程进行动态调整。

（编辑：劳边）

T-65

C

1003-6660（2017）02-0017-04

10.13237/j.cnki.asq.2017.02.005

[收修订稿日期] 2016-12-21