1、民用航空發動機維修管理及其先進技術中國航空運輸業的持續快速發展帶動航空維修市場的持續快速增長，巨大的市場吸引著來自世界的目光，同時也在很大程度上激發了國內民航維修企業擴展維修能力，以及國內航空工業界進入民用航空維修的積極性。發動機的維修，正是其中一個具有重要戰略意義且蘊藏著驚人經濟效益的領域。目前國內的民航發動機維修，主要是C F M56 系列、PW4000、RB211 和V2500.不可否認，我們已經有一些躋身世界先進行列的企業和能力，但總體來看仍處于起步階段：維修產量和效率低，核心技術能力不足，關鍵部件修理仍然需要向國外外包，高精尖設備只能從國外采購。正因如此，這也是一個值得關注值得奮斗、

2、大有作為的領域。相信通過戰略的眼光系統的規劃、先進的技術與管理、民航維修企業和航空工業界以及設備制造業密切合作，我們必將向著民用航空發動機維修領域國際最高水平穩步邁進。發動機維修靠的是先進的技術與管理，為了確保發動機維修的高質量和高效率，提升企業的競爭力，新成立的維修企業會盡量采用最先進的工藝和設備，而業內的資深企業會自發地對已有的維修工藝進行評估改進，力圖跟上技術發展的潮流。在新加坡的一些發動機零部件維修公司，在3 4 年的時間，維修流程就全部實現了自動化的升級，與之相應的是維修量的幾何增長，盡管也有一些企業長期停滯不前逐步走向萎縮關閉，但仍讓人深切地感受到技術革新給企業帶來的蓬勃生機。發動

3、機維修實際應用的先進技術1 先進發動機分解/ 裝配和試車技術發動機大修的第一步就是發動機的徹底分解，國外MR O 周期的平均標準是34天。雖然分解過程不需要用到高精尖設備，但仍然有必要強調通過一系列的工藝方法，實現快速高效分解的重要性，尤其是要確保將分解造成的零件損傷降到最低。在常規分解中，通過推廣液壓、氣動工具、力矩倍增器的使用，可有效地提高分解效率。當出現零件“咬死”而需要特殊分解時，則需根據發動機的結構制定工藝方法，如采用鉆孔、孔探打磨等方法取出斷鏍樁，用加熱軸承外鋼套同時干冰冷卻壓氣機前軸的方法來分解“咬死”的核心機。當發動機排故時，需要制定工作范圍最小化的局部分解方案，如用于壓氣機葉

4、片更換的“top casing”,用于壓氣機性能、發動機裕度恢復的“s i d ecasing”, 整機狀態更換高壓渦輪葉片的“quick turn”等。裝配過程相對分解過程來說，技術性更強。先進的平衡工藝，葉尖高速磨削技術和計算機檢測同心度從一開始就已寫入標準工藝。除此之外，國外的MR O 開始關注發動機裝配中，高效率的一次性裝配，主要是核心機的同心度裝配，防止高壓、低壓振動高，以及裝配中的間隙控制技術。在國外M R O 中已經得到應用的計算機精密測量系統，可以準確實現盤的一次性裝配合格。傳統裝配中用千分表檢測盤的圓周跳動和平面跳動，然后人工調整盤與盤的相對位置，這種方法耗時長，返工次數多，

5、而且往往得不到盤與盤的最佳排列。采用計算機精密測量系統，按照系統測試計算提供的相對位置信息，可以直接一次性實現最佳裝配，降低振動，減小轉/ 靜子之間的間隙，提高核心機效率。 試車技術的核心是發動機各項性能數據的自動化采集和分析計算，擁有操作及控制航空發動機試車流程的智能化H M I （ 人機交互界面） ;先進試車臺設計和制造是跟發動機大修密切相關的技術。2 自動化無損檢測技術在發動機零部件的無損檢測技術領域，近年來國外的MR O 和零部件專業修理廠普遍完成了從手動到自動的技術升級。如葉片的自動熒光探傷，采用編程控制將裝在標準籃子中的葉片自動的放入不同的槽中，完成滲透、浸洗、乳化、顯像，從而大大

6、提高檢測效率。X光檢測也從拍片洗片的傳統方式升級到了計算機實時成像。自動渦流檢測也成為了無損檢測的必備工藝，用于發動機風扇盤、渦輪盤、壓氣機盤表面和近表面疲勞裂紋的探傷。其檢測過程由精密的機械手自動化執行，既避免了人為差錯，又實現了缺陷的高精度檢測，并具有卓越的重復性。零部件的檢測中，探頭沿部件表面精確定位，或伸入零件結構內部進行檢測，缺陷不僅可以定量，還可通過渦流彩色C掃描進行定位和定性，即可以獲得缺陷的形狀信息，避免漏檢和誤檢的情況.發動機零部件的深度修理涉及多項高、精、尖工藝，設備投資巨大，是國內民航維修企業能力相當薄弱的環節。以某高壓渦輪靜子葉片為例，其維修工藝流程包括檢驗、高壓水噴去

7、涂層、真空清洗、真空釬焊、葉片成形磨、噴涂以及激光打孔等五一節。發動機大修中已經形成了“修理代替換件”的原則，對發動機關鍵件的先進修理技術探索形成了各個廠家的核心競爭力。主要是運用再制造理念實施關鍵零部件的修理，一些以前不得不報廢的磨損和損傷件，修理后與新件一樣好，甚至性能超過以往的新零件。對于轉子、靜子、葉片、導向器、軸、燃燒室、機匣和齒輪箱進行大修的全套技術，尤其是其中的專利技術，值得系統性的關注。3 焊接技術特種焊接技術在發動機焊接結構件中的應用越來越廣泛。特種焊接技術主要包括鎢極惰性氣體保護弧焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊、真空釬焊、擴散焊、慣性摩擦焊、線性摩擦焊和真空電弧焊等。在國

8、外一些零部件修理廠，等離子弧焊已被大量應用到壓氣機葉片的葉尖堆焊，形成了很強的修理產能。在葉片堆焊中，有極少數廠家掌握了激光堆焊技術，電子束焊也大量應用在機匣的修理中。4 涂層技術涂層技術對航空發動機關鍵零部件的抗磨損、高溫防護、隔熱、封嚴以及鈦合金零件的防微動磨損、阻燃等性能有重要作用。先進的涂層方法主要包括真空等離子噴涂、層流等離子噴涂、超音速等離子噴涂、電子束物理氣相沉積、化學氣相沉積等5 精密加工和特種加工技術發動機零件的精密加工往往需要購置專門的加工設備，以滿足不同零件的特殊外形尺寸和加工精度，達到高質量和最佳效率。特種加工技術則可以解決常規加工方法難以解決的問題，特種加工技術主要包

9、括激光加工、電子束加工、離子束加工、等離子加工、電火花加工、電解加工、電液束加工、超聲波加工、磨粒流加工和高壓水射流切割等。6 附件測試維修技術對發動機的電氣和液壓附件測試和維修，主要依賴先進的設備。目前大型的綜合試驗臺往往要靠進口，迫切地需要國內相關的專業院校和廠家能進行開發研制。發動機維修管理發動機維修既是技術的競爭，又是管理的競爭。管理的目的，是為了實現質量、成本和周期的最優化。在確保質量的前提下，維修周期的長短，越來越成為航空公司選擇M R O的重要指標，維修周期直接影響到航空公司的備發數量增加或是產生租賃發動機的需求，任何一項帶來的成本都相當巨大。而對MR O 來講，縮短周期也是自身

10、的需求，意味著縮短了資金回籠時間，增加資金周轉次數，實現現金流的良性循環。 發動機機大修的平均周期為60天， 可以分為分解、零件準備、裝配和試車交付4 個階段。分解、裝配和試車是在同一生產地點由一個團隊完成的工作，其信息收集和管理相對簡單，而零件準備是把拆下的上千個臟狀態零件，通過逐一的清洗、檢驗、修理、報廢和補充，得到數量種類一一對應的合格件?！耙粋€零件都不能少，一個零件都不能遲”,零件準備管理要實現的目標，就是按生產計劃，合理組織航材、分階段地給裝配車間提供所需要的零件，確保發動機裝配按計劃順利進行。這個階段的工作效率、管理水平對發動機維修的總周期和成本起著至關重要的作用。一些M R O

11、通過采用先進的管理方式，如設立零件的統一管理機構，借助計算機維修信息系統來收集追蹤零件實時的狀態，在流程中引入精益管理的理念，很好地提高了管理水平。在流程中引入精益管理的理念，消除一切浪費，追求精益求精和不斷改善，以最優品質、最低成本和最高效率對市場需求作出最迅速的響應，消除等待的浪費。有些工廠雖然投資了自動設備，但仍需人員在旁照顧，特稱之為“閑視”的浪費，如在產品自動檢測過程中，檢驗人員站在產品旁邊等待。按精益的原則對廠房設施重新布局，將同一零件的各項工序盡可能的集中，布局時盡量節約廠房空間，消除搬運的浪費，簡化工序，減少零件在不同操作者或區域之間的流轉，使修理過程更加流暢。在法國的修理廠，

12、一個磨床工人同時運行自動靜子磨床和普通外圓磨，用20m i n 的時間將高壓渦輪襯環裝上靜子磨床，運行磨削程序，在3.5h 的磨削里，磨床工人在普通磨床上可以完成23件的其他零件加工。在新加坡修理廠，用于發動機蜂窩更換修理的所有設備整齊擺放在約40m2 的正方形工作區里，有氣動分解蜂窩蜂嚴的夾具，去除蜂窩的C NC 銑床、打磨工作臺、自動點焊機和真空釬焊爐。2 個工人在4h 的時間里有條不紊地完成一臺發動機壓氣機蜂窩的釬焊修理所有工序。先進的技術和管理的提升是發動機MR O 的個體競爭力，發動機維修行業的整體實力提高，還需要戰略的規劃和布局，形成發動機大修廠、零部件專業修理廠、附件修理廠、特種

13、工藝廠、設備制造廠合理配置的完備體系，并且有必要開展民航維修企業與國內航空工業界、軍機維修企業之間的戰略合作。戰略合作有利于實現優勢互補，在更短的時間內將技術轉化為實際維修能力，較快形成國內民航發動機修理的全面能力.在國外，頂級的發動機維修廠家正是發動機的整機制造廠，同時也是制造修理一系列軍用發動機和民用發動機的產業巨無霸，如G E 航空集團、羅· 羅公司和斯奈克瑪、普惠公司等。這些集團旗下不僅有發動機制造、維修的直接業務，也有與發動機緊密相關的技術，如零部件制造等。國內由于大型民機發動機制造技術尚未成熟，在大型民機發動機產業鏈上，目前無法形成設計、制造、維修完整的閉環，與航空發動機

14、有關的廠家和資源較為松散，沒有得到綜合利用。一方面，民航發動機維修需要大量高精尖的工藝來開展深度修理，要提高民航MR O 的能力，需要較長的時間進行設備投資和人員培訓，還要受制于投資回報項目成本分析這一市場經濟的運作原則；而另一方面，這些工藝在國內的研究所、院校、航空發動機廠、空軍修理廠早已是現成的能力。初級形式的合作可以是工序轉包，民航發動機維修廠在開展零部件維修的過程中，如有某種工藝缺乏，可與國內具備此工藝的單位進行合作，通過對單工序的“人、機、料、法、環”的評估、試制和質量體系的審查，即可開展合作。這種合作的優點是靈活，可快速形成點對點的合作關系。中級形式的合作則需要對有意向的廠家進行較

15、為系統的分析，列出其適用于該MR O 的全部能力，分別成立專門的項目組，與MR O 之間開展長期廣泛的工序合作。更高形式的工序合作，則是由具備各項先進特殊工藝的國內單位（一家或多家）專門成立面向民航維修的子公司或合資公司，申請特種工藝的民航維修許可證，更廣泛地參與到維修領域中。結束語總而言之，無論是民航發動機維修的國內需求，還是“積極融入全球航空產業鏈”這一高遠的目標，都鞭策著我們不斷進步，科學地實行產業化發展，向著民用航空發動機維修領域的國際最高水平穩步邁進。AL-31F是由俄羅斯留里卡"土星"科研生產聯合體研制的帶加力燃燒室的渦扇發動機。該聯合體前身是留里卡設計局，組建

16、于1946年，是前蘇聯的主要戰斗機發動機設計局。在上世紀60年代，留里卡研制了AL-21F系列渦輪噴氣發動機，其最大加力推力達11000daN。19701974年投入生產，廣泛用于蘇-17、蘇-20、蘇-22、蘇-24和米格-23戰斗機上。在AL-21基礎上，1976年（另一說法是1973年）留里卡開始研制AL-31F發動機。1985年該發動機研制達標后，用于蘇-27、蘇-30和蘇-35戰斗機。 AL-31F的結構形式是雙轉子加力式渦扇發動機。推力范圍：加力12250daN，中間7620daN。每臺價格300萬美元。AL-31F有一些改進型，其中包括帶矢量推力噴管的改進型AL-31FP發動機。

17、 從總體上講，作為蘇-27戰機的專用動力裝置AL-31F發動機，其性能是優良的，具有明顯優勢。 （1）尺寸小，推力大。其渦輪具有有效的冷卻系統和良好的熱力學特性；壓氣機增壓快速，發動機結構緊湊，保證飛機有較高的推力和良好的機動性。 （2）穩定性高?？墒褂迷谔K-27飛機的各種飛行高度和速度下，即使飛機在以M2的速度進入平螺旋、直螺旋、翻轉螺旋和進氣道喘振的情況下，發動機工作仍然極其穩定。喘振消除系統、空中自動點火系統、主燃燒室和加力燃燒室的再次啟動系統等可保證在使用機載武器時動力裝置的工作可靠性。 （3）維修簡便。該發動機采用單元體結構，由14個單元體組成，因此，如果出現某些損壞，不需要全部更換

18、，只替換下有故障的單元體即可。這樣，在使用條件下進行發動機維修時，可更換其中的6個單元體。 （4）使用壽命長。AL-31F可根據其技術狀況而使用，只要發動機還正常，就可以一直使用下去，而現代化水平的診斷設備可保證飛行安全。但其使用壽命也有一個限度，一般認為該發動機第一次維修前的使用壽命可達1000h，總使用壽命應該不少于10年。2005年12月28日，在我國大中型航空發動機的搖籃中國一航沈陽發動機設計研究所，誕生了我國自行設計研制、具有自主知識產權的第一臺大推力渦輪風扇發動機太行發動機。正像詩中描繪的那樣，“將登太行雪滿山”，現實中研制“太行”的難度更是超乎想象 在第八屆珠海航展上展出的太行發動機(11張)，以張恩和為總設計師的“太行”研制團隊，歷經18載艱苦攻關，突破了數十項核心技術和關鍵技術，攻克了200多個重大