当前,我国航空发动机自主研制正处于蓬勃发展时期。因此,在自主发展新型航空发动机的过程中,需要不断总结研制的经验和教训,研究借鉴国外先进航空发动机的发展经验,深入研究并形成更加有效的管理方法——按时间分阶段的全寿命管理方法,全面推行技术成熟度评价管理,以达到控制发动机研制风险、提高发动机使用完好率、降低发动机全寿命期成本的目标,不断提高我国新型航空发动机研制的技术和管理水平。
我国航空发动机研制是在当时综合国力不强、工业基础薄弱、发动机研制技术基础几乎是空白的历史背景下起步的。航空发动机自主发展经历了一个十分艰难坎坷的历程,对航空发动机的战略地位、重要作用、技术难度和研制规律有一个逐步认识的过程,发动机技术基础、研制经验与研制管理体系也有一个逐步建立和积累的过程。
但从总体上看,我国航空发动机还处于经历完全自主研制和使用发展全过程的初步阶段,在自主发展的过程中,有着不少深刻的经验和教训,尚待建立起系统、完善的发动机全寿命管理体系。例如,某型发动机在研制出来装备部队使用中,先后暴露了发动机中高空性能裕度不足、地面起动冷热兼容性差、结构故障多发等问题,影响了部队的战备完好率,发动机还远未达到成熟。这些问题的产生,既是研制和使用中必然要经历的不断暴露、解决故障和问题的过程,也有深层次的技术和管理问题。
近年来,国家对航空发动机的发展高度关注,加大了政策支持和投资力度,加强了发动机研究与发展全过程的投入和管理。2010年,在新发布的GJB 241A—2010《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》中,将发动机科研试飞、全寿命试车、领先使用和生产定型纳入工程研制阶段,进一步完善了发动机型号研制的试验考核内容。
近年来,我国业界(见刘廷毅[7]等著作)汲取了航空发动机自主研制经验和教训,借鉴国外航空发动机发展和管理道路,结合我国实际,总结了我国新型航空发动机按时间分阶段的全寿命期管理方法(见图4-2)。新型航空发动机全寿命期可分为预先研究、工程研制和使用发展三个大阶段,每个大阶段又可细分成若干个子阶段,并设置了相应的审查点,以控制进入下一个研制阶段的风险。(www.xing528.com)
从图4-2 中可以看出,在应用基础研究阶段会产生许多新的原始发明,但大部分发明在应用研究和先期技术开发阶段就被排除了,只有少部分新的构思经过不断筛选、改进和验证后可以进入到工程研制阶段。在工程研制阶段中,验证机的研制也是多方案筛选的过程,其目的是验证发动机总体方案的可行性,以及新技术、新工艺、新结构的成熟度和可用性,为确定原型机设计方案奠定基础,以减少发动机进入型号研制的技术、进度和成本风险。原型机的研制通过四个阶段逐步向前推进——初始飞行前规定试验、科研试飞、状态鉴定(设计定型)、列装定型(生产定型)。工程研制阶段结束后,将最终给出是否可以大批量装备使用的结论。
随着新型发动机全寿命期各个研究和发展阶段的逐步推进,发动机潜在的故障隐患大部分被排除,发动机技术成熟度不断提高。在新型航空发动机全寿命期中,从应用研究开始到工程研制结束时的研究和发展周期规划约为30年,技术成熟度等级从1 级逐步达到9 级。
图4-2 航空动力技术研究发展阶段划分
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