过去,航空发动机的研制从立项到定型服役分为方案设计、工程研制、设计定型、生产定型四个阶段。发动机进入定型阶段后,首先组织基地试验、用户试验,完成设计定型;然后组织用户试用,完成生产定型。这种定型考核模式存在不少问题,不能适应装备发展建设的新形势,问题主要有:一是考核覆盖环节偏少,不利于及早发现问题、及早改进;二是考核内容偏窄,主要考核技术性能,对使用、保障效能等问题关注过少,有的甚至未予以关注;三是设计定型前试验考核不够充分,多数发动机又没有组织生产定型,致使有的发动机未经严格考核就批量生产、列装服役。
为适应装备发展建设的新要求,进一步改进、加强装备试验鉴定工作,已明确将以前的基地试验、用户试验和用户试用统一调整规范为性能试验、使用试验、在役考核;将以前的设计定型和生产定型调整为“状态鉴定”和“列装定型”,在装备全寿命周期构建“性能试验—状态鉴定”“使用试验—列装定型”“在役考核—改进升级”三个试验鉴定环路;通过制定鉴定定型试验总案和性能试验大纲、使用试验大纲、在役考核大纲,全面规范装备试验鉴定任务实施。
现行航空发动机试验鉴定的基本流程如下:
10.3.2.1 性能试验
航空发动机研制立项后,完成方案阶段的设计、验证等研制工作,转入工程研制阶段后,需要通过性能试验考核。性能试验分为两类:一类是科研过程试验,可简称科研试验;另一类是以鉴定定型为目的的试验,可简称鉴定试验。
性能试验通常应按三个阶段实施,第一个阶段是初始飞行前试验考核,第二个阶段是科研试飞及鉴定技术状态验证,第三个阶段是鉴定试验考核。
1)初始飞行前试验考核提供初始飞行试验用发动机的有限性能和耐久性验证,飞行前试验考核项目通常包括以下几项:
①整机类试验,主要包括:验证发动机高空性能的高空试验,可通过高空模拟试验或飞行台试验实施;验证发动机耐久性的持久试车;验证发动机装机适应性的姿态试验、放热试验、振动测量试验、进气畸变试验、飞机系统引气试验、滑油流量中断试验和电源失效试验等;验证发动机结构完整性的超温试验和超转试验等。
②零部件类试验,主要是验证结构完整性的试验,如承力机匣的压力试验、承力静子件的静力试验、转子结构的超转试验、轮盘的破裂转速试验,以及转子结构的初始耐久性试验等。
③附件类试验,主要包括:验证附件装机适应性和环境适应性的附件环境试验(高低温、高度、振动、加速度等)、电磁环境效应试验,验证附件安全性的防爆试验、防火/耐火试验,验证附件结构完整性的压力试验、初始耐久性试验等。
④子系统类试验,主要验证子系统在空中使用包线范围的功能性能及电磁环境效应,如控制系统半物理仿真试验、控制系统电磁环境效应试验等。
发动机完成初始飞行前的试验考核,通过用户主管部门组织审查和专家评审后,发动机可装机开展科研试飞。
2)科研试飞及鉴定技术状态验证的主要任务:
①在实际装机飞行条件下初步验证发动机的空中性能及能力。
②通过科研试验,初步摸清发动机的性能底数及边界条件。(www.xing528.com)
③通过科研试验暴露出设计、制造方面的缺陷,不断改进和完善发动机技术状态,确定鉴定技术状态。
④通过开展鉴定试验摸底,对发动机鉴定技术状态进行初步验证,并降低后续鉴定试验风险。
发动机完成科研试飞以及鉴定技术状态初步验证后,经用户主管部门组织审查和专家评审,具备进入鉴定试验条件后,发动机可开展鉴定试验考核。发动机进入鉴定试验考核通常应具备以下条件:
①已确定发动机鉴定技术状态。鉴定技术状态包括:发动机主要战术技术性能指标、综合保障要求、产品组成、配套成品、零部件材料、工艺、采用标准等。定义技术状态的发动机零部件目录、成附件目录、设计图纸、软件版本、技术要求、材料工艺等必须明确和固化。在转入鉴定试验考核前,研制单位和用户驻厂代表(军事代表室)联合向鉴定定型主管部门上报发动机鉴定技术状态。
②发动机鉴定技术状态经过试验验证。通过科研试验和科研试飞,对发动机鉴定技术状态进行较全面的验证,基本摸清发动机的性能底数及边界条件,初步表明鉴定技术状态的发动机能够全面满足技术性能指标。
③鉴定试验前暴露的故障问题已完成归零,改进措施在鉴定状态的发动机上得到贯彻。
④针对试验风险较大的鉴定试验项目,已完成试验摸底,确保鉴定试验风险可控。
3)鉴定试验考核的目的是全面考核发动机的技术指标。根据发动机技术指标体系以及各项技术指标验证需求,建立发动机鉴定试验考核体系。发动机鉴定试验,从类别看主要包括地面试验、高空试验、飞行试验和仿真试验等;从试验主体上看主要包括整机试验、零部件试验、成附件试验、子系统试验、软件测评等。鉴定试验开始前,承试单位编制鉴定试验大纲,经评审后上报装备鉴定定型主管部门批准。
航空发动机完成全部鉴定试验,各项战术技术指标得到全面验证后,研制单位和用户驻厂代表联合向产品定型委员会上报发动机状态鉴定申请,产品定型委员会组织对发动机的技术状态、鉴定试验完成情况、状态鉴定技术资料等进行审查,通过审查后批准发动机通过状态鉴定。
10.3.2.2 使用试验
航空发动机通过状态鉴定后,由生产单位组织小批试生产,小批试生产发动机作为试用装备,主要用于随飞机、直升机等航空装备开展使用试验。试验鉴定系统组织通过使用试验准备审查后,指定试用单位并组织实施使用试验,其间,同步组织对发动机生产工艺和配套供货等进行审查;通过使用试验考核后,由各级定委按程序报批列装定型,提出批产意见,并随附装备基本情况、性能底数、操作使用和使用运用参考等。通过列装定型后,航空发动机方可正式列装交付用户,在此之前,所有参试发动机均属科研样机或试用装备。
10.3.2.3 在役考核
航空发动机通过列装定型、完成批量生产,并由装备调配部门成建制分配给相应用户后,由试验鉴定系统组织实施在役考核,独立给出考核评价结论以及后续改进或改型的意见建议;同时,可视情况给出效费比评价意见,为后续采购提供决策咨询。对效费比不高或存在其他重大问题缺陷的,试验鉴定系统可以提出发动机召回或中止列装的建议。
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