航空发动机工程通论：可靠性增长主要做法

1）针对问题机种进行综合整治，在确保和提高可靠性的前提下改进改型，不单纯追求高性能。

从20 世纪70年代末到80年代初，P＆W 公司对F100 发动机进行了综合整治，改进措施主要包括：重新设计长寿命的核心机、单晶涡轮叶片、全功能数字式电子调节器、采用齿轮燃油泵，等等。通过综合改进，发动机的可靠性、耐久性、安全性得到明显提高。改进后的发动机其推力与原型机相同，但重量加大了约66 kg，即牺牲了性能（推重比）而获得了更高的可靠性。在保证较高的可靠性和耐久性的前提下，F100 发动机遵循“多继承、少创新”的原则和采用经验证的成熟技术，不断改进改型，提高性能，衍生出 F100－PW－229、F100－PW－229A 和 F100－PW－232 等发动机。

2）制订实施航空发动机部件改进计划，支持发动机投入使用后持续改进发展，不断提高可靠性和工作稳定性。

新发动机定型投产后，需要不断修正使用中暴露出来的缺陷和故障，为此美国空军制订了一项长期的航空发动机部件改进计划（CIP），从1960年至今几十年持续不断，平均每年经费1 亿～1.7 亿美元。

在1968年以前CIP 还可以用来提高发动机性能和扩大用途，而1968年以后，则规定不能用来使发动机超过原来型号规范的指标。凡是超出原来规范指标的改型，就纳入专门的改型计划，按照在不同程度上简化的型号研制程序进行。按照美国国防部20 世纪80年代的计划文件规定，CIP 是在发动机定型之后提供资金，用于不断进行的发展和工程支持活动，其目的是通过修正使用中暴露出来的缺陷、改进使用可靠性与降低零件制造和修理成本以及通过不断采取工程措施使发动机在寿命期内的衰老不致影响可靠性的方法，来改进发动机。最新的计划文件中，CIP 对使用中的空军发动机在寿命期内提供技术支持，计划的最高优先目标是保持飞行安全性。CIP 可修正使用中暴露出来的缺陷，降低使用和维修成本。其他的目标包括提高战备完好性以及可靠性和维修性。计划文件中还指出，为了应付变化的威胁，飞机系统要改变任务、战术和环境。发动机在实际使用中会产生大量新的问题，而CIP 是修正这些问题的唯一经费来源。

另外，还专门实施了一个航空发动机热端部件技术（HOST）计划，总的目的是改善现役发动机的可靠性、耐久性和维修性，降低成本，提高性能，扩大用途。

3）针对可靠性方面的突出问题，制订实施专项技术研究计划。

针对发动机高周疲劳（HCF）故障，美国在1994年12月实施了HCF 科学和技术计划。该计划由空军牵头，由空、海、陆军和NASA 以及工业咨询委组成的指导委员会管理，集中力量研究涡轮发动机HCF 技术并实行成果转移，总投资近1.34 亿美元。(www.xing528.com)

此外，美国还制订实施了航空发动机结构完整性大纲（ENSIP）、航空发动机耐久性和损伤容限评估（DADTA）计划，以及提高涡轮叶片和涡轮盘寿命与可靠性的联合研究计划，等等。

4）妥善地确定飞行任务剖面和发动机使用方法，全面暴露发动机外场使用可能出现的问题，保证试验的真实性。

在设计、改进和定寿延寿过程中，需要做大量的试验来验证发动机，这些试验验证的有效性与飞行任务剖面的制定和发动机实际使用情况有着密切的关联。如F404 发展计划开始时，设计使用方法是根据9 种飞行任务剖面制定的，在4 000 EFH 的计划寿命期内，估计需要47 465 次油门变化。随后，海军在飞机和模拟飞行器上飞了这一剖面，发现实际的油门变化次数是442 448 次，增加了9 倍。海军对飞行剖面任务书进行修改后，有些零件的寿命估计值降低多达50%。

上述案例充分说明将地面和飞行试验建立在科学预测的飞行任务剖面和发动机使用要求的基础上，才能充分暴露发动机外场使用可能出现的问题。

5）可靠性指标与承包合同报酬挂钩。

美国空军800－30 号条例规定，发动机可靠性指标、使用寿命及寿命周期费用等与性能一样写入合同，并根据承包商的完成情况付与其报酬。这种方法将可靠性指标与承包商所获报酬相联系，能有效激发承包商对可靠性工作的积极性和责任心，对发动机可靠性的增长有很好的促进作用。