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国外航空发动机标准体系分析:《航空发动机工程通论》

时间:2023-07-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:美国还于1985年颁布了军用标准MIL-E-87231《军用航空涡轮发动机通用规范》,MIL-E-87231 系列标准主要在美国空军组织研制的发动机型号中得到应用。为了加强航空发动机的结构完整性,还有专用标准 MIL-HDBK-1783 Engine Structural Integrity Program[6]。

国外航空发动机标准体系分析:《航空发动机工程通论》

当今国外先进的军用航空动力装置标准、规范、手册,当属美国军用标准(MIL)和俄罗斯航空行业标准(OCT1),英国标准、法国宇航标准、美国的机动工程师协会标准(SAE),美国的 GE、普惠公司,英国罗·罗公司的各种手册,以及大量的公司标准。

12.3.1.1 美国军用标准体系

从20 世纪60年代起,美国不断总结前期发动机研制经验,制定并颁布航空发动机通用规范,用以指导新型发动机的研制,并在使用中不断修订完善,最著名的有5007 系列标准和87231 系列标准。蕴含丰富发动机研制经验的军用标准MIL-E-5007D《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》于1974年颁布,该标准还成为我国国军标GJB 241—1987 的参照蓝本,后来美国对该军标不断进行修改完善,于1983年和1994年分别颁布了MIL-E-5007E 和MIL-E-5007F 标准,5007 系列标准主要在美国海军组织研制的发动机型号中得到应用。美国还于1985年颁布了军用标准MIL-E-87231《军用航空涡轮发动机通用规范》,MIL-E-87231 系列标准主要在美国空军组织研制的发动机型号中得到应用。1995年1月,美国国防部发布 JSGS-87231A[3]代替MIL-E-87231,将范围扩充成适用于航空涡轮(涡喷、涡扇、涡桨和涡轴)发动机,且进一步丰富了使用指南。1998年10月,美国发布的 JSSG-2007 与 JSGS-87231A 内容基本一致,只是在标准格式上做了些调整,在指导意见和经验教训上有所增删。2004年1月,美国又发布JSSG-2007A,替代了JSSG-2007。2007年发布了JSSG-2007B,2012年发布了 JSSG-2007C[4]。对于辅助动力装置,适用标准为 JSSG-2009[5]。为了加强航空发动机的结构完整性,还有专用标准 MIL-HDBK-1783 Engine Structural Integrity Program[6]。由上可见美国对标准不断的修订与完善非常重视,修改是频繁的。除了标准体系的原因外,每次修订都是在对发动机研制经验总结的基础上进行的,因此,每一版规范都体现了当时的发动机技术水平。

除了发动机通用规范等顶层规范,美国又建立有比较完善的标准体系,重点对发动机的各类试验方法做了明确的规定,较好地规范了发动机的研制过程,为各型先进航空发动机的成功研制奠定了良好基础。

根据调研,美国军用标准主要包含在国防部规范与标准索引(DODISS)中,是由国防部副部长办公室和国防器材规范与标准办公室出版的,定期进行更新。

美国军用标准有24 000 项左右,美军标中与发动机有关的专用标准和规范主要是属于联邦供应分类(FSC)中的28 大类——发动机、涡轮及其部件,29 大类——发动机附件,以及30 大类——机械动力传动设备。另外,有部分类别是以符号表示的,如PACK(包装、保管和运输)、ISDF(国际标准化文件—空军)、MISC(杂项)、TMSS(技术手册的编制规范和标准)等。经初步统计,美军标中与航空发动机有关的标准共750 项,其中 MIL 标准、规范共 333 项,引用英军标 2 项,MS 标准图样共 415 项;333项MIL 标准中,属于活塞类发动机的有26 项,属于涡喷类发动机的有300 项,属于冲压火箭发动机类的有7 项。编制这些标准的单位及代码为:06-美国空军司令部,11-空军系统司令部航空系统部工程标准部,99-空军后勤司令部合同执行处地方订货承接科,AS-海军航空兵司令部,AT-美国陆军坦克-车辆装备战备司令部。

美国航空动力装置标准体系具有以下几个特点:

1)美军标是以采购事项为目标的统一规定,它更侧重于美军采购装备时应达到的性能特性和物理特性要求。至于如何达到这类要求,在它们的标准中都比较“淡化”,也就是说不作刻意的硬性规定。如何达到规定的技术要求,由企业(公司)或行业制定的标准或手册来实现,这为军用装备的制造提供了比较灵活的研制空间,也促进了制造技术的多样化。

2)标准、规范从原来条文中包含具体数据发展成“填空”规范。填空部分的数据均在标准的附录中给出,这就为采购装备提供了更为灵活的协调空间。

3)标准、规范的附录除提供条款中推荐的填空数据外,还提供了该标准条款为什么这样规定以及规定该条款的经验教训,为采购和研制方在技术协调时提供了可贵的决策依据。(www.xing528.com)

4)标准、规范更新速度快,及时总结研发中的创新成果,为后续的研发提供了技术储备,如MIL-E-5007 系列标准,现已发展成JSSG-2007C。从增加的矢量喷管要求到细化了可靠性、维修性、保障性、安全性方面的要求可以看出,这些标准是随着航空动力装置研发创新成果不断总结和完善的。

5)MS 标准图样占美军标的60%以上,可见美国航空动力装置在研发中大量地选用了货架产品。按MS 标准形成的货架产品,其质量在MS 标准规定的范围内应该是可信和稳定的。大量选用货架产品,在航空发动机研发过程中就可以节省大量的研制费用,从而降低研发成本。

6)美军标是可以剪裁的,标准规范只给出了该类动力装置的通用要求,而通过对标准技术要求的剪裁,形成型号规范后才能强制执行

12.3.1.2 俄罗斯航空行业标准

俄罗斯航空行业标准(OCT1)包括PTM、My、Ty 等共有17 000 余项,其中与航空动力装置直接有关的标准共266 项,大量的通用零部件标准不包括在其中;涡喷类发动机标准262 项,冲压、火箭发动机3 项,活塞式发动机2 项,详见标准中附表2(不含标准件)。它的主要特点如下:

1)俄标是一种研制型标准,它在标准中既规定了技术要求,也规定了达到这些要求的技术途径。这样标准从操作性的角度来看,其可操作性较强,标准拿来就可以用,但由于达标途径规定得比较具体,约束了制造技术发展的灵活性,使制造技术的多样化受到限制,制约了研制技术的灵活发展。

2)俄标OCT1 中还包含了一批PTM、My、Ty 等方法指南类标准,这些标准有点儿类似于航空行业标准中“使用指南”类的指导性标准。

3)俄标OCT1 通用零部件标准占整个OCT1 标准的70%以上,这个比例与美军标大致相当,由此可见,各国都比较关注通用零部件的标准化和通用化。

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