[科普中国]-航空发动机维修性设计

航空发动机维修性设计1是维修性工程的核心。维修性设计是维修性工程的核心，主要包括以下工作:根据系统的工作要求，建立维修概念;确定系统维修性的定量和定性要求，建立维修性要求和规定的约束条件转换成详细的硬件和软件设计;维修性工程人员参加系统设计过程并从事维修性方面的协调工作;最后对设计的系统进行维修性设计评审与验证，发现系统的不良维修区，并作必要的设计更改。

简介维修性（Maintainability）是指产品在规定条件下和规定时间内,按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。工业产品一般可分为可维修和不可维修产品两种。不可维修产品是指失效后不能或不值得维修的产品，如灯泡、火箭等。维修性是指对可修复产品进行维修的难易程度。航空燃气涡轮发动机属于可维修产品。

最初提出维修性概念时，仅把它作为可靠性部分内容加以考虑，直到20世纪60年代，维修性才被公认为一个独立的专业。目前在系统工程中，通常把维修性视为一种设计出来的系统固有特性，这种固有的、可以量化的特征决定了为把系统维持在或恢复到给定使用状态所需的维修工作量。确切地说，维修性的定义是:系统在规定的条件下(包括维修等级、人员技术水平与资源等),在规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。

航空发动机维修性参数（1）更换发动机时间。一种飞机在外场维修时，拆下用过的发动机换上新装的发动机，以及换装后的检查所用的总工时和经过的时间。

（2）外场可更换组件（LRU）更换时间(加权平均)。每一LRU更换时间乘以它各自的最新预测的更换频次后的所有LRU更换时间的总和，除以总的更换频次。如果必须拆卸发动机以便接近LRU,则更换时间应包括拆、装和检查发动机的时间。扣除存取和停工的时间，除非合同另有规定。

（3）每飞行小时维修人时(维修工时/发动机飞行小时)。平均用于发动机每项飞行小时由于所有发动机原因维修发动机所需的全部工时，包括排除故障和检查。发动机拆卸和重装，发动机分解和装配，单元体、零件、部件的修理或调节。

（4）预防工作的维修工作时间，进行预防维修工作，包括(不限于)检查、调节、拆卸、重装、故障分析、修理和翻修所需的总时间和经过的时间。

维修性工程维修性工程是系统工程的一个新兴的分支专业。是研究在产品研制及生产中为保证产品要求的维修性所进行的工程及管理活动的一门学科，其功能在于形成设计特性、维修方针和维修资源等因素的合理组合，以便以最小的寿命周期费用达到使用要求中规定的维修性水平。

维修性工程与可靠性工程是系统工程的两个分支。可靠性工程使产品能够在规定的环境及规定的时间内无故障或无严重性能下降地工作;维修性工程提供有效的方法来减少产品预防性维修及修理造成的停机时间。

维修性设计是维修性工程的核心，主要包括以下工作:根据系统的工作要求，建立维修概念;确定系统维修性的定量和定性要求，建立维修性要求和规定的约束条件转换成详细的硬件和软件设计;维修性工程人员参加系统设计过程并从事维修性方面的协调工作;最后对设计的系统进行维修性设计评审与验证，发现系统的不良维修区，并作必要的设计更改。

维修性要求确定出合乎实际的定性和定量的维修性要求，对保证系统具有合理的维修性特性是至关重要的。

定性的维修要求通常以设计准则的形式加以规定。其中包括对系统的可达性、标准化与互换性、防错与识别、安全、检测及人素工程等方面要求。我国的国家军用标准GJ B368-87《装备维修性通用规范》中列出了一般的维修性要求，可作为确定定性的维修性要求的依据。

定量的维修性要求一般规定出所要求的对系统不能工作时间的限制、维修工作时间方面的定量要求。在说明定性的维修性要求时，应同时指明维修级别，因为维修参数值与维修条件密切相关。

维修性预计为了判断系统的设计方案是否满足维修性指标的要求，应该尽早地定量地估计产品的维修性。随着产品研制阶段的推进,还要多次反复进行维修的预计工作。

维修性预计的主要目的是，贯彻考虑维修性的产品设计思想，及早评定产品是否达到了预定的系统维修性参数的指标;在方案设计阶段就能进行可靠性和维修性的权衡，以便得到最佳方案;及早向设计人员指出维修不良的部件，为产品的改进、改型提供依据。

维修性设计准则维修性设计准则是为了将系统的维修性要求和规定的约束条件转换为实际而有效的硬件和软件设计而确定的通用或专用设计原则及标准，它应该根据系统的维修概念和修复政策来确定。当这些准则在系统设计中得到充分的体现，使系统具有了规定的维修特征时，才能满足系统的定性和定量的维修性要求。

拟订维修性设计准则有以下几条基本原则:

(l}减少由维修造成的不工作时间;

(2)维修简便;

(3)降低维修费用;

(4)有防维修差错的措施;

(5)满足与维修有关的安全性要求;

(6)满足与维修有关人素要求;

(7)满足与维修性有关的可靠性要求。

维修性设计准则中通常应包括可达性、可检测性、通用性、更换性、标记性、人素工程(包括简易性、舒适性、防错性、安全性等)、冗余设计等方面的内容。

对于飞机的动力装置，其维修性设计准则包括下列一些内容。

（1）布局

动力装置的布局应易于接近所有部件，易于进行维修以及进行常规检查;

维修的部位应避开排气方向。

（2）连接与安装拆却

发动机在飞机上的拆卸、安装应力求迅速，尽可能地减少连接件的数量.简化管路、电缆的敷设；

飞机和发动机间的管路接头及电缆插头应采用集中的、快卸形式的。

发动机装入飞机机身内时应有导向及定位件。

各连接件的位置应有良好的可达性，拆卸任一LRU时不应拆卸其他零部件或管路，不应采用保险丝、开口销等锁紧装置。

发动机安装设计时应考虑在适当的防护措施。

更换发动机时，除用发动机拖车外，不需其他专用工具。油滤和其他要定期维修的零部件，应采用普通的手动工具进行拆卸和更换。

（3）维修与调整

应为目视判别发动机滑油掖位提供切实的方法和防错措施，保证发动机滑油口盖安装正确。

对要求日常维修、调整、更换较频繁的零部件，应在其所在部位设立快卸的检查维修口盖或透明的观察窗。

应明确地标明维修调整点。

发动机燃油调节器的调整部位应便于调整，具有良好的可达性。

（4）故降诊断与监视

动力装置应设立机载的和地面的诊断与监视设备，通过这些设备收集有效的信息，以监测发动机的健康状态，并为诊断提供技术依据。

发动机上应尽可能地使用无损探伤技术和多功能的测试、探伤技术与设备。

测试接头、传感器安装座及探侧都位应可达，并能方便地安装和拆卸测量管路、传感器等。

动力装置应有机内自测试装置或系统，它应具有故障检测、隔离、记录功能，并能根据需要显示故障信息。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所