淺談基于數字化技術的航空發動機裝配

劉洋 許洪濤 溫尚志

摘? 要：航空領域對于發動機及其裝配工藝的研究仍然處于薄弱階段，然而裝配發動機環節又屬于航空領域的重要階段，重要性往往不言而喻，如何通過數字化技術去提高航空發動機的裝配工藝，是航空領域未來重要的發展方向和趨勢，通過對這一課題的研究，主要探討傳統工藝與數字化技術航空發動機裝配上的不同，不斷改進工藝理念和工藝方法，實現數字化技術的航空發動機裝配工藝的進步。

關鍵詞：數字化技術;航空發動機;發動機裝配

一、引言

發動機裝配工藝技術越來越朝著數字化技術發展，并且現階段隨著社會發展和進程的不斷推進，在基于數字化技術進行各方領域發展的過程中，能夠依靠和借助數字化技術實現航空發動機的裝配工藝自動化地提高，合理優化內在工作結構和系統的各個環節。

在現階段，僅有制造航空發動機裝配的圖紙遠遠不夠，在進行圖紙落實的過程中，需要在基于數字化技術的前提下進行系統和內在結構的優化，保證裝配工藝先進的同時，確保裝配技術質量得到較大提升。只有在基于數字化技術進行航空發動機裝配改革時，才能夠將現代化的設計理念注入在圖紙設計和落實過程中，更是由于飛機各個零件對于精細度的要求很高，所以發動機裝配工藝是否高超，直接決定了飛機今后在飛行過程中的運行狀態，只有將其重要的性能參數落實到飛機設計過程中，才能夠有效提高飛機的使用年限。

雖然在傳統設計理念中，由于觀念和技巧不精導致在進行航空發動機裝配工藝設置時，出現許多問題，最終導致在飛機進行試飛階段時頻繁出現安全事故，但是在現階段基于數字化技術理念下，所進行的發動機裝配工藝設置能夠對其問題進行精準地解決，保證飛機后續安全事故發生頻率有所降低，提高發動機質量的同時，促進我國飛行行業未來可持續發展的宏大目標。

二、虛擬化裝配技術的應用原理

數字化技術的航空發動機裝配的核心技術是虛擬化裝配，在應用到發動機裝配工藝設置過程中，可以通過獲取發動機各種性能的信息及其數據后，能夠通過演示該發動機在操作裝配過程中的所有步驟，為后續安裝操作整體裝配工藝提供規范化的可行性方案，有效改善發動機裝配工藝質量的同時，借助虛擬裝配能夠對裝配設計操作是否正確予以評價和分析，借助虛擬化裝配對航空發動機裝配工藝進行核心部件指導，能夠提早的發現在裝配過程中的問題，進一步修改航空發動機的模型，對于所有操作進程都可以顯示，所以在進行虛擬裝配操作的過程中，需要操作技術員優先考慮裝配技術操作的可行性是否與航空發動機裝配核心技術相符，自動化的生成模式主要包括對計算參數值的了解、對發動機自動化裝配工藝的規劃、對模擬發動機裝配操作的可視性等。虛擬化的裝配在設置過程中主要通過構建虛擬化裝配系統的構架以及建模，對整個航空發動機裝配工藝進行核心技術的應用。

1.構建系統構架

虛擬化的裝配系統在使用的過程中是以虛擬現實為主要前提，因此在指導航空發動機裝配過程中，對于各種軟硬件設施的設置是統一集成的，虛擬化的裝配系統在航空發動機應用過程中對于零件中的各個部件特征的數據信息都有著較大的了解和聯系，這樣在進行自動化輸入數據的過程中才能夠自動生成虛擬化的裝配系統，借助虛擬環境，有關設備操作者可以對航空發動機進行視點跟蹤，實現設備與設備之間的交接。仿真系統的各種虛擬化設備的操作是為了保護發動機裝配工藝的數據安全，在計算過程中可以根據提前輸入的計算代碼對其進行精準化的追蹤，并且在此過程中可以通過虛擬化裝配技術的動畫效果去鍛煉和培訓操作人員，對于操作技術的裝配工藝有一定的指導效果。

2.建模

為了能夠有效促使航空發動機內在各個系統和部件之間有效配合與應用，需要前期在進行虛擬化裝配安裝過程中，創立三維的立體模型，通過結構與結構之間的立體關系與依賴關系對其形成制約與保護，對于有效處理系統運行過程中的配合工作有一定的促進意義。在裝配過程中的全部步驟都能夠進行仿真處理，在提高發動機裝配技術精密度同時，能夠有效提高工作效率，對于各個系統之間配合數據的研究，能夠對其進行有效的檢測，通過對虛擬化裝配安裝過程前進行建模工作，能夠為前期預方案的制定和執行進行數據參考。

三、數字化的柔性裝配的工作原理

1.數字化柔性裝配

再進行虛擬化裝配前需要對各個系統的具體數據進行測量與檢查，因此需要靈敏度較高的尺寸對其進行測量，在對航空的發動機進行裝配過程中，需要集合特定數據和特征對其進行數字化柔性裝配的改造，在此過程中，需要以資源的數據庫為主要基準，進行操作工藝可行性的研究策略，對各個部件進行裝配工藝模擬前，需要特別重視操作前對于各個數據的精準和把握情況，提高便攜性的同時加強系統工作的安全可靠?？梢暬难b配技術的利用，能夠使發動機在進行裝配工藝進行的過程中，進行精準地追蹤，更是由于裝配系統在裝配的過程中能夠生成定格動畫，以此來培訓人員對于裝配技藝的掌握。在此過程中需要注意的是，工作人員必須將裝配工藝發展過程中的實操體驗或錯誤進行總結與歸納，為后續可持續化的數字化技術航空發動機裝配提供參考意見。

四、裝配制造的數字化

裝備制造的數字化的工作原理是在基于數字化基礎上對航空發動機裝配制造進行質量提高和保障，能夠有效提高裝配的質量和效率。在進行航空發動機裝配過程中所涉及的范圍較廣，形式也較為復雜，所以各種原因都可能會對后續安裝精準度產生誤差，但是現如今隨著信息化、數字化與技術化科技和設備的應用，能夠對不同尺寸的部件安裝進行精準的定位和把握。在進行精準配件配置的過程中，往往會需要一定的人員對其進行基礎知識的掌握和了解，在此過程中會浪費較多的時間，進行裝配制造的數字化技術，能夠有效提高裝配率的同時，減少誤差所產生的次數，能夠快速對不同產品，不同規格的配件進行安裝。裝配制造的數字化是未來航空裝配技術發展的重要趨勢。

總結

發動機數字化技術的裝配工藝的全面應用，促使我國在進行航空發展過程中取得了重大的進步，未來我國航空的發展也離不開數字化技術的支持與保障，對其進行課題的研究，能夠減少數字化技術在應用過程中出現問題的頻率，是航空發動機裝配技術得到質的保量的同時，為我國將來在航空發展領域過程中創造獨特的天地，帶來人才與技術雙面提升的同時，對于我國未來數字化技術發展，創造良好的空間發展氛圍，帶動我國數字化技術的全面提升。

參考文獻：

[1]劉麗娜，蔡晨寧. 基于數字化技術的《航空發動機結構》課程多元化教學模式探索[J]. 創新創業理論研究與實踐，2021.

[2]肖文磊，李瑾岳，徐茂程，等. 基于數字孿生的航空發動機裝配質量動態仿真方法和裝置：， CN111077867A[P]. 2020.

[3]陳靜， 周毅博， 侯偉，等. 面向航空發動機控制系統產品的快速研制方法：， CN110874503A[P]. 2020