航空发动机装配工艺极其复杂，涉及上万个标准件、零组件以及众多成品。整个装配过程中不仅要严格确保零组件间的平衡性，还要保证各功能单元连接可靠[1]。不论是民用发动机还是军用发动机，装配工具几十种可达上百种，由此可见航空发动机装配不仅环节多，而且难度十分大[2]。航空发动机装配过程对安装精度、安装可靠性都有非常高的标准，如果某个装配环节存在缺陷，可能导致航空飞机的安全性减低，存在航空发动机失效的可能，严重威胁到飞行员的安全，损失国家大量人力、物力和财力。因此必须严格把控各装配环节，不断提高装配
工艺，减少故障，保证航空发动机的安全，保障航天飞机的安全。
一、航空发动机装配工艺技术
研究航空发动机装配工艺有助于装配人员更加深入了解装配工艺内容与流程，不断提高装配可靠性。只有严格把控各项装配技术，减少装配过程中可能存在的故障，才能不断提升航空发动机的性能，提高航天飞机的整体性能，更进一步确保航天飞行领域的安全。
（一）连接工艺
航空发动机的基本连接工艺为螺纹连接，螺纹连接精度关系到发动机结构稳定性和服役寿命。国外的螺纹连接工艺质量更高，特别是关键部位螺栓安装更具优势，无论是拧紧顺序、幅度，还是拧紧遍数、速度都有较高标准。在螺纹连接技术中，十字交叉法最为常见，该方法主要将工艺螺母拧紧到一定程度，采用发动机螺母将工艺螺母替换，然后借助电动拧紧工具进行拧紧[3]。图 1为电动拧紧示意图。发动机装配工艺经常存在螺母拧紧不到位的问题，转角扭矩法能够解决此问题，该项工艺主要以扭矩控制为主，优势十分明显，能够解决装配过程中存在的很多问题，当前这种工艺方法正持续由复杂程序转向简单程序。从发动机行业连接工艺发展来看，螺纹紧固技术对于发动机性能有着重要影响，优化该项技术能够提升发动机性能。对于不同型号发动机，都有与之配套的螺纹连接件维修手册，维修手册中明确了材料差异影响的解决方法，能够保障人员了解处理装配工艺中一些常见问题。
图 1电动拧紧示意图
由于发动机装配工艺直接关系到发动机性能，以上文介绍的三种航空发动机装配技术为依托，本文提出了优化发动机连接技术的几个研究方向：第一，典型螺纹连接件动态松脱机理的研究；第二，高性能螺纹拧紧试验技术的研究[4]；第三，高精度超声波螺纹检测技术的研究；第四，多螺栓拧紧技术检测技术的研究；第五，自锁螺母技术寿命预测研究。研究这些技术为航空发动机性能提升及后续发动机连接故障的诊断提供重要参考
（二）建模仿真技术
建模仿真融合了多门学科，可用于发动机装配过程的模拟，优化发动机装配工艺。仿真技术借助于计算机系统，通过模型模拟发动机系统运行，从而是为发动机装配提供更多参照。仿真技术不但不用采用真实材料装配航空发动机，节省大量人力、物力、财力，又可以模拟发动机不同状态，提高工作效率。因此，仿真工作属于发动机装配研究中最为重要的一种工具[5]。在仿真装配工艺中，几何级装配较为成熟，这种装配技术主要用于人机工程学分析，主要采用三维设计模型进行建模，通过调节仿真模型的不同参数能够很大程度上将装配过程中出现的
问题找出，通过仿真研究设计出更多针对性强的装配方法。现代的航空发动机装配更加注重装配的精度以及可靠性，装配过程需要考虑装配变形带来的影响，而仿真工艺能够实现这一目标。
图 2转子仿真模拟结果
现阶段，一些衍生工艺参数正成为发动机装配的重要技术支撑，这也是发动机装配工艺价值的一种体现。航空发动机装配过程仿真需要采用专用装配软件，该软件能够计算出工艺参数，然后为后续工艺提供参照。国内一些航发单位正在研究简易堆叠模型，虽然这种模型使用方便的，但是技术精度较低[6]。总体上看，在仿真建模研发上，我国堆叠优化技术发展空间较大。很多研究机构也在研究仿真建模技术，而这种技术的应用有着非常大的发展空间，对于装配工艺的优化有着重要意义。图 2为转子仿真结果。由图 2可以看出仿建模技术和实测数据基本吻合，仿真建模技术是航空发动机的研究的一种重要工具。
做好装配仿真模型并不容易，涉及到很多复杂的建模内容，而且离不开大量试验数据的支撑，在未来阶段该项技术研发的突破点如下：第一，加快止口定心螺栓连接仿真技术研发；第二，深入探析安装边应力分布检测工艺研究；第三，优化创新典型零组件装配仿真技术；第四，注重研究不平衡特性机理。此外，由于航空发动机装配过程中容易出现多种变形问题，需要对现场装配工艺进行优化，构建特定的机理模型指导装配工作。首先，需要以现场实测数据为主并结合仿真模型进一步预测装配组件变形问题；其次，加强对双目标优化装配偏差的研究，通过更为专业的软件进行装配；最后，调整磨削加工工艺研究。
（三）装配检测技术
在航天发动机行业中，已经制定了技术检测标准，其中包含了各类机械物理性能试验，这在一定程度上为装配质量监控提供了可靠依据，因此在装配过程中应该将检测工作落实下去。常规性检测的内容有尺寸、跳动、轴度、叶片重量、力学特性等。其它检测包含的范围更大，例如腔体密封性和锥齿轮印痕。虽然我国航发企业在常规检测上的研究起步晚，但我国航发企业在几何特性参数测量上优势依旧明显。几何特性参数测量需要借助于三坐标测量设备、气浮精密转台与定制型量具进行精密测量。三坐标测量设备很常见，在很多工业制造领域中都有应用，三坐标设备在精度指标上有着较大的优势，适用于航天发动机装配。气浮精密转台功能拓展空间相对较大，这种测量方法用于测量回转体端面，但不能测量宏观几何尺寸，而且精密转台的刚度十分有限，无法将装配工作完成。随着技术发展，光学测量技术也出现在航天发动机装配中，其精度指标更高，该技术在光学复杂几何型面检测上性能优越[7]。此外，无损检测技术也有着广泛应用，在装配力学研究中更具优势，通过采用高性能装配能够解决装配过程技术需求，尤其是在力学特性指标检测上更具优势。
二、航空发动机装配技术展望
在未来阶段，数字化装备技术的应用将会贯穿在整个装配环节，通过智能技术的应用能够更加准确地调控各装配环节，这不仅能够保障航空发动机装配质量，同时也提升了航空发动机的装配性能，将装配过程中易出现的问题减少，进而使得航空发动机性能得到优化，对于提升飞机航行安全性有着重要的保障。在未来阶段，装配工艺将会变得更加智能化，采用自动化技术装配能够获得更高的装配精度，进而提升装配质量。
结束语：总而言之，航空发动机装配关系到航天飞机运行的安全，所以需要不断优化调整装配技术，才能确保航空发动机装配质量。本文研究了航空发动机装配过程中的主要技术，并对未来阶段其装配技术改进方向进行了探究，旨在推动行业发展。
参考文献
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