北航碩士論文格式

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　　北航碩士論文格式篇一

　　航空電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

　　摘 要 本文從航空電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)組成出發(fā)，認真分析研究了國外航空電子現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，結(jié)合我國航空電子現(xiàn)狀，提出對后續(xù)發(fā)展趨勢的判斷和市場預(yù)測，對讀者快速熟悉行業(yè)并進行初步發(fā)展決策有較好的指導(dǎo)作用。

　　關(guān)鍵詞 航空電子;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

　　中圖分類號V2 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)93-0066-04

　　1 概念及定義

　　航空電子是指飛機上所有電子系統(tǒng)的總和。航空電子(Avionics)概念誕生于20世紀70年代。此前，航空儀表、無線電、雷達、燃油系統(tǒng)、引擎控制以及無線電導(dǎo)航等航空電子設(shè)備大多附屬于機械系統(tǒng)。從70年代末開始，航空電子逐漸成為飛機設(shè)計中一個獨立部門，并在飛行器中逐步確立了其獨特的核心地位。

　　1.1 航空電子系統(tǒng)及組成

　　航空電子系統(tǒng)又稱為飛行器任務(wù)系統(tǒng)，是保證飛機完成預(yù)定任務(wù)達到各項規(guī)定性能所需的各種電子設(shè)備的總稱。航空電子系統(tǒng)又被稱為飛行器的大腦和神經(jīng)。按照不同的任務(wù)重點，航電系統(tǒng)在軍用和民用飛機上的構(gòu)成有所區(qū)別，其中軍用航電系統(tǒng)圍繞作戰(zhàn)來進行構(gòu)建(也就是解決怎樣完成作戰(zhàn)任務(wù));民用航電系統(tǒng)圍繞導(dǎo)航來進行構(gòu)建(也就是解決安全準確的飛行)。

　　圖1軍用航空電子系統(tǒng)構(gòu)成

　　圖2民機航電系統(tǒng)構(gòu)成

　　1.2 航空電子產(chǎn)業(yè)組成

　　20世紀90年代，航空電子市場已經(jīng)蓬勃發(fā)展起來。在先進的戰(zhàn)斗機上，航空電子系統(tǒng)的成本已占到整機成本的40%左右，航空電子系統(tǒng)費用占戰(zhàn)斗機總壽命期費用的三分之一。電子戰(zhàn)專用飛機、預(yù)警機和電子偵察機等飛行平臺的電子設(shè)備所占成本比例幾乎達到50%，如E-3A預(yù)警機占44%、EF2000和F-22飛機約占40%。國外大型客機中，機載設(shè)備在飛機成本構(gòu)成中所占份額均高于30%，國內(nèi)ARJ-21的機載設(shè)備所占份額約為33%。航空電子系統(tǒng)已經(jīng)成為飛行器中價值最高的部分。

　　歐美國家在機載航空電子系統(tǒng)的研發(fā)和制造方面，已經(jīng)打造出一套完整的高效率、高質(zhì)量的產(chǎn)業(yè)體系，能夠提供從設(shè)計、制造、使用培訓(xùn)到升級換代的全面服務(wù)。

　　我國航空電子雖未形成產(chǎn)業(yè)體系，但在《上海市民用航空產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中，將“民用飛機航空電子系統(tǒng)/設(shè)備的技術(shù)研究、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、系統(tǒng)集成與驗證、客戶服務(wù)等”納入我國航空電子產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本范疇。

　　2 國外航空電子現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

　　2.1 國外航空電子發(fā)展階段

　　2.2.1 國外軍用航空電子系統(tǒng)的發(fā)展階段

　　隨著飛機的發(fā)展，軍用航空電子系統(tǒng)和設(shè)備的數(shù)量不斷增多，軍用飛機航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大體經(jīng)歷了分立式航空電子系統(tǒng)、聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)、綜合航空電子系統(tǒng)、先進綜合航空電子系統(tǒng)等幾個發(fā)展階段(見表1)：

　　發(fā)展階段 時間 指導(dǎo)計劃 代表機型

　　分立式航空

　　電子系統(tǒng) 20世紀

　　40-50年代 F-100，F(xiàn)-101

　　聯(lián)合式航空

　　電子系統(tǒng) 20世紀

　　60-70年代 “數(shù)字式航空

　　電子信息系統(tǒng)”

　　(DAIS)計劃 F-16C/D、F/A-18、F-15E等第三代戰(zhàn)斗機

　　綜合航空

　　電子系統(tǒng) 20世紀

　　80年代后期

　　和90年代初期 “寶石柱”計劃和

　　“寶石臺”計劃 出現(xiàn)了F-22、F-35(JSF)等

　　第四代戰(zhàn)斗機

　　先進綜合

　　航空電子系統(tǒng) 20世紀

　　90年代后期

　　表1航空電子系統(tǒng)發(fā)展階段

　　其中，以聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(JSF)為代表的第四代為高度綜合化航空電子結(jié)構(gòu)，在光電和射頻兩大領(lǐng)域中廣泛采用了綜合模塊化、外場可更換等設(shè)計思想，代表機型是F-35。

　　從以上4個階段的發(fā)展可見，航空電子系統(tǒng)的綜合化的程度越來越高，各種功能都將通過共享的資源實現(xiàn)，最新航電系統(tǒng)的研發(fā)制造、采購服務(wù)等全壽命過程和之前相比大不相同。具有以下特點：

　　1)重量及體積要求越來越小;

　　2)進一步地緩解座艙的擁擠;

　　3)大大降低飛行員的操作負荷;

　　4)一定程度上要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;

　　5)作戰(zhàn)效能明顯提高。

　　圖4 第四代戰(zhàn)斗機F-35航空電子體系結(jié)構(gòu)圖

　　2.2.2 國外民用航空電子系統(tǒng)的發(fā)展階段

　　民用飛機航空電子系統(tǒng)在經(jīng)過聯(lián)合式系統(tǒng)和模塊化系統(tǒng)等發(fā)展階段后，目前已進入全數(shù)字式階段。新一代的民機航電是采用全數(shù)字綜合模塊化的航電系統(tǒng)(IMA)架構(gòu)。

　　全球民用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展已有幾十年歷史，隨著人們對民機的飛行品質(zhì)、舒適性、安全性和經(jīng)濟性等要求的不斷提高，大量的新技術(shù)和新系統(tǒng)被民飛制造商應(yīng)用，其中航電部分占有重要地位。

　　目前，民飛航電系統(tǒng)架構(gòu)主要有兩種：一是將外場可更換單元(LRU)作為基本的聯(lián)合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?；締卧撠煂崿F(xiàn)某種功能，是獨立的個體，擁有標準的功能、樣式、外觀和安裝接口。從60年代到90年代均屬于這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。二是將外場可更換模塊(LRM)作為基本的綜合式航電系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高度的物理綜合和功能綜合，軟硬件不再與功能有明顯的獨立歸屬。

　　2.3 國外航空電子發(fā)展趨勢

　　縱觀世界航空電子發(fā)展史，航空電子經(jīng)歷了從軍用到民用(商用)的擴張式發(fā)展，正在經(jīng)歷著軍、民通用的蔓延式發(fā)展過程。根據(jù)市場需要和行業(yè)自身發(fā)展規(guī)律，本報告預(yù)測未來標準化、模塊化、開放式的通用航空電子將會占據(jù)越來越多的航空電子市場。

　　2.3.1 國外軍用航空電子發(fā)展趨勢

　　1)航電系統(tǒng)在飛機出廠價所占比例不斷提高 　　上個世紀80 年代，航電系統(tǒng)成本在飛機出廠成本中占比30%，其中傳感器部分又占到航電系統(tǒng)成本的占63%，全周期的經(jīng)濟可承受性成為當今各國關(guān)注的重要問題。若采取開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案，有望進一步解決成本的煩惱，美國空軍的研究表明(PAVE PACE 計劃)，采用綜合傳感器系統(tǒng)的方式，能夠?qū)㈦娮硬糠值某杀竞椭亓繙p少超過50%。

　　2)航電系統(tǒng)的重量要求盡可能下降

　　上個世紀70 年代以前的軍用飛機都是采用的模擬式電子系統(tǒng)，隨著功能應(yīng)用的不斷增加，航電系統(tǒng)的重量增加明顯，給飛機平臺發(fā)展帶來制約性困難，由于電子技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字式航電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，以及綜合模塊化系統(tǒng)架構(gòu)的推廣，有望進一步解決。

　　3)采用新的設(shè)計方法，軟件處理能力和規(guī)模不斷增加

　　未來戰(zhàn)機的功能越來越多，越來越強大，對于軟件的處理能力要求也越來越高，其軟件規(guī)模成倍增加。例如，F(xiàn)-22飛機的軟件代碼大約有190萬行，JSF大約是F-22飛機的2倍多，原因就是JSF不僅要對空作戰(zhàn)，還要執(zhí)行對地攻擊任務(wù)，其軟件設(shè)計更為復(fù)雜。同時，未來戰(zhàn)機還應(yīng)該是“買得起、用得起”的產(chǎn)品，必須采用新的設(shè)計理念與方法，來降低軟件的設(shè)計和維護費用。在JSF項目的計劃中，美國主要采用了軟件分層、軟件再利用和“軟件與硬件隔離”等方法。因此，隨著商用微電子技術(shù)的高速發(fā)展，機載計算機的處理能力更需要不斷提高。

　　4)產(chǎn)品采取模塊化、標準化的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　模塊化航電綜合系統(tǒng)的主要特征是分層架構(gòu)，具有配置靈活，便于重構(gòu)，維修性好等優(yōu)勢，整個航電系統(tǒng)將由三級維修變成兩級維修，可以大大減少后勤保障費用。同時，為提高航電系統(tǒng)的通用性和降低采購成本，未來航電系統(tǒng)將向標準化方向發(fā)展。進一步建立通用的軟、硬件標準，是促進航電發(fā)展的關(guān)鍵。這些標準必須支持開放式系統(tǒng)架構(gòu)，以易于系統(tǒng)的后續(xù)修改，滿足不同用戶的特殊需求，并可方便地進行升級。

　　2.3.3 國外民用航空電子發(fā)展趨勢

　　隨著民用航空的不斷發(fā)展，企業(yè)對低成本航電系統(tǒng)的需求、航空電子部件的過時淘汰問題和空中交通管制問題等已經(jīng)成為航電系統(tǒng)發(fā)展的核心內(nèi)容。隨著電子和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，按照國際民航組織的要求，并結(jié)合未來信息化發(fā)展，(大型)民機航電技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1)實現(xiàn)數(shù)字化、綜合化和模塊化

　　為了降低大型飛機航空電子系統(tǒng)及設(shè)備的成本，從上個世紀80年代起，國外航電開發(fā)商便開始研制大型飛機綜合化的航空電子體系架構(gòu)，也就是綜合模塊化航空電子(Integrated Modular Avionics，IMA)系統(tǒng)。隨著軟件技術(shù)和微電子的迅速發(fā)展，目前實現(xiàn)IMA技術(shù)所需的各種條件已成熟，并成為未來發(fā)展的主要方向。

　　圖3 未來航空電子技術(shù)發(fā)展趨勢

　　2)民機航電系統(tǒng)將具有更多的空管功能

　　空管容量問題是航空發(fā)展的重點，國際民航界普遍認為應(yīng)將部分航線決策和控制的責任移交到駕駛艙中，這樣將大大簡化地面的工作，減輕地面空管人員工作負擔，飛機也能更直接地進行航線飛行，并提高空域的利用效率。美國聯(lián)邦航空局(FAA)、國際民航組織(ICAO)、波音公司和歐洲空管組織(Eurocontrol)、美國空中運輸協(xié)會(ATA)等組織都認為，隨著數(shù)據(jù)鏈、計算機和增強導(dǎo)航系統(tǒng)等新技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是在地面和空中二者之間更均衡的分配空中交通管理(ATM)責任的新思路能夠解決容量問題。

　　3)將采用開放式的體系架構(gòu)開展系統(tǒng)設(shè)計

　　美國開放式系統(tǒng)聯(lián)合工作組定義一個開放式系統(tǒng)的主要前提就是采用標準接口，如標準化的電氣特性、標準化的串行數(shù)據(jù)總線接口，標準模塊的機械接口，標準化的并行/底板總線特性以及模擬和數(shù)字信號接口等。

　　采用開放式系統(tǒng)架構(gòu)將進一步降低民機航電的制造、維護成本，并更便于改進升級。對于聯(lián)合式的航電系統(tǒng)，因為其硬件和軟件結(jié)合非常緊密，要想更改某一處理器非常困難，一旦更換，就要對系統(tǒng)及其下屬的LRU所有方面進行重新驗證，并確定其影響。這就意味著將有大量的金錢和時間花在試飛和適航取證方面。而若采用開放式的系統(tǒng)架構(gòu)，將軟硬件分離，就有可能讓這類工作變得簡單。美國波音公司認為，“開放式系統(tǒng)架構(gòu)最大的秘密就是它沒有秘密”，因此在波音公司將包含了所有的接口數(shù)據(jù)的接口控制文件，一并提交給供應(yīng)商。目前雖然已有多種IMA方案得到實現(xiàn)，但大部分沒采用完全的開放式系統(tǒng)架構(gòu)。仍然采用了一些專利的或非標準的底板。

　　3 我國航空電子現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

　　縱觀世界航空史，中國的航空主要是模仿國外，基本上就是技術(shù)、做法的引進史，沒有獨立的技術(shù)嬗變與更替過程(傅海輝，略論中國航空史的分期)。也即是說，自20世紀初期開始，中國的航空就基本上與西方“接軌”了，中國航空電子的發(fā)展史也是一部西方航電技術(shù)的引進史。

　　3.1 我國軍用航空電子發(fā)展現(xiàn)狀及市場預(yù)測

　　3.1.1我國軍用航空電子發(fā)展現(xiàn)狀

　　在軍機航電系統(tǒng)及其設(shè)備的研制方面，國內(nèi)單位已具備一定的實力，已經(jīng)基本能滿足國家自主研制的要求。從技術(shù)發(fā)展上來看，我國機載航電系統(tǒng)已從獨立式走向了聯(lián)合式，目前正開展綜合化和高度綜合化的相關(guān)工作。

　　3.1.2我國軍用航空電子市場預(yù)測

　　根據(jù)美國國防部公布的2011年《中國軍力報告》估算，目前我國有軍用固定翼飛行器2850架，而監(jiān)視/偵察/預(yù)警類飛行器只有100架，占整個機隊數(shù)量的3.5%。中國每18.5架戰(zhàn)斗機才配備1架信息作戰(zhàn)類飛行器。美國空軍監(jiān)視/偵察/預(yù)警類飛機數(shù)量占整個機隊12%，其中架戰(zhàn)斗機和信息作戰(zhàn)類飛行器的比例為4：1。以預(yù)警機為例，美國大型預(yù)警機(包括對地監(jiān)視的E8)就有60架，俄羅斯現(xiàn)役的大型預(yù)警機有20余架，而我國大型預(yù)警機KJ-2000才數(shù)架，裝備數(shù)量急需提升。如果我國作戰(zhàn)飛機保持在2500架左右，按照10%配置，保守估計我國需要信息類作戰(zhàn)飛機約為250架。其中僅大型預(yù)警機需要20架，我們估計每架大型預(yù)警機造價15億左右(臺灣版E2預(yù)警機售價2億美元)，其航空電子設(shè)備的份額150億。 　　另外，上世紀90年代以后，無人機的發(fā)展速度非常迅速，其投資額度增長迅速，目前美國現(xiàn)役軍用飛機中有近1/3的是無人機，與幾年前相比，無人機數(shù)量增長了40倍。從小型的人員便攜式飛翼式飛機到大型的戰(zhàn)斗機，無人機目前在美軍空中力量中所占的比重為31%。目前將主要執(zhí)行輔助任務(wù)，但隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，不久的將來無人作戰(zhàn)飛機將成為主戰(zhàn)機種。比如美國海軍發(fā)展的X-47B型無人機，目前正在進行飛行測試。

　　通過多次航展可以看到我國的無人機技術(shù)發(fā)展迅速，我們認為無人機占我國航空武器裝備中的份額會逐步提高，由于先進的無人機系統(tǒng)需要高度智能化的控制和高度綜合化的航空電子系統(tǒng)，其航電在總采購額中所占的份額將高于現(xiàn)在的四代有人駕駛戰(zhàn)斗機40%水平，因此我國軍用無人機市場的啟動將推動航電系統(tǒng)的高速增長。

　　3.2 我國民用航空電子發(fā)展現(xiàn)狀及差距分析

　　3.2.1 我國民用航空電子發(fā)展現(xiàn)狀

　　一直以來，中國航空電子系統(tǒng)都是以軍機為主，在民用方面投入的研究、市場力度都不足，沒有很好的融入世界的產(chǎn)業(yè)鏈條(飛機機體制造和發(fā)動機都有轉(zhuǎn)包生產(chǎn))。加之我國的民用飛機絕大部分都是進口(國內(nèi)干線民機主要是以進口空客和波音的系列飛機為主，支線飛機也是主要依賴進口，ARJ和新舟系列還未形成氣候，其中機載電子設(shè)備基本上都是以國外的公司研制和生產(chǎn)為主)，因此目前中國航空電子產(chǎn)業(yè)中，民用飛機市場全部被國際廠商壟斷。

　　我國航空工業(yè)長期以軍為主，以研制為主，不僅是飛機平臺，機載航電系統(tǒng)也是如此，相應(yīng)民機的研發(fā)工作起步較晚。因此，盡管我們對國家有關(guān)的軍標有較深刻地了解和應(yīng)用，但在民機的設(shè)計、研制、試驗等標準方面基礎(chǔ)較差，適航技術(shù)和管理能力較弱，機載航電系統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)品無法滿足民機要求，無法直接進入民機市場需求。在技術(shù)、工藝、制造、可靠性、維修性以及價格等方面與國外水平差距較大。具體表現(xiàn)情況如下：

　　1)缺乏健全的民機航電系統(tǒng)研發(fā)體系;

　　2)缺乏一支專業(yè)化的大型客機航電系統(tǒng)研發(fā)團隊;

　　3)缺乏大型客機航空電子系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)品;

　　4)尚未開展按適航標準進行的系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)和試驗。

　　3.2.2 差距分析及市場預(yù)測

　　中國航空電子工業(yè)有著豐富市場資源，在產(chǎn)業(yè)聚集度、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、研發(fā)能力等方面有著一定的基礎(chǔ)，但與國外先進技術(shù)仍有差距。

　　1)我國大型客機航空電子系統(tǒng)差距分析

　　(1)美國大型客機

　　美國波音777飛機是第一個采用模塊化綜合航空電子系統(tǒng)(IMA)的大型民用干線客機，并基于此型號完成了ARIN C651標準--即綜合化、模塊化的航電系統(tǒng)設(shè)計指南。該飛機在研發(fā)、制造和試驗等方面開展了大量創(chuàng)新：采用模塊化的綜合航電技術(shù)，選用有源矩陣的液晶顯示器，推行集導(dǎo)航、飛控和推力控制于一體的新一代飛行管理系統(tǒng)，新增信息綜合管理系統(tǒng)等。

　　當今世界上的最先進客機-A380和波音787，均采用了以上類似地綜合模塊化航電技術(shù)、先進地機電系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)等新技術(shù)，既體現(xiàn)了最新地先進水平，也展現(xiàn)了未來發(fā)展的趨勢。

　　(2)中國大型飛機

　　在國內(nèi)市場方面，ARJ21新支線飛機是中國商飛公司完全按照國際適航規(guī)章設(shè)計研制的噴氣支線客機，也是第一款同時向中國民航局和美國聯(lián)邦航空局提出適航申請并得到受理的噴氣式客機。該機型目前已進入了最關(guān)鍵的收尾階段——局方驗證試飛階段，如果順利的話預(yù)計在2012年底完成適航取證，2013年開始交付，目前啟動訂單達到300余架。C919大型客機項目是《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》確定的16個重大專項之一，該項目于2008年11月啟動，計劃2014年底首飛，2016年取得適航證并交付用戶。在2012年7月份舉行的范保羅航展中，中國商飛宣布，C919的國內(nèi)外訂單總數(shù)達到280架。ARJ21和C919見圖6。

　　我國雖然有著巨大的航電產(chǎn)業(yè)國內(nèi)市場，但中國大型飛機的研制立項較晚，一直沿用研制初期自下向上、從多個獨立的功能部件出發(fā)，逐步集成為復(fù)雜航電系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)計，嚴重制約了系統(tǒng)功能的擴展和升級，這樣的設(shè)計無法采用工業(yè)界先進的軟硬件技術(shù)成果，不符合未來航電系統(tǒng)綜合化、模塊化、通用化的趨勢。不僅缺乏先進的大型飛機航電系統(tǒng)所需要的從研發(fā)、生產(chǎn)、實驗到測試的平臺，還未形成大型飛機航電系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)體系，因而尚不能獨立自主地完成相關(guān)地研制和生產(chǎn)任務(wù)。

　　圖6 國產(chǎn)民機

　　2)我國民用航空電子市場預(yù)測

　　通過對未來民用航電系統(tǒng)發(fā)展的分析，我們提出如下預(yù)測：

　　(1)根據(jù)政策及市場環(huán)境分析，短期將以國內(nèi)航電市場為先導(dǎo)

　　2011年國務(wù)院、中央軍委下發(fā)《關(guān)于深化我國低空空域管理改革意見》，這為我國通用航空發(fā)展創(chuàng)造出良好的條件，通用航空產(chǎn)業(yè)將迎來空前的歷史機遇。中國民航局副局長夏興華透露，民航總局正在制定“十二五”期間通用航空專項規(guī)劃。

　　隨著國內(nèi)發(fā)展ARJ21和C919客機以及國產(chǎn)民用直升機和通用飛機，將直接帶動民機航電系統(tǒng)國內(nèi)市場，將為國產(chǎn)的通用飛機和民用直升機的航電系統(tǒng)發(fā)展提供新的機遇。預(yù)計未來20年內(nèi)，我國將有2500架左右國產(chǎn)大型客機的需求，航電系統(tǒng)及設(shè)備產(chǎn)值將達到1800億元。大量的商用飛機(含干線客機、支線客機)、直升機、公務(wù)機、通用機市場也為航電產(chǎn)品提供了巨大的機會。(航電迅猛發(fā)展，資產(chǎn)注入可期)。

　　(2)廣泛采取國際合作，逐步進入民機市場

　　發(fā)展對外合作，進入世界民用飛機的航電系統(tǒng)市場。由于我國在開發(fā)民機航電系統(tǒng)方面經(jīng)驗不足，未來民用航電系統(tǒng)的開發(fā)將通過全球國際合作的方式來啟動。美國的羅克韋爾·柯林斯公司、霍尼韋爾公司和英國的史密斯航空航天公司，以及法國的泰利斯航空電子公司等是全球從事航電系統(tǒng)研制和生產(chǎn)的主要公司，加強與這些公司的合作，充分學(xué)習和借鑒其先進的航電技術(shù)，高效開展航電系統(tǒng)及機載設(shè)備的研發(fā)工作，將不斷提升自身的研發(fā)實力。

　　北航碩士論文格式篇二

　　航空發(fā)動機防暑管理

　　【摘 要】發(fā)動機起飛高溫如果多次出現(xiàn)，會造成發(fā)動機燃燒室、高壓渦輪導(dǎo)向器和轉(zhuǎn)子等熱部件燒蝕，使發(fā)動機的熱效率下降，同時也縮短了發(fā)動機的在翼壽命，本文就發(fā)動機起飛高溫現(xiàn)象進行了深入的分析，結(jié)合筆者工作實踐提出了如何避免或降低起飛高溫，并就如何防止起飛高溫提出了較為有效的處理措施，為業(yè)內(nèi)對航空發(fā)動機的護防暑提供了有益的借鑒。

　　【關(guān)鍵詞】航空發(fā)動機;裕度;超溫

　　隨著夏季高溫的到來，性能差的發(fā)動機會出現(xiàn)起飛時發(fā)動機排氣溫度(EGT)高的現(xiàn)象，個別性能衰退明顯的發(fā)動機還會達到920多度的高溫。起飛高溫如果多次出現(xiàn)，會造成發(fā)動機燃燒室、高壓渦輪導(dǎo)向器和轉(zhuǎn)子等熱部件燒蝕，使發(fā)動機的熱效率下降，同時也縮短了發(fā)動機的在翼壽命，大大增加了維修成本。

　　作為飛機心臟的發(fā)動機，為了提高其在翼裕度，延長其使用壽命，并緩解夏季發(fā)動機出現(xiàn)起飛EGT超溫現(xiàn)象，呼和浩特維修基地領(lǐng)導(dǎo)極為重視，由基地副經(jīng)理親自督導(dǎo)，發(fā)動機工程師牽頭多次召開故障研討會制定了一些切實有效的措施來保障基地執(zhí)管發(fā)動機的良性運營，避免起飛高溫，保障航班的安全、正點。

　　1 采用新型清洗設(shè)備，為發(fā)動機“保潔”

　　呼和浩特基地春季風沙較大，近幾年的沙塵暴也是有目共睹，執(zhí)行發(fā)動機內(nèi)函道氣路清洗，可有效的去除發(fā)動機內(nèi)涵道的灰塵等附著物，保障氣路的流暢，提升發(fā)動機的在翼裕度(EGT Margin)，理論上可使EGTM提高10-15度，有效的減少燃油消耗率。但清洗工作應(yīng)尋求最佳的方法，才能取得所期望的效果。

　　為此，基地聯(lián)合附件、計量、航材、定檢各部門共同試制發(fā)動機函道清洗設(shè)備-J型鉤，并經(jīng)多次試驗改進，同時發(fā)動機主管工程師對水洗設(shè)備的使用和水洗的正確規(guī)程對定檢、航線等車間進行了相關(guān)培訓(xùn)，自2007年5月2日開始分別對B-2627機左發(fā)，5035雙發(fā)、2907雙發(fā)、2614等10架飛機20臺發(fā)動機進行了函道清洗，通過SAGE軟件分析，水洗效果較為明顯，最高的ESN858780發(fā)動機EGTM提高達10度。

　　為了更好得完善設(shè)備和水洗流程，較大的提高水洗質(zhì)量，基地還組織召開了工程技術(shù)分公司發(fā)起的“發(fā)動機水洗研討會”，與會代表一致肯定了呼和基地的水洗設(shè)備和水洗流程，并提出了一些中肯的改進建議，按照相關(guān)建議，我們現(xiàn)場當即對設(shè)備進行改進，取得了較好水洗效果。該水洗設(shè)備和程序一方面可完全消除傳統(tǒng)清洗時的人為因素，并較大的節(jié)省了清洗時間，極大的提高了工作效率。

　　圖1 自制的發(fā)動機函道清洗設(shè)備-J型鉤

　　圖2明顯的水洗效果

　　2 航前“保暖”

　　經(jīng)過近幾年的觀察和實踐，我們認識到夏季外界氣溫較高，而有些發(fā)動機EGT裕度相對較低，飛機又是在呼和浩特這樣海拔相對較高(海拔1084米)的機場首班起飛，這時發(fā)動機處于冷發(fā)狀態(tài)，發(fā)動機各種間隙相對較大，效率較差，這樣就出現(xiàn)了個別發(fā)動機EGT高的現(xiàn)象。但這個季節(jié)也是內(nèi)蒙地區(qū)的旅游旺季，特別今年又是內(nèi)蒙古自治區(qū)成立60周年，此外昭君文化節(jié)、民族商品交易會等大型展會也相繼召開，來往呼和浩特的客商數(shù)量史無前例，機票經(jīng)常出現(xiàn)一票難求的喜人局面，而內(nèi)蒙分公司一年效益如何，關(guān)鍵在于夏季的營運情況如何。旅游旺季就意味著載貨及載客量的最大化，對發(fā)動機的工作意味著負載最大化。而我們既要保證航班的正常，又要保證發(fā)動機的EGT不要超限，因此一進入夏季，維修基地下發(fā)“可靠性建議”：規(guī)定發(fā)動機起動溫度接近700度，起飛溫度接近900度的發(fā)動機要進行航前暖車，在呼和浩特由機務(wù)進行航前暖車，在包頭由駐包機務(wù)航前暖車。

　　航前暖車的效果通過近幾年的觀察是非常明顯的，執(zhí)行航前暖車的措施后，發(fā)動機到目前為止，特別是今年隨著使用時間的增長個別發(fā)動機狀態(tài)比往年機隊平均狀態(tài)低的情況下，發(fā)動機沒有再出現(xiàn)EGT超溫現(xiàn)象。通過10-20分鐘的航前暖車，發(fā)現(xiàn)可以使EGT裕度恢復(fù)20度左右，從而使EGT 峰值有一個相對較大的降低，使發(fā)動機在一個較好的工作環(huán)境下工作，使EGT不致于超限。等飛機飛到外站，由于其狀態(tài)良好，從而不至于EGT超限。

　　隨著夏季的過去，氣溫逐漸降低，發(fā)動機的狀態(tài)又會逐步回升，從而又可以安全的過渡到下一個夏季，從而達到了“避暑”的目的。這樣通過有效的航前暖車，既延長了發(fā)動機的使用壽命，又降低了維修成本，同時也有力保障了我公司的飛行安全

　　3 防止“高原反應(yīng)”

　　呼和機隊目前858331、858739、857575等6臺發(fā)動機性能出現(xiàn)了性能衰退，個別發(fā)動機執(zhí)飛蘭州(1947米)、西寧(2197米)等高原航線時出現(xiàn)了起飛溫度高的現(xiàn)象，原因是高原機場海拔較高，空氣密度相對稀薄，要達到同樣的起飛推力勢必增大引氣量，從而使供油量增大，從而出現(xiàn)了EGT偏高的現(xiàn)象。為此，基地根據(jù)發(fā)動機性能排隊數(shù)據(jù)，由MCC合理調(diào)控航班，將安裝858331等六臺發(fā)動機的飛機如B-2604等限飛蘭州、西寧等海拔標高超過3000英尺的機場并建議機組執(zhí)行無引氣起飛，經(jīng)過調(diào)控，目前表現(xiàn)良好，機隊起飛高溫的現(xiàn)象基本上不再出現(xiàn)。

　　綜上所述，為了保障飛行安全，航班安全、可靠、良性運營，實現(xiàn)公司效益的最大化，呼和浩特基地將繼續(xù)團結(jié)協(xié)作，努力地保障飛機的“心臟”，讓我們的金鳳自由舒暢的翱翔于祖國蔚藍的天空之中。

　　【參考文獻】

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　　[2]CFM56-3 Advanced Engine System Training，Aero Engine Maintenance Training Center，Civil Aviation Flight University of China， Guanghan， Sichuan， China[Z].

　　[3]ENGINE MAINTENANCE， REPAIR， AND OVERHAUL PRACTICES， EU-CHINA CIVIL AVIATION CO-OPERATION-EXTENSION PROGRAMME，2005[Z].