航空发动机研制中的技术验证机、工程验证机及原型机特点分析 .pdfVIP

航空发动机研制中的技术验证机、工程验证机及原型机特点分

析

刘庆东;史妍妍;张明

【摘要】为加强航空发动机产品的研制进程管控,通过分析技术验证机、工程验证

机及原型机的技术特点,提出这3类样机是集中体现产品研制进程的载体,进而研究

并建立各样机的研制过程模型,并且依托研制过程模型分析各样机的研制特点及研

制成果.该项工作明确了各样机的工作内容及其实现途径,以及3类样机之间迭代演

进、逐步实现产品开发的过程,对加强发动机产品研制过程管控、提高研制质量和

效率具有重要意义.

【期刊名称】《航空发动机》

【年(卷),期】2019(045)003

【总页数】5页(P39-43)

【关键词】技术验证机;工程验证机;原型机;研制过程;航空发动机

【作者】刘庆东;史妍妍;张明

【作者单位】中国航发沈阳发动机研究所,沈阳110015;中国航发沈阳发动机研究

所,沈阳110015;空军装备部驻沈阳地区第一军事代表室,沈阳110031

【正文语种】中文

【中图分类】V37

0引言

航空发动机研制具有技术风险大、研制周期长、研制经费高的特点，是1项复杂

的系统工程[1]。20世纪60年代以来，美国持续总结F100等发动机使用中的可

靠性、耐久性和维修性问题，在产品全生命周期研制程序、管理体系、设计权衡等

方面采取一系列措施，开发了以“技术验证机→工程验证机→原型机”为核心的迭

代演进、逐步成熟的产品研制途径[2]。中国也逐渐接受了上述研制途径，“在

GJB8113武器装备研制系统工程通用要求”中，通过“V模型”定义了技术验证

机、工程验证机、原型机在产品全生命周期中的应用模式，并作为军方管控产品研

制过程的基础。

然而，国内航空发动机行业受到长期测绘仿制思路的影响，对这3类样机研制的

过程、特点、成果研究不够，导致型号应用中经常出现重大设计返工，成为型号

“拖、降、涨”的重要原因[3-5]。本文从这3类样机的技术特点出发，提出了相

应的研制过程模型，分析了各样机在复杂发动机产品开发中的研制特点及研制成果。

1技术特点分析

在航空发动机产品全生命周期中，技术验证机（又称模型机或原理样机）、工程验

证机（又称初样机或地面样机）、原型机（又称正样机或飞行样机）通常依次出现

[6-8]（如图1所示），是集中体现产品研制进程的载体。

图1产品全生命周期（GJB8113）

1.1技术验证机的技术特点

技术验证机是为研究或评价型号总体技术方案的可行性而研制的产品，主要验证新

材料、新结构、新工艺等拟采用的关键技术在整机环境下的可行性，可不考虑最终

的产品技术状态。技术验证机的周期规划通常不超过6a，试验时数为100～500

h。

1.2工程验证机的技术特点

工程验证机是针对型号战技指标开发的初级产品，通过设计、试制及地面联试，验

证产品设计的合理性并获取进一步研制的工程数据，应接近产品的最终技术状态。

工程验证机的周期规划通常不超过5a，试验时数为200～1000h。

1.3原型机的技术特点

原型机是用于全面考核评价产品性能、质量、适应性的正式产品，其考核试验（试

飞）的环境代表了产品预定使用的真实环境，代表了产品的最终技术状态。原型机

的周期规划通常不超过13a，零部件试验应达到100000h，系统试验应达到

40000～50000h，整机试验应达到8000～10000h，高空模拟试验应达到

500～2000h，设计定型前发动机试飞应达到2000～5000h，发动机小批领先使

用的试飞应达到100000h。

2技术验证机的研制过程分析

2.1研制过程模型

在型号正式立项后，即可启动技术验证机研制，研制过程如图2所示。基于军方

作战任务开展需求分析，确定产品全生命周期、全包线运行功能，研究并建立发动

机总体技术方案，搭建技术验证机并验证关键技术。

图2技术验证机研制过程模型

2.2研制特点分析

通过技术验证机全面识别并评价总体技术方案所采用的关键技术，尤其是由各产品

分解结构（ProductBreakdownStructure，PBS）单元之间匹配而产生的关键技

术（如大改风扇与已有核心机之间的匹配技术），其研制具有如下特点：

（1）根据总体技术方案初步建立了产品PBS，相对于预研及前期论证阶段，此时

的关键技术有明确的技术载体，可进一步避免关键技术遗漏；

（2）对于技