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摘要：飞机引擎机匣作为飞机引擎中的非常核心承重零部件之一，该零部件的机械加工成型的品质显著制约着飞机引擎的实际飞行效果。在飞机引擎机匣的机械加工成型制造进程中需要重视使用科学的解决方案及相关工艺方法用来把控飞机引擎机匣在机械加工成型制造过程中可能发生的加工形变现象，经过作业方法升级改进、相关技术数据合理改变、刀具运行轨迹合理修正等等方法把飞机引擎机匣机械加工成型制造过程中所发生的零部件形变程度限制在相对较小的程度，提升飞机引擎机匣的机械加工成型制造品质。
关键词：飞机发动机；引擎机匣；形变
引言
飞机发动机管路系统包括燃油管路、滑油管路、液压管路以及气路管路，这些管路系统结构复杂，数量众多，分布在发动机机匣之上。飞机发动机管路工作环境复杂多变，管路受到的振动激励来源很多，比如发动机转子在运行过程中随着转速的变化而产生不同频率的振动激励，这些振动会通过机匣和管路卡箍传导至布置在其上的管路结构，从而引起管路振动。其次，管路内部通常都通有高压高速的流体介质，流体的内部冲击激励也会造成管路的振动。飞机发动机管路的振动故障案例屡见不鲜，例如管路接触振动磨损、管接头振动松脱泄漏、管路振动裂纹泄漏等，会影响发动机的正常工作，甚至危及发动机的安全，因此不容忽视。
1主要部件及其工作方式
发动机引气系统由引气监控计算机（BMC）进行控制。主要部件包括高压引气活门（HPV）、压力调节活门（PRV）、超压活门（OPV）、风扇空气活门（FAV）、预冷器、风扇空气活门控制温度调节器（THC）、调节压力传感器（8HA）、转换压力传感器（9HA）和控制温度传感器（10HA）。PRV（4001HA）为蝶形的电控气动活门，可控制引气开关，将下游静压调节在44～52psi之间，控制引气气流流量，并提供反流保护。PRV的控制电磁阀（THS）负责控制PRV的开关。超压活门为安全装置，在系统超压时可完成气动关闭。系统包含多个感压管（senseline），用于传递压力信号、作动相应活门。系统的两个压力传感器可分别探测调压前后的压力，负责将压力值传递给BMC，并提供ECAM上的显示。引气系统的温度限制子系统根据空调系统的需求，通过BMC对引气温度进行控制，来自发动机风扇的冷空气通过FAV进入预冷器，对发动机引气进行温度调节。FAV下游安装有THC，THC有两个温度探头和一个减压装置，利用预冷器出口温度控制FAV活门的动压。THC提供两种温度设置，电磁阀未通电时控制在（200±15）℃，通电时控制在（150±15）℃。BMC的功能包括对引气系统进行控制、关闭引气活门、打开交输活门、打开APU引气活门以及进行温度调节设置等。
2飞机引擎机匣产生形变因素
飞机引擎机匣是非常常规的外壁厚度很薄焊接零部件，因为飞机引擎机匣的外壁厚度值很小，有些飞机引擎机匣的外壁厚度最薄的位置只若干毫米厚，进而造成飞机引擎机匣的抵抗变形的能力非常差，导致飞机引擎机匣在机加成型制造的进程中极易遭到机床装配夹紧力、机床刀具切削力与机加成型制造过程中所出现的剩余载荷的隐约而造成发生形变的情况。飞机引擎机匣在机加成型制造进程中必须对相关零部件实行夹紧定位，如果装配夹紧力不均衡就能对飞机引擎机匣这一非常脆弱的刚性构造施加没关联要的附着力，进而造成飞机引擎机匣在机加成型以后发生形变的现象。由于装配夹紧力而致使的飞机引擎机匣形变多数产生于飞机引擎机匣的加工配合平面、壁厚比较薄的位置。
3飞机引擎机匣成型制造加工形变的把控方略
3.1构建故障树
通过研究发动机引气系统历史故障数据，分析故障部件原理及其之间的逻辑关系，构建“AIRENG1（2）BLEEDFAULT”信息的故障树。对故障部件进行分类，将其定义为活门本体故障、其他部件故障和管线相关故障三大类。其中，管线相关故障中其他类包括一次线路连接脱开和一次线路短路，因其故率较低，可定义为省略事件。由此得出如图1所示的故障树。
根据故障树逻辑图和底事件列表，设定：PRV故障为x1，FAV故障为x2，THC故障为x3，THS故障为x4，预冷器故障为x5，感压管故障为x6，传感器故障为x7得出其结构函数展开式，简化为：
3.2悬挂启动控制
启动悬挂是指发动机在启动过程中，发动机转速上升缓慢，N2转速稳定在小于慢车转速的状态。启动悬挂包括贫油的启动悬挂（冷悬挂）和富油的启动悬挂（热悬挂）。富油启动悬挂表现为高燃油流量和快速的EGT增加，有超温的风险，而贫油的启动悬挂表现为较低的燃油流量和过低的EGT温度[2]。短停启动发动机时容易出现富油悬挂，与EGT超限类似，发生富油悬挂时FADEC系统会自动发起三次燃油减少7%的再启动程序，不需要人工操纵。如尝试第二次启动，仍然出现启动悬挂，须排故。高高原机场启动时，如果第一次启动失败，可考虑人工启动。炎热天气下，过短的短停时间会导致发动机在下次启动前EGT余温较高，容易出现启动悬挂，所以在关车时应严格执行慢车冷却程序。如有必要，可在关车时进行发动机冷转，以降低EGT余温，防止下次启动时出现启动悬挂。
3.3加工过程中飞机引擎机匣扇叶机匣的夹具装夹模式
加工过程中飞机引擎机匣扇叶机匣的夹具装夹模式上：因为飞机引擎机匣扇叶机匣的构造特性，通常把飞机引擎机匣扇叶机匣的两个端面视为成型制作的加工基础平面，飞机引擎机匣扇叶机匣的夹具装夹模式上一般包含轴向夹紧力和径向夹紧力，相关加工企业在对飞机引擎机匣扇叶机匣的上端平面实施精细成型制造加工时，被视为基础平面的下端平面因为存在平面度的差异，在对飞机引擎机匣扇叶机匣进行轴向夹紧力施加的时候将会因为受载荷不平衡因而发生形变，经过对飞机引擎机匣扇叶机匣的夹具装夹形变实行数值模拟研究，可得假如夹具装夹不妥就能造成飞机引擎机匣扇叶机匣发生大约0.08mm的形变量，这类形变量的发生就可能对于后期以上部端平面为基础所推行的飞机引擎机匣扇叶机匣成型制造加工产生非常大的损害，就会发生加工误差的累积。在针对飞机引擎机匣扇叶机匣端面基准平面的成型制造加工中，必须尽可能使用径向压紧力装夹的装夹模式。提升飞机引擎机匣扇叶机匣的成型制造加工精细程度。
3.4管路优化
管路优化的两大目标为减小变形量和避开危险共振频率（提高一阶固有频率），定义优化目标值f1：一阶固有频率，目标值f2：（－1）*变形量，则优化求解模型为max（f1，f2）。不同卡箍位置下的多目标优化求解如图18所示，可见在7个卡箍优化位置中1，3，5，6，7位置的优化均是劣解，都不是最佳的优化方法，剩下2，4位置的优化为有效解。对比位置2和位置4，位置2能最大降低管路变形，但一阶固有频率提升较小，而位置4能最大提高管路一阶固有频率，同时管路变形量也能大幅度降低，综合分析可知选择位置4的卡箍优化方法最佳，即在EDP出口管路的长直管段中点附近加装弹性卡箍能有效减小流体激励下的管路振动。
结束语
飞机引擎机匣成型制造加工是一类繁杂而有序的工程，有关加工企业为了提升飞机引擎机匣成型制造加工品质必须主动控制好飞机引擎机匣成型制造加工形变。由于飞机引擎机匣属于圆筒形薄壁构造，其在成型制造过程中受其他要素制约效应明显，所以飞机引擎机匣成型制造加工中必须配合形变发生的因素选取合适的办法来把控好飞机引擎机匣成型制造加工过程中的形变量，提升飞机引擎机匣成型制造加工的品质。
参考文献：
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[4].“海王”私人飞机疑似引擎起火迫降幸好虚惊一场[J].消防界（电子版），2019，5（05）：4.
[5]方秦，吴昊，张涛.核电站在大型商用客机撞击下损伤破坏研究进展[J].建筑结构学报，2019，40（05）：1-27.