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国防军工行业：航空发动机可靠性规律研究及海外案例分析（32页）.pdf
举报与投诉研究报告内容摘要：
航空发动机被誉为现代工业“皇冠上的明珠”，其设计水平已经成为一个国家工业基础、科技水平、国防实力和综合国力的集中体现。航空发动机设计具有 周期长、费用高、难度大、风险多等特点；研制周期可达 30 年，各类试验累 积上十万小时。
美国通过吸取经验教训建立了相对完整全面的标准体系。设计不当是造成航 空发动机重大故障的主要因素之一。美国军用航空发动机研制从片面追求高 性能演变为性能与适用性、可靠性、耐久性和维修性并重的全寿命管理方法， 所形成的研制标准体系是其领先的基础，也为其他国家提供了借鉴参考。然 而建立完整全面的研制标准体系并非朝夕之功。
航空发动机需要经历长期试验。中国参考了美国“技术验证机→工程验证机 →原型机”的研制途径，这一途径使技术与设计得到了充分验证，产品逐步接 近最终技术状态；这一过程可以长达 24 年，并伴随不同层级总共逾十万小时 以上的试验。
全寿命周期初期是发动机故障率较高的时期。航空发动机故障是造成战机损 伤的重要因素。“浴盆曲线”描述了航空发动机故障率随时间增长呈现“高— 低—高”分布，发动机全寿命周期的早期阶段客观上也是故障率较高的时期。 故障分析可以提升航空发动机可靠性。涡轮和压气机是故障涉及最多的部件。
不确定因素为航空发动机设计带来挑战。不确定因素客观存在于航空发动机全寿命周期。不确定因素既可能来自于随机性，也可能来自于人的认知不完 整。由于发动机部件实际工作状况难以预测，往往需要长期试验才能暴露问题。设计时忽视不确定因素可能导致指标预留的裕度具有较高的主观性，进 而造成发动机故障频发。
美国 F100 发动机通过提升可靠性获得长期生命力。由于设计之初片面追求高 性能、忽视可靠性以及未经充分科研试飞，F100 发动机在投入使用前 5 年故 障频发，并造成配套战机大批停飞的严重后果。通过改进，F100 发动机改型 可靠性得以提升，至今仍有新机出售，该系列发动机已经服役逾 50 载，一款 起初不可靠的发动机最终焕发出长期生命力。在 F100 改型上首次使用的数字 电子发动机控制技术已经发展成为当今发动机控制的主流。
前事不忘，后事之师。在吸取 F100 发动机的教训后，美国专门制定了发动机结构完整性大纲（ENSIP）,其后贯彻 ENSIP 设计的 F404、F119 等发动机的 综合性能、可维护性和经济性显著提升。
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