[發明專利]一種基于干涉預分析的航空發動機穩健調姿安裝方法

有效

• 申請號: 202010597671.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111891379B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 鄧正平;郝飛
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B64F5/10
• 分類號: B64F5/10
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 鄭宜梅

本發明涉及一種基于干涉預分析的航空發動機穩健調姿安裝方法，基于發動機與發動機艙實測數據，采用所提出的干涉預測方法分析干涉風險，計算無干涉的推進安裝位姿及相應的定位器驅動量，實現狹窄空間發動機穩健、快速的安裝。本發明特點在于：相對于采用激光雷達等通用大尺寸掃描設備的掃描方法，本發明掃描效率高，流程簡單，設備成本亦大大降低；掃描精度受溫度、氣流、氣壓影響小。可提前預測發動機安裝干涉并進行調姿修正，解決狹小空間發動機安裝難以觀測的問題；實現單人操作安全安裝，節省大量人力資源。

技術領域

本發明涉及發動機安裝設備及方法領域，具體涉及一種基于干涉預分析的航空發動機穩健調姿安裝方法。

背景技術

發動機作為飛機最主要的需要周期性維護大部件，其安裝時間與安全性直接影響飛機服役性能。目前，國內外發動機安裝裝置與方法主要有以下方法(1)申請號201610748915，專利名稱為一種新型飛機發動機安裝車、申請號為201910016417專利名稱為一種用于渦扇飛機發動機的安裝車、申請號為2010101515543專利名稱為一種發動機自動化安裝車；這些安裝車及相應的安裝方法具有人工指示自動化調姿能力，但由于發動機維修后與理論外形存在差異，飛行后發動機艙亦存在變形，二者最小配合間隙可小于10mm，在未明確發動機、發動機艙外形偏差前提下，無法確保發動機在狹小空間內、數米深度插配過程中的安全性，實際安裝中仍需如傳統安裝中拆卸多處面板以提供人工觀測窗口，總體安裝時間極長，要求人員常達十余人。(2)論文《航空發動機自動調姿安裝的設計與應用》作者趙爽忻在本論文中提出了在發動機上臨時安裝若干個攝像頭的監控方法，但只能看到發動機最前端，后續結構插入中的碰撞難以觀察，且相機數量多、安裝準備時間長。(3)申請號為2010105453781專利名稱為基于四個數控定位器的飛機發動機調姿安裝系統及使用方法，這種方法成本過高、測量場構建與掃描時間周期長、對測量操作人員技術要求高、精度受環境溫度濕度等影響大，因此這種方法目前在飛機制造部門發動機安裝中偶有使用，但在軍隊、試飛站等發動機安裝需求量更大的場合不適用。

因此，目前在發動機安裝領域，國內外還沒有可同時滿足安裝高智能化水平但較低成本、高效率但確保安全的裝置或方法。本申請人同日申請提出的《一種基于動態干涉分析的發動機安裝方法與測量裝置》，實現了發動機安裝過程中的動態干涉分析，適用于發動機與發動機艙設計間隙較大或外形偏差較小情況下的動態高效安裝。本發明提出基于干涉預分析的航空發動機穩健調姿安裝方法，以解決現有的技術不足。

發明內容

1.所要解決的技術問題：

針對上述技術問題，本發明提供一種基于干涉預分析的航空發動機穩健調姿安裝方法。本發明通過一種高效低成本的發動機外形以及發動機艙內壁全掃描，進而提前分析發動機安裝是否出現干涉，以克服現有的狹小空間內安裝安全性難以保障的問題。

2.技術方案：

一種基于干涉預分析的航空發動機穩健調姿安裝方法，其特征在于：

發動機安裝測量裝置包括發動機自動安裝調姿結構以及相機；所述發動機自動安裝調姿結構包括調姿定位器、推進導軌、支撐滑臺、調姿動平臺、運輸調姿平臺；所述運輸調姿平臺上表面固定安裝調姿定位器；調姿定位器的上端安裝調姿動平臺；所述調姿動平臺表面設置水平導軌，安裝在調姿動平臺上表面的支撐滑臺能夠沿導軌滑動；所述相機包括前掃描相機、后掃描相機；所述前掃描相機與旋轉支臂相連，采集發動機機身發動機艙內形點云；旋轉支臂的另一端與可翻轉立柱的頂端相連；所述可翻轉立柱的底部以通過90度轉動關節安裝在運輸調姿平臺表面；所述后掃描相機包括分別位于運輸調姿平臺左右兩端的兩臺后掃描相機用于采集發動機的外表面的點云。

發動機安裝測量裝置的安裝方法包括以下步驟：

步驟一：模擬進給掃描發動機外形；發動機及運輸調姿平臺就位至發動機艙后部之前，后掃描相機打開，發動機模擬進給，獲取發動機外形點云數據；具體方法過程包括步驟S11 至S12：