F119发动机的维修保障模式中国工程技术信息网综合

于晓伟邢晨光王萍张宝珍

以F-22为代表的国外新一代斗争机的修理体制、修理保证模式正在发生全然性变化，专门是将三级修理体制改为二级修理体制，将传统的修理保证模式转变为基于性能的保证模式，可谓飞机修理史上的革命。同军用飞机一样，军用发动机的修理体制、修理模式也在发生庞大变化，目的是进一步减少修理中间环节，降低全寿命周期费用，提高装备战备完好性。

一、国外四代机发动机修理保证模式的演变

1. 从三级修理体制向两级修理体制的演变

随着航空装备全寿命治理观念的确立，航空修理系统观念的形成，以及对航空装备作战需求的提高，军方要求简化航空修理体制，减少装备修理的中间环节，提高装备的战场生存能力和部署/转场机动性，并降低装备的全寿命周期费用。航空科学技术的进步，装备治理水平和使用水平的提高又为这一简化提供了可能。美国在20世纪90年代就领先提出并实施了两级修理体制，取消了中继级，并在F-22斗争机的修理保证中正式采纳了两级修理体制。

军用发动机的修理体制也正在由三级修理体制向二级修理体制转换。国外在制定新研发动机修理方案时，尽可能减少修理级别，使其从三级修理体制改变成二级修理体制（保留基层级和基地级，取消中继级）。比如，关于F119发动机的修理，基层级修理由美空军修理人员负责，中继级和基地级修理由普·惠公司治理。空军俄克拉何马城后勤中心（OC-ALC）要紧负责F119的装拆、产品修理、后送车间保证。而普·惠公司要紧承担：项目治理、机群治理；供应链、器材治理；坚持工程；修理、大修治理；专门修理工艺；零部件修理、储备清单和器材储存等。尽管F119发动机目前仍旧沿用三级修理体制，但中继级的修理工作相比传统中继级的工作量减少了75%左右。

2. 从军方单独直截了当修理到军民合作修理模式的演变

在发动机修理方面，制造商与军方的合作关系越来越紧密。比如，普·惠公司与美国空军在廷克（Tinker）空军基地建立了军民合作关系。最为典型的服务保证军民合作项目莫过于美国F-22“猛禽”战机的发动机项目。当第一批F-22在美国兰利空军基地服役时，普•惠公司与设在俄克拉何马城航空后勤中心（ALC）之间的军民合作差不多全面展开，并获得

美国空军的资格证书。

合作将最大限度利用双方最好的技术、设施和人员。这是普•惠公司首次对一个重大武器系统项目开展真正的军民合作，并将以经济可承担的价格来保证发动机的可用性。依照协议，由空军基地的工作人员进行发动机修理，而普•惠公司则提供治理小组，负责日常进度和修理标准的监管和对修理的最终验收，以保证修理质量。美国空军将受益于普•惠公司在民用发动机修理方面获得的体会，包括车间治理、生产调度和无纸文件系统。同时，普•惠公司在筹建F119发动机HMC时投了资，空军将看到发动机寿命周期费用的节约。利用现有设施和熟练的技术人员也可使成本降低。该合作项目的另一个特点涉及基地级的供应链治理，包括所有的后勤和库存保证，目的是减少库存和缩短大修周转时刻。在此供应链上，大多数修理好的零件将用于这些零件被拆下来的发动机上，而不是将修好的零件放回仓库后再安装在别的发动机上。这种合作项目还处于刚起步的时期，何时全面实现精益供应链还无法确定。然而，普•惠公司和F-22系统项目办公室在讨论如何分时期实现那个目标。

3. 从购买发动机备件到购买发动机性能（基于性能的后勤）的演变

在发动机领域，基于性能的后勤（PBL）策略来自发动机原始设备供应商对民用航空公司提供的一揽子修理服务体会，即“按运行小时计费”的修理策略。以PBL为代表的基于性能的保证服务与传统保证模式的最大区别确实是确定了产品保证的性能指标。这些顶层的性能参数包括：使用可用度、使用可靠性、单位使用费用、后勤规模、后勤响应时刻等。这种服务模式完全改变了制造商与军方之间的合作关系。因为用户购买的不仅仅是产品和服务，而是写入合同中的性能。该模式自美国2000年首次在海军陆战队霍尼韦尔辅助动力装置上实施以来，迅速推广到多家厂商。不管是整架飞机，依旧其中的发动机部件，都可与制造商签署基于性能的合同。除了美国的PBL模式，英国的基于可用性的合同同样确定了产品保证的性能指标。

PBL已在军用发动机领域获得广泛应用。2003年，罗•罗公司从美国海军获得一份T-45教练机的F405-RR-401发动机的PBL合同，罗•罗公司派出113名职员到5个不同地点为美国海军提供服务。海军只要告诉罗•罗公司所需的发动机可用数量，罗•罗公司按使用小时数确定修理价格。据称，这种新的合同能够以适当的价格为海军提供所需的战备性。海军发动机的可用性从2003年前的70%，提高到86%，平均翻修时刻从500小时延长到1000小时。

PBL与传统的保证模式一样，不是一成不变的，会随时代的进展而进展。制造商从不同的角度对PBL的以后进展作了推测。罗·罗公司认为，PBL在军民合作上会有较大进展。

普·惠公司估量，今后将在新式武器系统采办早期时期实施PBL保证。比如，普·惠公司与空军在F-22“猛禽”研发早期时期开始合作，现在为廷克空军基地提供发动机修理软件。今后更多的PBL保证，将租借军方的基础设施。例如，普·惠公司为意大利所租赁的F-16战机F110发动机实施建制修理和中继级修理，其基础设施是按每飞行小时付费合同由意大利军方提供的。

4. 从整机寿命操纵的修理向单元体寿命操纵的修理演变

发动机结构单元体化是目前各种军、民用航空发动机普遍采纳的设计原则，各单元体均有严格的性能及其他技术要求。因此，各单元体不仅具有安装尺寸的可互换性，而且性能上也具有可互换性（即更换某一单元体后，对发动机性能可不能有阻碍）。发动机采纳单元体结构后，可改善修理工作，提高飞机的可用性和经济性：可减少备用发动机数；各单元体可依照各自的工作条件具有不同的寿命，发动机能够得到充分的利用；更换快，保证飞机的可用时刻；装运比整台发动机方便，便于进行空运，能够加快运送速度，因此，能够减少飞机因换件的停机时刻。

利用兰德模型，并借助比价系数，能够估算发动机在整机寿命操纵和单元体寿命操纵两种方式下大修经济性对比。在建模估算的基础上，可利用两种修理方式下的大修费用进行两种修理体制经济性的对比分析。运算说明，采纳单元体寿命操纵的大修费明显少于整机寿命操纵的大修费用。

5. 从传统预防性修理向基于状态的修理（CBM）演变

基于状态的修理（CBM）与通常说的视情修理含义差不多相同，是通过嵌入式传感器和/或外部测试和测量进行在线或离线监控，基于实时或接近实时评估装备状态，判定装备故障机理并推测装备的剩余寿命，进而在装备显现明显退化后决定采取何种修理措施的修理方法。CBM减少了不必要的发动机或单元体拆换，从而能大大提高发动机的利用率，适度减少预防性修理的工作人力与修理费用，同时还因能及时查出故障及故障部位，大大提高发动机的可靠性。

以F135发动机为例，它所采纳的发动机推测与健康治理技术，利用发动机吸入碎屑监控系统、润滑油状况监控系统、发动机应力监控系统、静电式轴承监控系统、静电式润滑油碎屑监控系统等各种先进传感器的集成，并借助各种算法和智能模型来推测、诊断、监控和治理发动机的状态，为实现CBM奠定了基础。

二、F119发动机的修理保证模式