[发明专利]一种基于干涉预分析的航空发动机稳健调姿安装方法

说明书

本发明涉及一种基于干涉预分析的航空发动机稳健调姿安装方法，基于发动机与发动机舱实测数据，采用所提出的干涉预测方法分析干涉风险，计算无干涉的推进安装位姿及相应的定位器驱动量，实现狭窄空间发动机稳健、快速的安装。本发明特点在于：相对于采用激光雷达等通用大尺寸扫描设备的扫描方法，本发明扫描效率高，流程简单，设备成本亦大大降低；扫描精度受温度、气流、气压影响小。可提前预测发动机安装干涉并进行调姿修正，解决狭小空间发动机安装难以观测的问题；实现单人操作安全安装，节省大量人力资源。

技术领域

本发明涉及发动机安装设备及方法领域，具体涉及一种基于干涉预分析的航空发动机稳健调姿安装方法。

背景技术

发动机作为飞机最主要的需要周期性维护大部件，其安装时间与安全性直接影响飞机服役性能。目前，国内外发动机安装装置与方法主要有以下方法(1)申请号201610748915，专利名称为一种新型飞机发动机安装车、申请号为201910016417专利名称为一种用于涡扇飞机发动机的安装车、申请号为2010101515543专利名称为一种发动机自动化安装车；这些安装车及相应的安装方法具有人工指示自动化调姿能力，但由于发动机维修后与理论外形存在差异，飞行后发动机舱亦存在变形，二者最小配合间隙可小于10mm，在未明确发动机、发动机舱外形偏差前提下，无法确保发动机在狭小空间内、数米深度插配过程中的安全性，实际安装中仍需如传统安装中拆卸多处面板以提供人工观测窗口，总体安装时间极长，要求人员常达十余人。(2)论文《航空发动机自动调姿安装的设计与应用》作者赵爽忻在本论文中提出了在发动机上临时安装若干个摄像头的监控方法，但只能看到发动机最前端，后续结构插入中的碰撞难以观察，且相机数量多、安装准备时间长。(3)申请号为2010105453781专利名称为基于四个数控定位器的飞机发动机调姿安装系统及使用方法，这种方法成本过高、测量场构建与扫描时间周期长、对测量操作人员技术要求高、精度受环境温度湿度等影响大，因此这种方法目前在飞机制造部门发动机安装中偶有使用，但在军队、试飞站等发动机安装需求量更大的场合不适用。

因此，目前在发动机安装领域，国内外还没有可同时满足安装高智能化水平但较低成本、高效率但确保安全的装置或方法。本申请人同日申请提出的《一种基于动态干涉分析的发动机安装方法与测量装置》，实现了发动机安装过程中的动态干涉分析，适用于发动机与发动机舱设计间隙较大或外形偏差较小情况下的动态高效安装。本发明提出基于干涉预分析的航空发动机稳健调姿安装方法，以解决现有的技术不足。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种基于干涉预分析的航空发动机稳健调姿安装方法。本发明通过一种高效低成本的发动机外形以及发动机舱内壁全扫描，进而提前分析发动机安装是否出现干涉，以克服现有的狭小空间内安装安全性难以保障的问题。

2.技术方案：

一种基于干涉预分析的航空发动机稳健调姿安装方法，其特征在于：

发动机安装测量装置包括发动机自动安装调姿结构以及相机；所述发动机自动安装调姿结构包括调姿定位器、推进导轨、支撑滑台、调姿动平台、运输调姿平台；所述运输调姿平台上表面固定安装调姿定位器；调姿定位器的上端安装调姿动平台；所述调姿动平台表面设置水平导轨，安装在调姿动平台上表面的支撑滑台能够沿导轨滑动；所述相机包括前扫描相机、后扫描相机；所述前扫描相机与旋转支臂相连，采集发动机机身发动机舱内形点云；旋转支臂的另一端与可翻转立柱的顶端相连；所述可翻转立柱的底部以通过90度转动关节安装在运输调姿平台表面；所述后扫描相机包括分别位于运输调姿平台左右两端的两台后扫描相机用于采集发动机的外表面的点云。

发动机安装测量装置的安装方法包括以下步骤：

步骤一：模拟进给扫描发动机外形；发动机及运输调姿平台就位至发动机舱后部之前，后扫描相机打开，发动机模拟进给，获取发动机外形点云数据；具体方法过程包括步骤S11 至S12：