期刊>2025年 第4期>管理>国产商用大涵道比涡扇发动机制造符合性检查研究与实践

国产商用大涵道比涡扇发动机制造符合性检查研究与实践

Research and Practice on Conformity Inspection for Chinese Indigenous Commercial High-Bypass Turbofan Engine

王永明 张磊 贾卓翰 袁鹏 雷蕾     2025年08月18日

收藏

制造符合性检查是民航局适航审定部门确认航空产品及其零部件在制造过程中持续满足经批准的设计、符合适航规章的关键手段。分析制造符合性检查面临的风险挑战,并提出系统性应对策略与实践路径,对国产商用大涵道比涡扇发动机的研制具有重要意义。

 

国产商用大涵道比涡扇发动机的研制是国家战略,是中国民用航空产业实现自主可控、迈向高端的核心突破口。适航性是民用航空安全运行的基石,制造符合性检查作为适航审定体系的核心环节,是民航局(局方)适航审定部门确认航空产品及其零部件在制造过程中持续满足经批准的设计要求、符合适航规章的关键手段。规范地开展制造符合性检查,还可促使申请人及其供应商在制造端形成完整的质量追溯体系,形成“设计—制造—验证”的质量闭环,推动我国航空工业健康发展。对于正处于攻坚阶段的国产商用大涵道比涡扇发动机而言,制造符合性检查不仅是产品获取型号合格证(TC)和生产许可证(PC)的必经之路,更是确保国之重器安全可靠、赢得市场信任的生命线。本文深入剖析国产商用大涵道比涡扇发动机制造符合性检查面临的独特风险挑战,并提出了系统性的应对策略与实践路径。

 

制造符合性检查简介


为确保民用航空产品和零部件符合相关规章要求,保障飞行安全与产品质量,局方需依据规定开展制造符合性检查,以下为具体目的及流程。


制造符合性检查的目的


根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21)第21.33条(一)款要求,申请人应当接受局方进行的为确定对民用航空规章有关要求的符合性所必需的检查及飞行试验和地面试验[1]。局方依据《型号合格审定程序》(AP-21-AA—2023-11)开展制造符合性检查活动,了解试验产品的确切构型和对设计的偏离,确定工艺规范能够确保产品始终如一地生产,核实申请人的制造符合性的准确性和完整性并且符合《民用航空产品和零部件合格审定规定》第21.33条(二)款的要求[2]


制造符合性检查的流程


制造符合性检查包括检查项目确定、检查工序确定、请求单签发、检查实施、不满意项整改和资料归档等6个环节,如图1所示。

 

2025-4-12-1.jpg

图1  制造符合性检查工作流程

    

检查项目确定。申请人推荐检查项目,明确检查件编号、检查属性和设计构型清单文件,提交局方。局方工程代表基于试验目的和关键影响特征、属性,确定检查选项;局方制造检查代表可根据申请人质量体系和产品复杂性,确定制造检查范围和深度,增加其他需要的检查项目。


检查工序确定。根据局方批准的检查项目清单,申请人推荐检查工序清单,明确检查件涉及的工艺文件、检查工序、检查方式。其中,检查方式分为目击检查和结果检查,针对不同的试验产品、检查工序、工艺类别和重要程度确定检查方式,局方制造检查代表批准检查工序清单。


请求单签发。在开展制造符合性检查前,局方工程代表签发制造符合性检查请求单,明确检查产品的型号资料、检查地址、检查完成后提交的文件表单等信息。如对制造检查有特殊要求,在制造符合性检查请求单中明确。


制造符合性检查。制造符合性检查除了确认检查工序涉及的检查属性是否满足设计要求外,还关注制造过程涉及的人、机、料、法、环、测等影响产品质量的各方面因素,如图2所示。同时以检查工序为切入点,评估申请人及供应商的适航能力、体系能力和制造过程管控能力。

 

2025-4-12-2.jpg

图2  制造符合性检查除检查属性外的关注要点

    

不满意项整改。制造符合性检查的不满意项包括制造偏离、孤立不符合、系统不符合和建议。申请人需建立不满意项整改流程要求,并提交立即纠正措施、根本原因、针对根本原因的纠正措施、预防性纠正措施及其责任人和完成日期,以及对上述纠正措施的验证结果,防止不满意项的重复发生。


资料归档。完成制造符合性检查全流程产生的会议纪要、检查记录表、批准放行证书/适航批准标签、不满意项及其整改验证等相关表单材料纸质或电子文档归档保存工作。

 

符合性检查工作面临的挑战


制造符合性检查面临多方面挑战,涵盖产品本身的复杂性、研制周期压力、工业界适航意识、资源及人员素质等,需多方协同应对。


产品复杂度高,新材料新工艺存在技术风险,缺少研制基础


国产商用大涵道比涡扇发动机结构复杂、技术复杂度和系统集成度极高,由数万个零部件组成,涉及了材料、制造、强度、气动、控制、测试等众多专业领域。型号研制中,为追求性能突破,采用了单晶高温合金[3]、粉末高温合金[4]、树脂基复合材料[5]、增材制造[6]、惯性摩擦焊[7]等先进技术。这些新材料、新工艺成熟度有待提升,其制造过程的稳定性和产品一致性验证是制造符合性检查的难点和潜在风险点。此外,国内首次系统性研制商用大涵道比涡扇发动机,缺乏可借鉴的经验和数据,需要建立完整的适航验证数据库、成熟的标准规范体系和经过充分验证的符合性方法工具,大量适航条款的符合性验证需从零开始。


型号研制周期紧张,制造符合性检查任务重


国产商用大涵道比涡扇发动机从确定取证构型到完成取证工作的时间窗口仅有约3年时间,且型号研制过程中采用高度并行的工程模式。设计、工艺、制造、试验、验证高度交叉,导致制造符合性检查任务在后期高度密集,易出现检查深度不足或节点延误风险。国产商用大涵道比涡扇发动机型号合格审定阶段的制造符合性检查任务项超过2000项,其中整机/核心机级的单一任务项展开后,又会在生产制造链条中衍生出大量检查内容。如此大量密集的制造符合性检查计划,给局方及申请人的制造符合性检查工作带来极大挑战。


工业界适航意识较薄弱,叠加设计迭代频繁造成构型管控风险突出


国产商用大涵道比涡扇发动机相关工业方的适航意识仍较薄弱,适航工作未得到充分重视。部分单位依然沿袭军机的研制思维,未以适航思维指导研制工作,质量体系运行有效性不足,过程控制相对薄弱,制造过程存在记录不规范、缺少追溯性、资质管理不到位、过程数据不完整等问题。由于研制阶段设计迭代频繁,工艺优化、材料替代、供应链调整等导致技术状态持续变化。采用“主制造商—供应商”研制模式,供应链极其庞大,发动机构型管控风险突出。制造检查代表需在动态变化的构型基线中精准识别和确认符合性,挑战巨大。


制造符合性检查资源有限,并且对审查人员专业素质要求高


国产商用大涵道比涡扇发动机通过大量的材料工艺级、零部件级和整机级试验表明设计对条款的符合性,涉及数千项制造符合性检查任务,但目前局方审查资源有限,无法单纯依靠局方审查代表开展制造符合性检查。同时,发动机的制造过程涉及多种特种工艺,以及众多新技术新工艺的应用,因此,对审查人员能力的全面性和专业性构成巨大挑战。

 

应对举措


为应对符合性检查工作面临的诸多挑战,需从风险管控、计划协同、资源利用等多方面采取针对性举措,提升检查质量与效率。


聚焦重点,按照基于风险的原则开展制造检查


建立制造检查代表与工程审查代表紧密协同机制,基于复杂度、新颖性、成熟度,结合失效模式与影响分析(FMEA)、历史问题等数据,共同识别适航高风险点,形成“动态风险矩阵”[8],对制造检查的范围与深度进行优化,检查深度向新材料(如树脂基复合材料)、新工艺(如增材制造)、新技术(如吸鸟、结冰、防火)和关键特性(如叶片型面、转子动平衡)倾斜。对成熟工艺、低风险项目可适度降低检查频次与深度(如采用记录检查、过程监控替代部分现场检查)。


建立由局方、申请人及关键供应商代表组成的“联合工作团队”。定期会议、共享信息、协同决策,确保检查策略高效落地。针对高风险项目,局方代表在早期介入,与申请人共同梳理适航规章要求,明确制造符合性检查的预期目标、验证方法和接受准则,避免因要求不清晰导致反复,为顺利通过制造检查奠定基础。


协同申请人严控计划,多种手段提升检查效能


局方与申请人共同确定了制造符合性检查计划制订逻辑与管理机制。在计划制订时,将其与试验件生产计划及试验实施计划密切关联,同时考虑型号合格证取证目标和计划的时空均匀性。在计划执行方面,申请人综合考虑检查件生产完成时间、承制单位完成自查的时间、申请人完成监督检查时间、监督检查不满意项整改完成时间、工程代表完成构型差异分析报告审批时间(整机级检查涉及)等,按月度向局方上报制造检查计划并按周滚动更新计划。


对于制造符合性检查件涉及的制造、试验单位,建立了“三层检查”工作机制,即供应商自查、申请人监督检查、局方制造符合性检查。供应商开展自查后,申请人组织设计、质量、适航等具有相关资质的人员成立检查团队开展监督检查,申请人责任部门根据监督检查报告,确定是否提请局方开展制造符合性检查。“三层检查”机制夯实了申请人的适航职责,同时也提高了局方制造符合性检查的效率。


制造符合性检查贯穿整个型号审查周期,每次制造检查涉及会议纪要、检查记录表、批准放行证书/适航批准标签、不满意项及其整改验证等相关表单材料,汇总起来将是海量的数据。目前在用的适航审定信息化工作平台涵盖审定协同、制造检查管理、问题纪要、现场审查、审定信函等模块,其中制造检查模块包括选项清单管理、工序清单管理、请求单管理、制造检查管理、记录表管理、批准标签管理和不满意项管理等页面,如图3所示。各模块及页面预留接口,为申请人信息传递奠定基础。该信息化平台实现了高效的制造符合性检查全周期的表单签发、数据记录、整改验证和批准流程,同时建立了检查任务与适航验证试验的对应关系,为工程审查代表确认适航验证试验是否具备条件奠定了基础。

 

2025-4-12-3.jpg

图3  适航审定信息化工作平台页面

    

强化构型管理,确保构型更改受控


针对国产商用大涵道比涡扇发动机型号当前研制现状及特点,申请人采用单台份试验件构型管理的方式,且单台份设计基线基于构型变更(换版或换号)的贯彻要求来更新,该机制是目前阶段较为合理且可以支撑试验件适航验证流程的。通过产品构型和试验件构型的管控范围、构型数据物料清单(BOM)管理、基线分类、构型更改(换版、换号规则)等的严格贯彻,可实现件号标识构型信息的唯一性,并在设计、制造、试验和维修维护过程中基于件号实现构型信息的可追溯性。局方还要求申请人在试验前明确台份试验件软件构型,同时在试验过程中控制试验软件构型的变更(包括可调参数的变更)。对检查中发现的构型偏离,进行充分的差异评估,判断其对适航符合性的影响,并决定处置措施(如接受、返工、拒收、申请豁免)。


高效利用审查资源,合理确定制造检查工作介入范围


为了高效地利用局方审查资源、合理地将审查资源集中在高风险事项上,针对国产商用大涵道比涡扇发动机型号特点,局方分层分类制订检查方案,合理确定制造检查工作介入范围。底层聚焦关键单件/组件的工艺符合性、材料一致性,上层聚焦单元体/整机的装配集成符合性,以及功能测试验证。


材料工艺的制造符合性检查,综合考虑各条款验证涉及的锻铸件毛坯制造检查要求,原则上覆盖全部关键件、限寿件用锻铸件标准和制造商,除此之外的毛坯制造符合性检查采取结果检查的方式开展。部件系统的制造符合性检查根据各部件功能特点,着重关注所选典型件的制造符合性。成附件制造符合性检查秉持“三个全覆盖”原则,即成附件(含承制供应商)全覆盖、验证试验科目全覆盖、验证试验方全覆盖,同时针对局方首次开展目击试验的项目进行试验前制造符合性检查。整机/核心机制造符合性检查在单元体装配层级、整机装配层级、适航批准标签挂签层级开展。其中,单元体装配层级过程检查在单元体主承制商开展;整机装配层级包括零部件集件状态检查、核心机装配检查和总装装配检查3个子阶段;适航批准标签挂签层级开展构型检查,确认实物构型与局方批准构型差异分析报告的一致性。


强化质量保证体系,推动制造过程系统性管控


申请人要证明其质量体系在自身及关键供应商处的有效运行和持续改进,并加强对供应商管理流程(选择、监控、绩效评价、退出)的监督审核,推动管理要求向供应链深层传递。申请人的质量保证能力是监督检查和过程合规的核心,要对实物验收环节加强管控、完善实物验收流程,并建立质量保证队伍。在局方开展制造符合性检查前,申请人要完成实物验收。

在制造检查过程中,做到产品审查与体系审查并重。在聚焦实物与设计文件符合性检查的基础上,借鉴生产审定中关于体系的要求,评估供应商的质量体系、设计保证系统的有效性,有效防范质量风险的发生。


充分利用审查资源,建立协同检查机制


统筹制造检查资源,提升制造检查代表专业能力。加强适航审定中心系统总部—各中心“矩阵式”组织效能,发挥审定中心总部在统一加强项目管理、凝聚中心系统资源能力、实现审定资源动态管控和灵活配置方面的作用。在制造符合性检查工作上,做到“全系统参与,按地域实施”。


完善对申请人及其供应商委任制造检查代表(DMIR)的培养和管理机制。申请人设置委任代表办公室,建立专兼职融合发展的DMIR人员队伍,形成委任代表办公室工作手册和审查手册,协助局方实现DMIR的专业化规范化管理。对于DMIR规模较大的供应商,设置DMIR管理小组和组长,协助申请人委任代表办公室开展DMIR管理工作。局方—申请人委任代表办公室—供应商DMIR组的“分层分级”的DMIR管理模式有效提升了检查效能,如图4所示。

 

2025-4-12-4.jpg

图4  “分层分级”的DMIR管理模式

    

结束语


国产商用大涵道比涡扇发动机的制造符合性检查是一项极具挑战的系统工程,是对国家适航审定能力与国家高端制造业水平的一次重大考验。面对型号产品高度复杂、周期紧迫、技术新颖、体系待完善、适航意识待提升等多重挑战,局方与申请人紧密合作,不断提升专业化、精细化管理水平,优化计划流程、严控构型与质量、构建协同网络、加强检查人员队伍建设,共同完成适航审定工作,实现国产商用大涵道比涡扇发动机的自主可控,打造世界一流的民用航空产业。


(王永明,中国民用航空适航审定中心党委副书记,工程师,主要从事民用航空产品适航审定有关项目管理、制造符合性检查、委任代表管理研究)

 

参考文献


[1] 中国民用航空局.民用航空产品和零部件合格审定规定:CCAR-21-R5[S].北京:中国民用航空局,2024:33-34.


[2] 中国民用航空局.型号合格审定程序:AP-21-AA-2023-11R1[S].北京:中国民用航空局航空器适航审定司,2023:146.


[3] 高栋,刘燚栋,张国栋,等.面向产品研制需求的单晶涡轮叶片热障涂层考核验证[J].航空发动机,2025,51(2):142-149.


[4] 白国娟,侯乃先,杨坤,等.粉末高温合金涡轮盘初始缺陷概率模型研究[J].机械设计与制造,2021,2:252-256.


[5] 王婧,廉一龙,韩秀峰.航空发动机用聚酰亚胺复合材料研究与应用[J].航空制造技术,2017,15:85-91.


[6] 何艳丽,雷力明,侯慧鹏.金属粉末床熔融增材制造粉末循环使用研究现状[J].机械工程材料,2020,44(11):29-34.


[7] 秦志伟,赵强,张露,等.镍基高温合金GH4065A与IN718惯性摩擦焊接研究进展[J].精密成形工程,2024,16(10):28-40.


[8] 黄飞,韩秀峰,庞君美,等.基于模糊层次分析法的制造符合性检查风险分级方法探讨[J].桂林航天工业学院学报,2023,28(3):346-351.

相关文章
往期期刊
关于我们

《航空动力》期刊由中国航空发动机集团有限公司主管、中国航空发动机研究院主办,《航空动力》编辑部出版。国内统一连续出版物号为 CN10-1570/V;国际标准连续出版物号为 ISSN 2096-5702;邮发代号为82-467;广告发布登记号为京顺工商广告登字20190001号 。


办刊宗旨

关注世界航空发动机前沿动态,反映国内外航空发动机管理与技术创新成果,传播航空发动机知识与文化,促进我国航空发动机自主创新能力的提升。


栏目设置

《航空动力》设有专稿、综述、技术、管理、市场、维修、动态等主要栏目,每期还围绕航空发动机及燃气轮机在技术、管理等方面的新理论和新方法策划相应的专题。


服务对象

《航空动力》面向航空发动机及燃气轮机领域的决策、管理、科研、生产、使用、维护的专业人士,高校师生,以及关注航空发动机及燃气轮机事业发展的热心人士。



文章要求

《航空动力》所刊登的文章密切跟踪世界航空动力、燃气轮机领域的最新科技动态,准确把握发展规律,权威预测发展趋势,及时展示创新成果,为科研和管理工作提供支撑。


投稿方式

以Word文件格式,发送至:

tg@aerospacepower.cn
请在邮件主题中注明:

《航空动力》投稿+作者姓名+联系电话


联系方式

地址:北京市顺义区顺兴路21号
邮编:101304
电话:010-56680887
网址:https://www.aerospacepower.cn

版权声明

本刊享有以数字化方式复制、汇编、发行并由互联网传播所刊载文章的权利,相关著作权使用费均包含在本刊一次性支付的稿酬中。作者向本刊投稿,即视为同意我刊上述声明。如有特殊要求,请在投稿时声明。未经本刊书面授权擅自使用上述版权作品之个人、机构或媒体,均属侵犯本刊合法权益,本刊保留依法追究的权利。

ICP备案/许可证编号:京ICP备18031095号

《航空动力》编辑部 版权所有

读者登录
密码找回
  • 填写用户名

  • 验证身份

  • 设置新密码

  • 完成

  • 用户名:
    赵*封
  • 以验证手机:
    135*****888
  • 短信验证码:
  • 请输入新密码:
  • 再输入一遍:
已完成
读者注册
  • *用户名:
  • *密码:
  • *电子邮箱:
  • *手机号码:
  • *手机验证码:
  • 关注领域: