本项目属于航空制造领域，数字化制造技术专业。

2022年9月30日，习近平总书记在参观C919大型客机项目成果展览时强调“让中国大飞机翱翔蓝天，承载着国家意志、民族梦想、人民期盼，要充分发挥举国体制优势，在关键核心技术攻关上取得更大突破，扎实推进制造强国建设”，总书记还强调“大型客机研发和生产制造能力是一个国家航空水平的重要标志，也是一个国家整体实力的重要标志，制造大飞机承载着几代中国人的航空梦”。按照国家对民用航空产业“一干两支”的发展规划，新型涡桨支线飞机（新舟700）与C919、ARJ21共同构成我国完整的民用飞机谱系，为推动我国从航空大国向航空强国的历史转变增添新的力量。可见掌握关键技术，不断提升制造水平是我们的使命和担当。

发动机安装是飞机总装集成的重大工艺过程，体现着飞机总装制造的技术水平。对于民用飞机，发动机的安装质量直接影响飞机的安全性、经济性、舒适性和飞行品质。新型涡桨支线飞机为了减少风阻、降低油耗，发动机短舱空间不断压缩，发动机与短舱结构最小间隙不足20mm；发动机短舱事先布置了短舱桁架；同时发动机必须完成附件及管线装配的地面补加工。在狭小复杂空间同时进行发动机与短舱五个空间孔的精确对准，完成发动机安装并保证载荷均衡分配是本课题解决的关键。发动机安装过程中必须掌握高精度的测量技术、精准的调姿方法以保证发动机精准吊装入位，才能满足发动机多个高精度交点同步协调、精准安装的要求。其关键技术长期被西方国家垄断和封锁。国内涡桨飞机大都采用传统“行车+钢索吊具”的发动机安装模式，存在安装过程中发动机位姿及载荷不可控，安装质量波动；安装过程需要多人协调，装配效率低等弊端，无法满足新型涡桨飞机发动机精准安装要求，已成为制约我国新型涡桨飞机高质量、高效率生产的瓶颈。

2014年以来，中航西飞民用飞机有限责任公司联合中科院沈阳自动化研究所、西南科技大学组成产学研团队，突破多约束、狭小空间内发动机多级轨迹规划、全行程内发动机空间位置姿态感知、发动机空间五点同步高精度入位对接、人机协同发动机装测控一体化等“卡脖子”技术，构建涡桨吊装发动机安装规范，自主研发了涡桨发动机精准安装装备并应用于飞机生产。

1.主要技术创新

提出了涡桨发动机装、测、控一体化安装方法。解决了发动机安装过程不可视、状态不可控、数据不透明等影响飞机装配性能的关键问题，集成了测量、控制、安装三个独立环节，避免了发动机吊装、入位过程中与短舱桁架以及发动机安装车等周围环境的干涉,实现了发动机位姿由人工控制到自动控制的转变，构成了全闭环的装配链，形成了一套高效的发动机安装工艺方法。

提出了一种基于并联柔索机构的飞机发动机空间位姿多级准解耦调整方法。针对发动机吊装行程长、位姿调整空间狭小的特点,本项目一方面将吊装行程分为起吊区、入位区及安装区，完成对飞机发动机位姿调整范围和调整精度的逐级分解；另一方面基于并联柔索机构提出一种空间混联调整机构，对发动机空间位姿实现三自由度（X位置、Y位置及偏航角）的解耦调整和三自由度（Z位置、俯仰角和横滚角）的准解耦调整，最终实现5个飞机发动机交点孔与短舱安装孔同轴度同步达到φ0.2mm的精度要求，解决了5个交点孔装配载荷不均衡的问题。

提出了参数可调控大景深的大尺度光学测量方法。解决了空间测量中大景深局限、分辨制约和补偿调控失稳的技术难题，提升了大视场下的测量分辨率；实现了狭窄环境、复杂结构、大尺度范围且多个被测对象六自由度实时测量，及多个阶段自适应过渡，达到了全过程发动机位姿实时感知的目的，为位姿调控提供依据。

自主研发了集自动化测量、调姿、接驳等技术于一体的龙门式动力装置精准安装系统。解决了新型涡桨支线飞机短舱仅底部开放、发动机无托装接口的安装难题，结束了长期以来采用“行车+钢索吊具”进行涡桨发动机安装的现状，避免了发动机安装过程的质量安全隐患，实现了发动机与短舱交点的平顺安装。

2.授权专利情况

该项目获授权国家发明专利7项，实用新型专利6项，吊装发动机安装企业标准1项，发表高水平论文7篇（其中SCI收录2篇，EI收录3篇，中文核心2篇）。

3.技术经济指标

通过该项目研究，实现了涡桨飞机吊装式发动机安全、精准、高效的安装，形成了发动机安装的技术方法。该项目成果已在新型涡桨飞机上进行了工程化应用，发动机位姿测量及解算准确度高，位姿调整精准，发动机入位顺畅，相比传统“行车+钢索吊具”安装模式，有效提高了安装效率（安装时间缩短62.5%）并减少了用工数量（作业人员数量减少50%）。

该项目的研究符合未来飞机科研生产总装制造技术发展方向，关键技术的突破及自主可控的系统集成应用，极大提高了我国涡桨飞机发动机的安装水平，打破了航空发达国家对我国航空制造业的技术封锁。多项关键技术的应用，改变了传统发动机吊装的作业模式，为飞机制造企业带来可观的经济效益，为地方经济作出贡献。

4.应用推广及效益情况

2021-2023年，本项目成果先后10多次完成了新型涡桨支线飞机发动机的安装、拆卸与维护作业，实现了发动机多节点协同精准安装，保证了发动机平顺入位。

2021年本项目突破的基于并联柔索机构的飞机发动机准解耦多级调整技术，龙门式动力装置精准安装技术已在某军用飞机新研项目中推广使用，完成了近20余台发动机精准安装；2022年，本项目突破的多传感融合增强信息冗余的无衍射光学测量技术和龙门式动力装置精准安装集成技术应用于TP-500无人机的发动机安装，有效带动了其他相似机型发动机安装，改善了工作方法，提升了工作效率。预计“十四五”期间还可在涡桨支线系列飞机的研制生产中得到应用，未来还可推广转化至MA600系列、AG600型号、某中型涡桨运输机的科研生产中。项目研究的关键技术可以应用至托装式涡扇发动机的安装，也可推广于航天、兵器等中大型复杂产品的精准吊运装配中，实现研究成果的技术溢出，有效带动国民经济相关产业发展，提高我国高技术装备制造的技术水平，具有显著的经济和社会价值。