微型航空发动机拆装联合实验室
一、实验室定位与目标
1、实验室定位：
“微型航空发动机拆装联合实验室”立足上海电机学院“应用为本、技术立校”的办学理念，聚焦航空动力技术领域，面向微型航空发动机的教学与工程实践，为飞行器制造工程专业的学生提供浮现现场制造生产微型涡喷发动机的实训教学平台，实验室围绕航空动力系统的结构测绘和建模、制造和装配、测绘、测试调试分析和数值模拟仿真等核心环节，打造具有“工程背景、技术导向、产业接轨”特征的实验教学新载体，依托低空经济快速发展的战略背景，培养具备系统集成思维和全流程工程能力的高素质、复合型现场技术人才，为航空制造产业转型升级提供有力支撑。
2、实验室目标：
本实验室聚焦航空航天动力系统核心技术，依托上海睿瑞航空设备科技有限公司提供的微型涡喷、涡轴、涡桨等航空微型涡轮发动机资源，面向飞行器制造工程专业学生，构建浮现现场制造生产微型航空发动机的实训教学平台。该联合实验室以实物发动机为基础，围绕测绘建模、制造装配、性能测试、调试分析及数值模拟等综合性实践环节，形成从理论学习到工程实操的完整训练体系。通过系统化教学与项目驱动式实践，全面提升学生在航空装备制造与动力系统设计方面的工程能力，培养具备技术创新能力与现场解决问题能力的复合型人才，为微小型航空发动机高质量发展与技术升级提供有力的人才支撑和技术保障。
二、实验室设备
实验室现有实训配备有：
1、LX80推力涡喷发动机
2、LX160推力涡喷发动机
3、330KW微涡轴发动机
4、微涡喷发动机拆装试验零部件
5、Rolls Royce M250-C20涡轴发动机结构装配与测试试验平台
80KG级涡喷发动机和330KW涡轴发动机
30KG级涡喷发动
330KW微涡轴发动机涡轮零件
330KW涡轴发动机动力涡轮零件
350KG推力涡喷发动机三级轴流压气机零件
涡轴发动机结构装配与测试实验平台
涡轴发动机结构拆装实训
涡轴发动机虚仿实训
微型涡喷发动机拆装联合实验室
微型涡喷发动机拆装联合实验室
三、核心专业能力培养体系
3.1、微型涡喷发动机拆装实验教学平台
微型涡轮发动机测绘与建模能力建设，围绕微型涡喷发动机联合实验室已有的80KG、160KG级的微型涡喷发动机和330KW微涡轴发动机为平台基础，通过浮现现场制造生产微型涡喷发动机的实训教学平台，重点培养以下核心能力。通过测绘建模、制造装配、性能测试、调试分析及数值模拟等综合性实践环节。
1、微型航空发动机测绘和建模能力
实验室构建了涵盖结构测绘、参数提取和三维建模的完整能力链条，重点培养学生在数字化工程设计、逆向建模方面的综合能力。
学生通过实物拆解、零部件识别与手工测绘，掌握微型航空发动机主要部件（压气机、扩压器、燃烧室、涡轮、尾喷管、传动轴、齿轮箱、发动机外壳等部件）形态特征、连接关系与工作原理，具备精准测量与工程表达能力。
基于测绘数据，使用Auto CAD工程软件（如SolidWorks/CATIA等），完成微型航空发动机结构的三维重构与参数化建模，形成完整的数字化装配体及零件库，满足工程仿真、优化设计的需求。
2、微型航空发动机制造和装配能力
围绕微型涡喷、涡轴与涡桨三类航空动力装置，实验室重点打造“制造—装配—调试—验证”全过程教学实训平台，系统提升学生在航空微型涡轮发动机制造与装配方面的工程能力与实操水平。
依托航空微型涡轮发动机核心部件（压气机、扩压器、燃烧室、涡轮、尾喷管、传动轴、齿轮箱、发动机外壳等部件），开展材料选型、加工工艺编制与机械加工训练，掌握高速旋转部件的制造要求及质量控制方法，提升学生在精密制造、工艺分析与设备操作方面的综合素养。
3、微型航空发动机测试调试分析能力
依托微型涡喷、涡轴、涡桨发动机，实验室平台构建以“测试验证—性能调试—数据分析”为核心的多维度实验教学体系，提升学生在微型涡轮发动机实测运行、性能评估与故障分析等方面的综合能力。
微型涡轮发动机运行测试能力；通过微涡喷发动机测试台架，学生将系统学习发动机启动流程、点火控制、燃油供给与工作过程调控，掌握起动时间监测、转速响应监测、推力输出监测、尾气温度监测等关键参数的测试方法与数据记录技术，具备独立完成微型涡轮发动机运行状态测试的能力。
微型涡轮发动机运行调试能力；围绕微型涡喷、涡轴、涡桨发动机不同的动力传输方式，学生可通过手动/自动控制系统进行调节操作，掌握燃油流量调节、稳态运行与过渡态响应调试技术。
微型涡轮发动机系统数据采集与分析能力；通过传感器采集系统、数据采集卡与LabVIEW、MATLAB等分析工具，学生将学习获取、处理和分析发动机运行数据的方法，掌握转速—推力—油耗—温度之间的关系，形成基于数据驱动的运行状态评估能力。
微型涡轮发动机故障模拟与诊断分析能力；结合在日常测试工作中的实际故障案例，学生将进行燃烧不稳、油路堵塞、温度异常、轴系不平衡等典型故障的识别与分析训练，具备初步的系统故障判断、调试排错与维护策略制定能力。
4、微型航空发动机关于数值模拟仿真能力
全面提升学生在电脑端仿真环境下开展微型航空发动机设计、验证与优化的工程应用能力。面向仿真与优化微型航空发动机部件模型的应用能力，依托三维模型与结构参数，通过ANSYS、Fluent、Abaqus等CAE工具开展结构强度分析、流场仿真、热力计算等基础工程仿真训练，实现对不同类型微型航空发动机气动性能、结构稳定性和热力效率的综合评估,提升学生对动力系统性能评估与结构优化的科研能力，构建“测绘-建模-仿真-优化”一体化技能体系。
3.2、涡轴发动机拆装试验教学平台
涡轴发动机结构装配与测试试验平台以Rolls Royce M250-C20涡轴发动机实机为蓝本，通过三维仿真和虚拟现实等技术构建出模拟真实场景的航空发动机装配与测试实验教学平台。
该平台具备退役真实发动机、仿真测试试验台、虚仿装配实验台等组成部分，融合了教学、实验、竞赛等多种功能，可以满足航空专业学生对航空发动机的结构原理、装配工艺、实验流程、故障判别与检测验证等课程内容或实训项目的学习，强化学生对于发动机结构原理的认知和理解，提高学生开展发动机装配与测试的基本技能，为开展实机操作培训打下良好基础。
通过虚拟仿真技术的应用，可以不受真实设备及环境的严格限制，利于快速、高效展开实验与实训教学。同时系统可用智能化的方式对学生操作过程进行监测与评估，可为航空人才培养提供高效、高质、低成本的培训解决方案。
四、支撑课程体系
微型涡喷发动机拆装联合实验室可以为飞行器制造工程专业的学生提供以下专业课程的实践教学和创新研究支持：
1、专业课程
《CAD工程制图》
《航空航天概论》
《机械原理与设计》
《航空发动机结构原理》
《飞行器装配工艺学》
《飞行器制造技术》
《Catia/Solidworks三维建模》
《Ansys Workbench仿真计算案例》
《Abaqus有限元分析》
《航空工程材料》
《航空发动机拆装与调试实训》
实训实践
微型航空涡喷/涡轴/涡桨发动机拆装、调试和测绘实训
五、人才培养
微型涡喷发动机拆装联合实验室面向航空制造，维修，结构设计优化、航空动力技术等领域培养以下几类人才：
1、航空制造技术工程师
掌握微型航空发动机制造流程、零部件加工及装配工艺，具备航空零部件精密制造、现场工艺执行与质量管控能力。
2、航空维修工程师
熟悉微型涡喷发动机的结构与运行原理，具备故障检测、系统拆装、维护保养等实操技能，能够胜任低空飞行器及无人机动力系统的维修任务。
3、结构与性能优化工程师
具备工程设计思维，掌握发动机结构三维建模、结构分析与气动优化方法，能够参与微型涡喷发动机结构轻量化与性能提升研究。
4、动力系统测试与运维工程师
能够进行发动机台架测试、运行数据采集与分析，掌握状态监测、性能评估与系统运维等核心技能，支撑动力系统高效、稳定运行。
5、科研与工程开发人才
具备跨学科知识背景，能够参与微型航空发动机的创新研发、技术攻关与产业转化，服务低空经济发展战略建设。
六、联合实验室场景化教学特色
该联合实验室以“现场即课堂、实物即教材”为核心理念，构建浮现现场制造生产微型航空发动机环境的教学场景，打破传统理论教学与实践脱节的屏障，形成以下几项鲜明的场景化教学特色：
“拆—测—建—装—试”一体化教学流程
围绕微型涡喷发动机完整工程流程设置教学场景，学生在“拆解→测绘→建模→装配→测试→调试→仿真”的连续任务中沉浸式学习，全面掌握从零部件认知到整机运行的全过程技术。
模块化工位布局，还原真实作业现场
该联合实验室按微型航空发动机模块划分功能区，如压气机模块区、燃烧系统模块区、轴系装配区、台架测试区、动力传动及输出模块区等，每个工位配有真实零部件与专属操作工具，模拟企业分工协作场景，提升学生工程现场适应力。
基于任务驱动的“角色式”教学模式
学生在教学中扮演“装配技师”“测试工程师”“质量检验员”等多种岗位角色，围绕具体项目任务团队合作完成拆装调试工作，强化职业认知、岗位责任感，同时提升团队沟通能力。
多维评价系统融入全过程学习
基于该联合实验室的“拆—测—建—装—试”一体化教学的全过程，通过嵌入仿真分析、结构优化、测试验证、问题诊断等综合任务，学生完成学习后按照教学要求提交数据分析报告、操作视频、建模成果等，形成更为合理的多维度综合评价体系，强调能力成果导向。
5、实物样机+虚拟仿真双场景融合教学
6、紧贴行业标准的工艺规范实训体系
教学过程对接航空制造标准和企业技术规范，设置装配公差、测试流程、操作安全等关键控制点，使学生在训练中熟悉行业规则，提升职业能力。
七、结语
微型涡喷发动机拆装联合实验室依托先进的实训与科研平台，紧扣航空行业标准体系，探索“技术引领、场景融入”的教学路径，有效推动理论知识向实践能力的深度转化。通过构建真实工程环境与任务驱动型学习场景，联合实验室致力于培养具备技术创新意识、复杂环境适应能力和系统统筹能力的高素质现场工程技术人才，为我国航空动力产业输送具有核心竞争力的工程骨干，助力航空强国战略深入推进与高质量发展。
