航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中孔探技術(shù)的應(yīng)用探討

曹雋 李東旭

摘要：當(dāng)前航空行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，有關(guān)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的科研任務(wù)量也逐漸增加，其中航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維修技術(shù)是研究的重點(diǎn)內(nèi)容，可以提高維修質(zhì)量，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。孔探技術(shù)是常用的一種維修技術(shù)，維修效果較好，可以對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效檢測(cè)?；诖?，本文分析了航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中孔探技術(shù)的應(yīng)用，以期可以為故障維修和檢測(cè)提供重要參考。

Abstract： At present， the development speed of aviation industry is speeding up， and the amount of scientific research tasks related to aero-engines is also increasing. The maintenance technology of aero-engines is the focus of the research， which can improve the maintenance quality， to ensure the stable operation of the aero-engine. The borescope technique is a common maintenance technique， which has good maintenance effect and can be used to test the aero-engine effectively. Based on this， this paper analyzes the application of borescope technology in aero-engine maintenance， in order to provide important reference for fault maintenance and detection.

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī);維修;孔探技術(shù);應(yīng)用;故障類(lèi)型

Key words： aero-engine;maintenance;borescope technology;application;fault type

中圖分類(lèi)號(hào)：V263.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）23-0148-02

0? 引言

我國(guó)航空事業(yè)發(fā)展速度不斷加快，如何保障航空飛機(jī)的穩(wěn)定飛行成為了相關(guān)領(lǐng)域所需要研究的重點(diǎn)內(nèi)容。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是影響飛行狀態(tài)的關(guān)鍵因素，也是得以飛行的重要?jiǎng)恿υ慈?，為了能夠提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效果，需要對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效維護(hù)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需要承受多種因素的干擾和影響，會(huì)使其運(yùn)行安全性大幅度降低，并且由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要承受較大運(yùn)行負(fù)荷，其零件磨損嚴(yán)重程度會(huì)有所增加，需要結(jié)合目前的故障類(lèi)型制定合理的維修措施。孔探技術(shù)是常用的維修手段之一，通過(guò)孔探技術(shù)的使用可以及時(shí)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)和維修。相關(guān)人員需要了解航空發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障和孔探技術(shù)應(yīng)用方式，以此來(lái)保證可以將孔探技術(shù)合理應(yīng)用在維修活動(dòng)中，提高維修質(zhì)量和效率。

1? 航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障類(lèi)型

航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要由三個(gè)部分組成，分別為高壓壓氣機(jī)、高壓渦輪以及燃燒室，三種結(jié)構(gòu)均有可能出現(xiàn)故障問(wèn)題，具體結(jié)構(gòu)組成如圖1所示[1]。

1.1 高壓渦輪故障問(wèn)題? 高壓渦輪主要包括三個(gè)部分，分別為靜子導(dǎo)向器、渦輪轉(zhuǎn)子以及渦輪機(jī)閘。高壓渦輪處于高溫環(huán)境和高壓環(huán)境，由于溫度過(guò)高會(huì)使得前緣位置出現(xiàn)被燒毀的問(wèn)題，后邊緣會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象和變形現(xiàn)象，如果過(guò)于嚴(yán)重會(huì)出現(xiàn)掉塊的問(wèn)題。高壓渦輪還會(huì)因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)給轉(zhuǎn)子造成一定的損傷，使得前緣出現(xiàn)卷曲的問(wèn)題。特別是高壓渦輪導(dǎo)向器葉片處于溫度最高的工作環(huán)境中，會(huì)因燃燒程度不一、噴油均勻度不一的原因而出現(xiàn)損傷。一般情況下，是在燃燒室掉塊之后，給渦輪轉(zhuǎn)子的葉片造成了損傷，使得渦輪出現(xiàn)了裂紋或者燒融的問(wèn)題，會(huì)影響到渦輪的運(yùn)行效率。在這種情況下，必須要對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施有效的故障檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)存在的故障隱患，保證各個(gè)部分的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 壓氣機(jī)故障問(wèn)題? 壓氣機(jī)分為三個(gè)部分，分別為低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)以及風(fēng)扇機(jī)閘，其中高壓壓氣機(jī)出現(xiàn)故障的幾率較高。工作人員在工作過(guò)程中對(duì)高壓氣壓機(jī)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)高壓壓氣機(jī)會(huì)在外界因素的刺激下出現(xiàn)不規(guī)律的震顫問(wèn)題，會(huì)影響到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片和運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，如果此時(shí)處于飛行狀態(tài)則發(fā)動(dòng)機(jī)的受損程度增加，容易出現(xiàn)飛機(jī)事故。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)存在震顫的現(xiàn)象時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)還會(huì)出現(xiàn)疲勞的問(wèn)題，通過(guò)氣道會(huì)有其他的雜物進(jìn)來(lái)，這會(huì)給葉片造成直接損傷和影響，嚴(yán)重時(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)停止運(yùn)行，所造成的后果無(wú)法估量。

1.3 燃燒室故障問(wèn)題? 燃燒室由于長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)下，受損幾率較高，發(fā)熱損傷較為常見(jiàn)，也會(huì)給航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行造成損傷。常見(jiàn)的損傷問(wèn)題主要包括燒裂、燒穿以及掉塊三種問(wèn)題，會(huì)影響到航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的穩(wěn)定運(yùn)行。在不同的環(huán)境下燃燒室所使用的制造材料類(lèi)型有所差異，因此燃油在噴射過(guò)程中其噴射均勻程度也會(huì)出現(xiàn)不同，這也是航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室損傷嚴(yán)重性差異的主要原因。在燃燒室的內(nèi)部積碳量較多，如果沒(méi)有定期對(duì)積碳實(shí)施處理，會(huì)增加空間占用面積，會(huì)讓航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率受到影響，難以為航空飛行提供充足的動(dòng)力支持。相關(guān)人員需要重視積碳處理的必要性，定期進(jìn)行積碳清理，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的有序運(yùn)行[1]。

2? 航空發(fā)動(dòng)機(jī)孔探技術(shù)類(lèi)型

2.1 剛性內(nèi)窺鏡技術(shù)? 在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維修過(guò)程中，最常見(jiàn)的孔探技術(shù)是剛性內(nèi)窺鏡技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程中取得了較好的效果。當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障位置和維修人員視野位置同處于徑直狀態(tài)時(shí)可以利用該種技術(shù)，使用較為方便，可以提高維修工作的開(kāi)展效率。剛性內(nèi)窺鏡的精度以及完成度均較高，并且亮度較高，可以讓檢查人員更加清晰的觀察到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部情況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障位置，判斷故障問(wèn)題的出現(xiàn)原因。剛性內(nèi)窺鏡包括視頻監(jiān)視器、照相機(jī)，通過(guò)視頻監(jiān)視器可以對(duì)維修過(guò)程進(jìn)行觀察，及時(shí)尋找到錯(cuò)誤的環(huán)節(jié)和問(wèn)題，對(duì)維修方式和手段進(jìn)行調(diào)整。照相機(jī)目前清晰度大幅度提高，具有較高的成像分辨率，所形成的圖像極其清晰，可以對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)的位置進(jìn)行觀察。同時(shí)所形成的圖像可以得到有效保存，可以為之后航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維修提供有效參考，提升維修效率。

2.2 柔性內(nèi)窺鏡技術(shù)? 柔性和剛性內(nèi)窺鏡在多個(gè)方面均存在著不同，如使用條件或者使用環(huán)境等，其中差異最大的點(diǎn)在于應(yīng)用原理的差異。柔性內(nèi)窺鏡的使用是以光導(dǎo)纖維彎曲條件作為基礎(chǔ)原理，從而對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障情況實(shí)施分析和判斷，使用傳向技術(shù)和傳光技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，可以讓維修人員通過(guò)對(duì)光線和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來(lái)了解故障情況。該種數(shù)據(jù)傳輸模式是利用全反射的優(yōu)勢(shì)和原理，讓維修人員在光纖另一側(cè)也可以觀察到故障位置具體情況。通過(guò)這一技術(shù)手段的應(yīng)用，可以利用內(nèi)窺鏡鏡頭所具備的可旋轉(zhuǎn)性完成檢測(cè)，此時(shí)即使故障區(qū)域和視線并不處于直線之上也能夠進(jìn)行有效的故障檢測(cè)。由此可見(jiàn)，柔性內(nèi)窺鏡在使用過(guò)程中較為靈活，可以進(jìn)行視角更換，有利于對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)位置實(shí)施觀察。

2.3 柔性視頻內(nèi)窺鏡技術(shù)? 隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，柔性內(nèi)窺鏡技術(shù)開(kāi)始得到創(chuàng)新，通過(guò)加入視頻系統(tǒng)可以提高故障的檢測(cè)靈活性。在使用柔性視頻內(nèi)窺鏡對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障維修時(shí)，會(huì)借助光纖的作用完成圖像數(shù)據(jù)傳輸，可以在第一時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且傳輸速度較快。傳輸速度快可以讓維修人員在短時(shí)間內(nèi)制定出合理的維修方案，可以讓航空飛行盡快恢復(fù)正常，減少因故障問(wèn)題而產(chǎn)生的損失。同時(shí)柔性視頻內(nèi)窺鏡可以針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的小型零件實(shí)施檢測(cè)，但是在使用該技術(shù)的過(guò)程中光纖經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)折斷的問(wèn)題，因此需針對(duì)該問(wèn)題采取有效的控制措施，以此來(lái)保證孔探技術(shù)的有序運(yùn)行。

3? 航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中孔探技術(shù)

3.1 檢測(cè)并分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障? 在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修時(shí)孔探技術(shù)是極其常用的技術(shù)手段，可以在不對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆卸的過(guò)程中完成檢測(cè)，能夠減少維修成本投入，提高維修作業(yè)的效率。當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障問(wèn)題主要包括三個(gè)類(lèi)型，第一，可忽略缺陷故障;第二，過(guò)度階段缺陷故障;第三，超標(biāo)多次更換航空發(fā)動(dòng)機(jī)缺陷故障，其中第一種故障出現(xiàn)幾率最高。個(gè)別航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于多次更換會(huì)使其出現(xiàn)故障問(wèn)題，因此需要針對(duì)這一類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢修，合理使用孔探技術(shù)，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)可以始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)還可以對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行分析，得出故障出現(xiàn)的原因和檢測(cè)報(bào)告[2]。

3.2 針對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行維修? 在航空飛行時(shí)突發(fā)故障是極其常見(jiàn)，常見(jiàn)的突發(fā)故障問(wèn)題包括喘振問(wèn)題、氣道異物問(wèn)題、外來(lái)物品打擊問(wèn)題等，使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)難以以正常的狀態(tài)運(yùn)行。突發(fā)故障通常是無(wú)法預(yù)估和躲避的，要想減少突發(fā)故障的影響，必須要在短時(shí)間內(nèi)了解突發(fā)故障的出現(xiàn)原因、故障類(lèi)型，從而對(duì)其進(jìn)行處理?？滋郊夹g(shù)可以清晰顯示故障位置的具體情況，可以為故障維修人員提供重要輔助，可以讓維修人員在短時(shí)間內(nèi)完成故障判斷，并且還能夠?qū)娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的某個(gè)部位實(shí)施有效檢測(cè)，提高故障的處理針對(duì)性。同時(shí)，還可以避免出現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)遺漏檢查的問(wèn)題出現(xiàn)，提高故障問(wèn)題檢測(cè)效率，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施定期維修? 在航空飛行時(shí)需要實(shí)施定期檢查，這樣才能夠保證航空飛行安全性，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。一般來(lái)講，在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障檢查時(shí)通常飛機(jī)并未出現(xiàn)故障問(wèn)題，通過(guò)孔探技術(shù)的使用可以降低工作難度。在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施檢測(cè)分析時(shí)需要結(jié)合之前的檢測(cè)數(shù)據(jù)和孔探技術(shù)實(shí)施報(bào)告進(jìn)行評(píng)估，了解之前航空發(fā)動(dòng)機(jī)的具體運(yùn)行情況，可以對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)有初步的認(rèn)知和判斷，對(duì)于后續(xù)故障的深度檢測(cè)有著積極影響。在檢測(cè)完畢后，維修人員需要將本次的檢測(cè)結(jié)果和之間的檢測(cè)結(jié)果實(shí)施比對(duì)和評(píng)估，發(fā)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)的具體運(yùn)行情況和產(chǎn)生的變化，可以為之后航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修提供數(shù)據(jù)參考，也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)存在的故障問(wèn)題，做好故障排查，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行[3]。

4? 結(jié)束語(yǔ)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境較為復(fù)雜、惡劣，經(jīng)常處于高壓環(huán)境、高溫環(huán)境和高轉(zhuǎn)速的環(huán)境，如果其中一個(gè)零件出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的整體運(yùn)行情況，從而造成嚴(yán)重的安全事故。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，例如壓氣機(jī)故障、高壓渦輪故障以及燃燒室故障，均會(huì)給航空飛機(jī)的運(yùn)行造成安全隱患。目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)工作中，經(jīng)常會(huì)使用剛性內(nèi)窺鏡技術(shù)、柔性內(nèi)窺鏡技術(shù)、柔性視頻內(nèi)窺鏡技術(shù)，這三種技術(shù)均屬于孔探技術(shù)。通過(guò)使用孔探技術(shù)可以檢測(cè)并分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障，針對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行維修，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施定期維修，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要的保障，能夠延長(zhǎng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用時(shí)間，減少維修成本，避免出現(xiàn)更換發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題。

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