淺談航空發(fā)動機維修

付澤軍

摘要：近年來，航空運輸也逐漸成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱。但我國目前航空產(chǎn)業(yè)還有許多不足，尤其是飛機維修問題，其中航空發(fā)動機的維修更是所有人關注的焦點?；诖朔N情況，本文簡單介紹航空發(fā)動機的基本維修方式、維修流程以及航空發(fā)動機維修的基本原則，穿插一些實例圖片，并對航空發(fā)動機維修中所應用的先進技術(shù)進行論述，希望能幫助我國航空發(fā)動機維修水平得到提升，也希望能對相關人士有所幫助。

Abstract： In recent years， air transportation has gradually become an important pillar of China's national economic development. However， there are still many deficiencies in China's aviation industry， especially the problem of aircraft maintenance， in which the maintenance of aeroengine is the focus of everyone's attention. Based on this situation， this paper briefly introduces the basic maintenance methods， maintenance processes and basic principles of aero-engine maintenance， intersperses some example pictures， and discusses the advanced technology applied in aero-engine maintenance， hoping to help improve the maintenance level of aero-engine in China and relevant people.

關鍵詞：航空;發(fā)動機維修;發(fā)展現(xiàn)狀;存在問題

Key words： aviation;engine maintenance;development status;existing problems

中圖分類號：V263.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）03-0148-03

0 ?引言

眾所周知，維修一直是航空產(chǎn)業(yè)中一個重要組成部分，尤其是航空發(fā)動機維修。航空發(fā)動機作為大型系統(tǒng)，不僅內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，維修費用昂貴，維修技術(shù)也十分密集[1]，在拆裝、維護上都十分困難且需要極強的細心和極高的專業(yè)度。無論是航空發(fā)動機的裝配方面還是航空發(fā)動機的維修質(zhì)量方面，這些都會或多或少影響發(fā)動機的機械性能、使用壽命，這就要求我們必須高度重視航空發(fā)動機的維修問題。只有選擇適合的維修方法、提高維修效率、提升維修水平，才能更好地推動我國航空發(fā)動機維修產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而服務于我國經(jīng)濟[2]。

1 ?發(fā)動機的基本維修方式

1.1 預防性維修與整機定時大修

航空發(fā)動機作為飛行器的動力裝置，是一種高度復雜和精密的熱力機械，需要定期進行維修，尤其是航空發(fā)動機維修。發(fā)動機送修基本有兩種類型，一種是預防發(fā)動機性能衰退的預防性維修，即除了普通的正常定期檢修外，還要根據(jù)季節(jié)氣候區(qū)域特點等進行航空發(fā)動機的檢查、維護、跟蹤、修理。要做到早發(fā)現(xiàn)、早解決，比如我國北方常有沙塵雨雪天氣，這對飛機安全具有潛在威脅，所以我們必須做好預防性維修工作，把天氣對飛行安全的不利影響盡可能降低，確保飛行安全。我國南方夏季溫度偏高，也需要維修人員在預防性維修時做好“飛機洗肺”的工作，做好散熱處理[3]。另一種則是航空發(fā)動機出現(xiàn)故障進行檢修，即整機定時大修，當航空發(fā)動機使用到時限時，無論狀態(tài)與否都要換下進行檢修，整機定時大修對維修技術(shù)要求較低，變量只是發(fā)動機的使用時間，所耗費的人力物力成本也相對較少，相比于發(fā)動機出現(xiàn)故障直接維修，不僅安全風險大且維修費用高，反而犧牲更大。總而言之，發(fā)動機的預防性維修以及整機定時大修是航空發(fā)動機維修的最優(yōu)方式。

1.2 熱端部件和冷端部件定期檢修

對航空發(fā)動機的熱端部件與冷端部件定期檢修，主要是考慮到二者的有效使用壽命不同，熱端部件普遍壽命較短，但冷端部件相較而言壽命較長，每次將兩者共同進行維修，不僅耗費大量成本而且拆卸一定程度上影響部件的使用壽命。把熱端部件與冷端部件規(guī)定不同的檢修周期，只需在規(guī)定時間內(nèi)檢修規(guī)定部件，不僅能降低維修費用，還能延長冷端部件的使用壽命，不僅與整機定時維修的安全系數(shù)持平，在維修過程中的操作步驟也更少，避免更多犯錯可能，從而保證航空發(fā)動機的安全性。

1.3 發(fā)動機單元體視情況檢修

視發(fā)動機情況進行維修，這種維修方式不受使用時限、規(guī)定時間等的限制，僅僅是依靠檢查或者發(fā)動機的性能狀況監(jiān)控來確定是否需要進行檢修?，F(xiàn)如今許多航空公司在長期運營中已經(jīng)逐步積累了許多發(fā)動機數(shù)據(jù)以及各種檢修方案，對各類機型的發(fā)動機故障規(guī)律都基本掌握，可以來預見發(fā)動機故障，不用再出現(xiàn)問題時無從下手整機檢修，只要提出相應的修理要求進行送修。這樣不僅最大限度地利用發(fā)動機的有效壽命，還大大降低了航空公司的維修費用。

2 ?航空發(fā)動機的維修流程

航空發(fā)動機維修過程大致可以分為以下幾個階段：發(fā)動機維修過程中零件的拆卸、檢查、修理或者更換等環(huán)節(jié)，見圖1。在發(fā)動機維修中要進行孔探初查以確定修理工作范圍，同時再對發(fā)動機附件進行狀況記錄和系統(tǒng)篩查，確保零件的構(gòu)型情況相符。隨后再將發(fā)動機分解到零件狀態(tài)，對其進行區(qū)分、清潔、簡單修理維護，找出修理件，可用件。再對需要進行維修的單位進行報備，對具備修理能力的零件進行工作計劃安排，對不具備修理能力的零件送進行協(xié)調(diào)修理。與各方面協(xié)商達成滿意，滿足發(fā)動機維修需求。與此同時，航材部門也要對維修報廢件進行處理以及對新的零件進行采購補給，分組分類嚴格按照標準發(fā)往車間裝配部門。

3 ?航空發(fā)動機維修的基本原則

3.1 應用MSG原理

按照最新咨詢通告（AC-121AA-O2R1）要求，航空發(fā)動機維修應用最新的MSG邏輯程序制定新型飛機和衍生型飛機的維修大綱。依據(jù)飛機設計的指導思想、制造水平等情況來制訂該型飛機的維修大綱[4]。

3.2 形成規(guī)范維修模式，確定維修大綱大致范圍

想要實現(xiàn)航空發(fā)動機維修不斷向前發(fā)展，企業(yè)必須注重科學化、規(guī)范化管理。在航空發(fā)動機維修工作過程中，無論是人員還是設備，都要做到安全生產(chǎn)，確定維修大綱大致范圍，減少不必要的返工和維修問題，提高維修效率。例如某號機，將裝Ⅰ組噴嘴的錯裝成組的（流量增大），結(jié)果局部排氣溫度高達760℃。更正后，降到700℃，這種錯誤是絕對要避免的，維修企業(yè)必須形成規(guī)范維修模式，絕不能憑借經(jīng)驗來進行工作。其次航空公司絕不能只追求提高飛機發(fā)動機的利用率，而忽略飛機發(fā)動機的正常維護，航空公司必須給予飛機充足的維修條件和維修停場時間，來保證飛機的正常運行。航空發(fā)動機維修企業(yè)要確定維修大綱大致范圍，做到局部檢修范圍檢修，不要大張旗鼓對發(fā)動機造成不可避免的傷害，維修人員也要積極配合，做到企業(yè)內(nèi)部規(guī)范化管理，對維修設備要定期檢查，對維修人員的維修步驟也要記錄在冊，讓維修每一步都有源可溯，有責可追，見表1。例如某部某號機的一個發(fā)動機，慢車排氣溫度為570℃，超過規(guī)定，最大轉(zhuǎn)速的排氣溫度為700℃，也比較高。校驗噴嘴發(fā)現(xiàn)，有四個噴嘴的慢車副油道流量大于42升/小時（總共超過8.5升），換上副油道流量為41升/小時的噴嘴后，慢車排氣溫度為535℃，最大轉(zhuǎn)速時的排氣溫度為680℃，只要形成規(guī)范維修模式，工作人員互相督查，就可以從源頭避免問題，輕松將誤差排查，不影響后續(xù)維修。

3.3 貫徹全壽命、全機隊管理的原則，對航空發(fā)動機維修過程全記錄

發(fā)動機作為一個精密系統(tǒng)，對其進行任何操作都顯著尤為重要，所以我們必須妥善進行維修管理。其中最簡單的方式就是對航空發(fā)動機維修進行分部制，維修人員互相監(jiān)督各司其職，對自己負責的環(huán)節(jié)步驟負責。例如某部某號機進行定檢工作時，維修人員誤將噴嘴順序弄反，最大轉(zhuǎn)速時的局部排氣溫度差值達76℃。經(jīng)過監(jiān)督人員排查后改正，將溫差降到44℃，使零件正常運行。由于每一步操作都存在著風險，所以我們必須對全過程進行管理，在維修之前列出關鍵步驟工作單，做好維修前準備工作，讓維修人員按步實施，再就維修過程中所出現(xiàn)的其他問題在工作單上進行增添修補，每進行一個步驟就要求對應負責人寫明工作情況和工作內(nèi)容，做好交接，對一些困難復雜的維修工作，也要適當增加維修人員，從源頭上降低航空發(fā)動機維修隱患。通過不同型號的發(fā)動機工作單的增添與修補，也能為其他航空發(fā)動機維修工作提供參考依據(jù)，以供維修人員學習。隨著飛機數(shù)量的增多，維修企業(yè)也可整合工作記錄單建立相應數(shù)據(jù)庫，從而合理追蹤各個型號發(fā)動機的使用狀態(tài)，對出現(xiàn)問題的發(fā)動機進行及時處理，還可以比較各型號發(fā)動機的狀態(tài)優(yōu)劣，對航空發(fā)動機研究人員進行創(chuàng)新研究提供有利的數(shù)據(jù)支持。其次，航空發(fā)動機的維修也要合理利用現(xiàn)代科學技術(shù)，從而進一步提高航空發(fā)動機維修維修水平。

例如，我們可以通過三維系統(tǒng)軟件技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)算法去模擬出發(fā)動機的內(nèi)部狀態(tài)，再用人工智能圖像等方式將維修過程分解，每一個維修步驟都能清晰展現(xiàn)在維修人員眼前[5]，即能加強維修技術(shù)人員的視覺感受，幫助技術(shù)人員精準定位發(fā)動機問題，迅速進行裝配和維修，又能省去維修人員動手試錯的時間成本和金錢成本，更高效地完成航空發(fā)動機維修工作[6]。

4 ?航空發(fā)動機維修中應用的先進技術(shù)

4.1 航空發(fā)動機分解裝配和試車技術(shù)

在發(fā)動機的常規(guī)分解中，維修人員可通過一些小工具的使用有效提高發(fā)動機分解工作效率，如氣動工具等等，在進行發(fā)動機特殊分解時，維修人員則可通過根據(jù)發(fā)動機的結(jié)構(gòu)制定工藝方法進行工作，而當為航空發(fā)動機排除故障時，又需要維修人員最小化局部分解。航空發(fā)動機的裝配技術(shù)相較于分解技術(shù)來說，專業(yè)度更強，高效率的一次性裝配，即核心機的同心度裝配也是與發(fā)動機維修密切相關的重要技術(shù)，需要先進的平衡工藝。試車技術(shù)也與發(fā)動機維修也緊密相連。試車技術(shù)的核心是發(fā)動機各項性能數(shù)據(jù)的采集分析計算，擁有操作及控制航空發(fā)動機試車流程的智能化HMI C人機交互界面[7]。

4.2 自動化無損檢測技術(shù)

目前為止，我國已經(jīng)有許多航天發(fā)動機維修企業(yè)通過了CAAC標準認可，發(fā)動機型號都得到了覆蓋，但是仍有一些型號零件的維修要求極高，且維修材料必須要出自原發(fā)動機的設備制造商，不僅零件質(zhì)量要保持相同，航空發(fā)動機維修企業(yè)必須征得原設備供應商的許可之后才可以進行航空發(fā)動機維修，所以說自動化無損檢測技術(shù)意義重大。發(fā)動機零件的深度修理涉及多項高、精、尖工藝，需要極高的成本投入，人工試錯空間小，一點的差池都會造成巨大影響，自動無損檢測技術(shù)能很好地解決這一難題。以某高壓渦輪靜子葉片為例，其維修工藝流程包括檢驗、高壓水噴去涂層、真空清洗、真空釬焊、葉片成形磨、噴涂以及激光打孔等五一節(jié)。自動化無損檢測就可精準定位問題部位，機械自動化執(zhí)行，避免人為誤差且減少其他部件磨損，實時成像，避免漏檢和誤檢的情況。

4.3 焊接技術(shù)與涂層技術(shù)

焊接技術(shù)主要包括鎢極惰性氣體保護弧焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊、真空釬焊、擴散焊、慣性摩擦焊、線性摩擦焊和真空電弧焊等，通常在發(fā)動機維修過程中應用廣泛，主要大量應用在機匣的修理中。涂層技術(shù)主要包括真空等離子噴涂、層流等離子噴涂、超音速等離子噴涂、電子束物理氣相沉積、化學氣相沉積等，對航空發(fā)動機關鍵零件的抗磨損、高溫防護、隔熱、封嚴以及鈦合金零件的防微動磨損、阻燃等性能起著重要作用。

4.4 精密加工和特種加工技術(shù)

航空發(fā)動機維修企業(yè)盡量在覆蓋國內(nèi)所有航空飛機的發(fā)動機零件，但仍不可避免技術(shù)限制條件限制等問題，一些航空發(fā)動機的型號干脆缺少相應的維修廠家，造成無人可修無處可修的情況，只能送往國外檢修。所以發(fā)動機零件的精密加工技術(shù)和特種加工技術(shù)也是必不可少，維修企業(yè)需要購置先進的加工設備，采用先進技術(shù)去解決常規(guī)加工方法難以解決的問題，以滿足發(fā)動機維修的需求，達到維修的高質(zhì)量和高效率。

5 ?結(jié)束語

航空發(fā)動機作為飛機的心臟，其生產(chǎn)制造維修等各個方面都不容忽視，甚至可以說航空發(fā)動機的維修產(chǎn)業(yè)發(fā)展直接衡量著一個國家的綜合工業(yè)水平。發(fā)動機維修既是技術(shù)的競爭，又是國家的競爭，在確保發(fā)動機維修質(zhì)量的前提下，縮短維修周期，提高維修效率，不僅能確保我國航空運輸業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，在增加維修產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益以及社會效益的同時也能推動航空產(chǎn)業(yè)的進步，進而促進我國國民經(jīng)濟增長，提高國際影響力。

參考文獻：

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