动力装置对飞行安全的影响

　　[摘 要]发动机作为飞机动力装置是飞行器的心脏，复杂的工作环境和几乎极致的工作条件使其成为飞机系统故障的主要部分。发动机故障无时不在威胁着飞行安全。如：发动机空中停车，发动机空中失火，发动机结构故障等都危及飞行安全。本文分析了常见发动机故障类型及其故障现象，提出了发动机状态监视与故障诊断方法，为在现在战争条件下保证飞行安全打下基础。 　　[关键词]动力装置 飞行安全 发动机故障 　　中图分类号：TN919.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0294-01 　　[Abstract]Aircraft engine as the aircraft is powered vehicles heart， and complicated work environment and almost its working conditions for the main part of the system failure. the engine trouble the ever-present threat to flight safety. such as the engine stops the engine in the air， the fire engine trouble and structure are endangering flight safety. This article analyses the common type of engine trouble and fault diagnosis method，for now conditions ensure flight safety to lay the foundation. 　　[Key words]powerplant； flight safety； engine trouble 　　1 引言 　　据美国空军统计，1963至1979年间发生的3828起飞行事故中，发动机结构故障占了近50%。许多故障导致重大飞行事故，以至所有飞机停飞。从我国国情看，几个主要型号发动机也连续发生多起重大故障，对飞行安全已经造成了后果，机群停飞，返回制造厂修理。因此，如何减少或防止发动机故障，提高发动机使用的可靠性，确保飞行安全是一个刻不容缓的问题。 　　航空发动机（简称“航发” ）作为飞机动力装置，复杂的工作环境和几乎极致的工作条件使其成为飞机系统故障的主要部分。空中故障无时不在威胁着飞行安全。如：发动机空中停车（下称“空停” ），发动机空中失火，发动机结构故障等都危及飞行安全。 　　2 发动机部件故障 　　2.1 进气道故障 　　进气道故障主要为进气道喘振。飞行中通过飞机有低频的或强或弱前后冲动能发现进气道喘振，这种现象是发动机推力对应于空气流量振荡的周期性变化的结果。喘振一般还伴有强烈的连续的“爆音”（撞击声）。 　　在设计和使用中防止喘振的方法有：在使用中应防止滑流层流入进气道。限制飞机和发动机使用条件，并采取有效措施，尽量防止进气道进入严重的亚临界状态。为此多数歼击机上采用可调进气道，适当调节锥体的轴向位置或斜板角度值（锥体伸出或斜板放出），减小供气量，防止进气道的深度亚临界状态；设置进气道防喘放气门，打开放气门，放出部分空气，防止进气道进入深度亚临界状态；关闭加力，迅速降低飞行速度；有的发动机还设有油门制动锁，防止转速减小过多，避免进气道处于深度亚临界状态。 　　2.2 压气机故障 　　压气机振动和喘振时，发动机通常会发出“嘭”的响声，并有强烈振动，转速急剧下降、排气温度升高等现象，有时还会造成喘振停车。还会击穿压气机机匣和压气机叶片损坏。包括压气机叶片折断、压气机盘破裂、压气机喘振等等。 　　猛拉杆、大迎角飞行、特技飞行或进入螺旋；编队飞行进入其他飞机的尾流中或发射武器的高温废气进入发动机；推油门过猛，因接通加力，喷口面积的收放速度或加力供油量调整不当，使涡轮前燃气温度突然升高过多；超声速进气道喘振。轴流式压气机在夏季、低空、大速度和低转速等情况下工作时，容易发生喘振。 　　目前采用的防喘技术有：放气机构、调节进口导流叶片和静子叶片角度、双转子（或三转子）、机匣处理、消喘与防喘系统等。 　　2.3 涡轮装置损坏 　　涡轮转子零件破坏通常会击穿外环，损坏后部机身，在航迹上有残骸散落物。同时会引起发动机强烈振动，导致轴承、导管等机件损坏。涡轮叶片折断或脱榫，涡轮转子失去平衡，转子产生强烈振劲，剪断承力环销钉，涡轮盘在巨大的离心力作用下甩出，击穿发动机涡轮外环和飞机后机身，可能导致飞机空中失火或解体。 　　2.4 燃烧室、加力燃烧室故障 　　发动机的燃烧室包括主燃烧室和加力燃烧室，主燃烧室位于压气机和涡轮之间，是航空燃气涡轮发动机的基本部件。加力燃烧室位于涡轮后和喷管之间。燃烧室、加力燃烧室外套裂纹、爆破，发动机加力总管三角座漏油等也是危及飞行安全的故障，如某型发动机燃烧室外套爆破导致一起轰炸机飞行事故。燃烧室、加力燃烧室的这类故障，使燃气外泄，可烧坏机件，甚至造成失火飞机解体。此外，燃油喷嘴故障也是危及安全的故障之一，并时有发生。 　　2.5 燃油调节系统与附件传动机匣故障 　　发动机燃油调节系统附件发生故障，可能导致发动机超温、超转，转速悬挂或自动停车。这类故障主要有分油活门卡滞、分油活门轴承支座脱落、万向轴折断、燃油泵传动轴折折等。燃油泵中用来调节供油量的活动件有活门、活塞等。 　　2.6 轴承故障 　　发动机轴承故障是发动机主要故障之一。许多事故和事故征候的原因或促成因素是轴承失效。但是，由于轴承失效往往伴随严重的二次损伤，要找到轴承失效的原因并不容易。轴承失效有多种原因。从事故调查的角度看，轴承失效可以分为：完全丧失润滑、润滑不足、振动、撞击、外力以及在正常润滑和冷却条件下因轴承质量问题导致的失效。 　　2.7 外来物对飞行安全影响 　　软物体有编织物、木块、鸟、冰和沥青等。软物体常常造成一级压气机转子叶片端部进气边缘弯曲变形，一般不会造成叶片撕裂、掉块和啃伤。总之，外来物损伤发动机后可能不被及时发现，在空中可能导致发动机停车，其停车形式是压气机喘振分离，是低压转子叶片上产生气流回转分离并进一步扩展的结果。 　　3 发动机状态监视与故障诊断 　　发动机状态监视与故障诊断系统通常由机载设备和地面设备包括各自的硬件和软件系统组成。机载设备一般包括测量压力、温度、转速、振动等各种参数的传感器、信号调节器、数据采集系统、数据传输和记录装置、数据处理系统以及告警、简单打印处理装置等。常用的系统有如飞机综合数据系统（AIDS）、发动机指示和机组告警系统（AVMS）等。 　　4 结论 　　航空发动机故障作为影响飞行安全的重要因素，主要有进气道故障、压气机故障、涡轮装置故障、燃烧室故障、燃油调节系统与附件传动机匣故障、轴承故障、外来物引发故障七大类。其中，又以压气机喘振、燃烧室熄火、发动机吸入外来物对飞行安全影响最大。 　　针对发动机常见的故障类型，本文提出了发动机的状态监视及故障诊断的方法。随着计算机技术、信号分析与数据处理技术、测试技术、控制理论、振动和噪声理论及其它相关学科的发展，航空发动机故障诊断技术必将不断完善其功能，提高诊断精度和实时性，减少误诊率。 　　未来的航空发动机故障诊断技术，必将充分应用现代各学利的研究成果，特别是前沿学科的研究成果，在航空发动机的设计、生产、使用和维护中发挥更大的作用。航空发动机状态监视和故障诊断是保证飞行安全，降低直接使用成本的重要技术手段，也是实现视情维修的重要基础。 　　参考文献 　　1. 武维新，张楠.典型飞行事故调查与分析方法.国防工业出版社 　　2. 刘磊.航空发动机状态监控与故障诊断技术.中国民航飞行学院，2006 　　3. 丁蓬勃，王仲生.航空发动机喘振故障机理及监控方法研究.科学技术与工程，2010，（15） 　　4. 江龙平，徐可君，隋育松.航空发动机故障诊断技术.航空科学技术，2002