高欣怡

【摘 要】某型航空發(fā)動機(jī)在空中訓(xùn)練中發(fā)生了喘振，導(dǎo)致渦輪葉片大部分燒毀缺失，發(fā)動機(jī)超溫停車。根據(jù)喘振的機(jī)理和發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)以及工作原理制定故障樹，并經(jīng)過一系列檢查和分析，準(zhǔn)確判斷出故障部位為燃調(diào)，并查明了故障的根本原因為零件加工過程中產(chǎn)生的毛刺，導(dǎo)致偶件配合間隙變小，發(fā)生異常磨損所致。本文為排除、預(yù)防此類故障提供了解決途徑。

【關(guān)鍵詞】航空發(fā)動機(jī) 喘振 停車 故障樹 燃調(diào) 毛刺

1 前言

喘振是氣流沿壓氣機(jī)軸線方向發(fā)生的低頻率、高振幅的振蕩現(xiàn)象。發(fā)生喘振時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，推力突然下降，排氣溫度急劇升高，嚴(yán)重時會導(dǎo)致葉片折斷，發(fā)動機(jī)停車。根本原因是氣流在葉背上發(fā)生嚴(yán)重分離，并擴(kuò)展至整個葉柵通道。

某型渦扇發(fā)動機(jī)采取的防喘措施有：雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣導(dǎo)葉可調(diào)，壓氣機(jī)中間放氣。本文介紹了該型發(fā)動機(jī)一起喘振故障的檢查與分析過程。

2 故障現(xiàn)象

某部一架飛機(jī)空中訓(xùn)練中，飛行員收回油門過程中，轉(zhuǎn)速異常下降至低于慢車， 排氣溫度急劇上升并超過限制值，增大和減小油門均不能解除，最終發(fā)動機(jī)空中停車。著陸后檢查發(fā)現(xiàn)高、低壓渦輪葉片大部分燒毀缺失。

3 故障檢查與分析

3.1 故障樹

根據(jù)故障現(xiàn)象和飛參記錄，判斷故障為喘振導(dǎo)致發(fā)動機(jī)超溫，燒毀渦輪葉片后停車。根據(jù)喘振發(fā)生的機(jī)理，故障分析組繪制了故障樹（見圖1）。

3.2 按故障樹排查

按故障數(shù)底事件進(jìn)行排查，情況如下。

（1）判讀飛參，故障發(fā)生時飛機(jī)處于平飛姿態(tài)，且為單機(jī)科目，不存在“嚴(yán)重進(jìn)氣畸變”條件。

（2）復(fù)查廠內(nèi)記錄，故障發(fā)動機(jī)氣動穩(wěn)定性檢查合格，可排除“喘振裕度不夠”的可能性。

（3）檢查發(fā)動機(jī)的放氣活門、可調(diào)導(dǎo)向葉片動作靈活性，均正常。

（4）拆下燃調(diào)檢查發(fā)現(xiàn)傳動軸有卡滯現(xiàn)象。

從以上檢查情況來看，燃調(diào)存在異常情況，可能對放氣活門工作造成影響，為進(jìn)一步查明具體原因，將燃調(diào)返回承制廠進(jìn)行試驗和分解檢查。

3.3 燃調(diào)原理及檢查情況（如圖2所示）

燃調(diào)控制放氣活門關(guān)閉/打開的機(jī)構(gòu)原理如下：

（1）燃調(diào)的Pn離心傳感器組件通過傳動軸感應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速增加，離心傳感器張開角度增大，反之則減小。

（2）離心傳感器張開角度增大，Pn壓力頂針推動支座組件向右移動，使Pn杠桿順時針旋轉(zhuǎn)，關(guān)小噴嘴開度，Pn油的壓力增加；反之Pn壓力減小。

（3）當(dāng)P油壓力增加并達(dá)到克服彈簧的作用力時，分流活門向下移動，放氣活門關(guān)閉；反之，放氣活門打開。

按以上思路分析：燃調(diào)的離心傳感器故障，引起Pn油的壓力異常，從而導(dǎo)致在規(guī)定轉(zhuǎn)速下，放氣活門未打開。通過以下檢查得到驗證：

1）在傳動軸不轉(zhuǎn)動的情況下試驗，發(fā)現(xiàn)Pn油的壓力已達(dá)到轉(zhuǎn)速90%時的水平，在該壓力條件下，放氣活門是關(guān)閉狀態(tài)（正常應(yīng)處于打開位置）。

2）分解燃調(diào)，發(fā)現(xiàn)離心傳感器的銅軸套與傳動芯軸卡滯，二者配合表面有金屬屑和異常磨痕。進(jìn)一步分析判斷二者卡滯是由于加工過程殘留的毛刺在工作時脫落，形成多余物造成的。

3）分解離心傳感器組件，發(fā)現(xiàn)中間支架油孔的毛刺是導(dǎo)致組件卡滯的原因。

4）更換合格的離心傳感器組件，燃調(diào)功能恢復(fù)正常。

4 故障結(jié)論

由于燃調(diào)離心傳感器卡滯，當(dāng)發(fā)動機(jī)高壓轉(zhuǎn)速下降到放氣活門打開轉(zhuǎn)速以下時，離心傳感器支架無法正常歸位，引起Pn指令壓力與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不符（過高），造成放氣活門未能正常打開，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)喘振超溫，渦輪葉片燒毀后停車。

傳感器偶件卡滯的原因是零件加工中毛刺去除不徹底，殘留毛刺在工作中脫落造成的。

參考文獻(xiàn)：

[1]XXX11發(fā)動機(jī)技術(shù)說明書.中航工業(yè)航空動力機(jī)械研究所，2001.12.

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