（95903部隊(duì)，湖北 孝感，432001）

孔探技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用

劉斌江 孫 科

（95903部隊(duì)，湖北 孝感，432001）

航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中，采取孔探技術(shù)可以保障維修的準(zhǔn)確性?？滋郊夹g(shù)是無(wú)損檢測(cè)的代表，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的實(shí)踐性強(qiáng)，也是未來(lái)維修的發(fā)展趨勢(shì)。本文主要探討孔探技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用。

孔探技術(shù)；航空發(fā)動(dòng)機(jī)；維修

孔探技術(shù)的核心是內(nèi)窺探傷，借助光學(xué)的原理，利用小孔途徑，探究航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的狀態(tài)，將探究結(jié)果用光學(xué)圖像的方式傳輸。維修人員檢查光學(xué)圖像，分析并評(píng)估出航空發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的故障?？滋郊夹g(shù)可以直接發(fā)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，提高了故障維修的水平，更重要的是不會(huì)破壞航空發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)孔探技術(shù)的分析

孔探技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，利用光學(xué)的手段，在小孔內(nèi)將密封物體內(nèi)部的情況，傳輸?shù)酵獠凯h(huán)境內(nèi)。孔探技術(shù)延長(zhǎng)了維修人員的視距，而且能夠靈活的改變實(shí)現(xiàn)的方向，全方位的觀察航空發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部情況[1]?？滋郊夹g(shù)不會(huì)與航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生接觸，具有安全保護(hù)的特征，而且不涉及到破解、拆開(kāi)的運(yùn)用?？滋郊夹g(shù)為航空發(fā)動(dòng)機(jī)提供了健康管理的條件，分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，孔探技術(shù)的分類。

1.1 剛性內(nèi)窺鏡

剛性內(nèi)窺鏡在孔探技術(shù)中，表現(xiàn)出高精度、高亮度的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生潛在故障時(shí)，故障點(diǎn)與維修人員視覺(jué)點(diǎn)處于徑直通道時(shí)，就可以采用剛性內(nèi)窺鏡的方法。剛性內(nèi)窺鏡檢測(cè)方法中，配置了視頻監(jiān)視器、35mm照相機(jī)，以便提高剛性內(nèi)窺鏡孔探維修的準(zhǔn)確性，預(yù)防發(fā)生檢測(cè)誤差，進(jìn)而得出航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，逐步解決發(fā)動(dòng)機(jī)中的故障問(wèn)題。

圖1 光纖內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 柔性內(nèi)窺鏡

柔性內(nèi)窺鏡與剛性內(nèi)窺鏡相比，成像的精度稍低，主要應(yīng)用在無(wú)止境通道的維修條件內(nèi)。例舉柔性內(nèi)窺鏡在孔探操作中的幾點(diǎn)表現(xiàn)，如：(1)光導(dǎo)纖維條件下傳光、傳像，利用光導(dǎo)纖維的彎曲條件，提高孔探技術(shù)的傳光性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的傳送光線，光導(dǎo)纖維選擇圓形界面，在全反射條件的作用下，光導(dǎo)纖維界面會(huì)出現(xiàn)全反射的狀態(tài)，在光導(dǎo)纖維的另一端傳出；(2)柔性內(nèi)窺鏡利用導(dǎo)光束實(shí)現(xiàn)操作，促使頭部角度的操縱，能夠反饋到鏡筒內(nèi)，柔性光線調(diào)節(jié)好焦距以外，控制觀察探頭，確保孔探技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的有效運(yùn)用。柔性內(nèi)窺鏡光纖的直徑是30μm，決定了孔探圖像的分辨力，具體構(gòu)成如下圖1，圖像中可以填充多項(xiàng)光纖，以便提高分辨力，促使傳輸直徑能夠控制在6.5～17μm之間。

1.3 柔性視頻內(nèi)窺鏡

柔性視頻內(nèi)窺鏡，屬于孔探技術(shù)中最為靈活的一項(xiàng)，其可參與航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部小型試件的故障檢測(cè)[2]。柔性視頻內(nèi)窺鏡，所有構(gòu)成的光纖內(nèi)，都會(huì)傳送檢測(cè)的圖像，光纖之間會(huì)提供小空間，做為圖像傳送的空當(dāng)。柔性視頻內(nèi)窺鏡在孔探技術(shù)內(nèi)，容易出現(xiàn)光纖折斷，所以要控制好此類應(yīng)用，才能確保柔性視頻內(nèi)窺鏡在航天發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的靈活性與操作性。

2 孔探技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主氣流通道，屬于重要的構(gòu)成，特別是高低壓壓氣機(jī)，故障發(fā)生的機(jī)率非常高，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)維修的過(guò)程中，故障發(fā)生的位置并不能夠?qū)崿F(xiàn)拆卸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)定期檢測(cè)，由此選擇孔探技術(shù)的應(yīng)用，簡(jiǎn)化航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)的難度，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)定期狀態(tài)下的檢測(cè)，在不拆卸的條件下，就能實(shí)現(xiàn)故障維修，表明孔探技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障維修的案例，分析孔探技術(shù)的具體應(yīng)用。

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型維修

孔探技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型故障維修中，提供了檢修的條件。根據(jù)孔探技術(shù)的應(yīng)用，在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型維修中，安排定期檢查工作，以便確保航天發(fā)動(dòng)機(jī)處于安全的狀態(tài)，緩解機(jī)型維修的壓力[3]。孔探技術(shù)能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型無(wú)故障的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)到位的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)型中的故障并提供維修方法。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型維修中，孔探技術(shù)的應(yīng)用流程是：(1)孔探技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型檢查之前，分析臨近一次的孔探檢測(cè)數(shù)據(jù)，做為此次孔探檢查的依據(jù)，對(duì)比兩次機(jī)型檢查的數(shù)據(jù)結(jié)果，找出潛在的機(jī)型故障，如果兩次孔探檢測(cè)結(jié)構(gòu)一樣，表示發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型安全、健康，沒(méi)有出現(xiàn)故障問(wèn)題；(2)孔探技術(shù)檢查航天發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的狀況，通過(guò)運(yùn)行評(píng)估分析發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)；(3)孔探技術(shù)在航天發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)劃分工作單元，將工作單元做為小型的單位，重點(diǎn)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型中出現(xiàn)的問(wèn)題，排除機(jī)型內(nèi)的故障問(wèn)題。

2.2 突發(fā)事件檢修

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的突發(fā)事件，是指在航空飛機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，出現(xiàn)的喘振，或者將異物吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)氣道內(nèi)，導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)發(fā)生異常。在孔探技術(shù)出現(xiàn)之前，航空發(fā)動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中的故障分析，現(xiàn)今孔探技術(shù)能夠檢測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間的突發(fā)事件。例如，航空飛機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)異常，此時(shí)利用孔探技術(shù)，檢查常規(guī)的狀態(tài)，分析是否屬于常規(guī)故障的類型，得出故障并進(jìn)行處理，細(xì)化檢查故障損傷的位置，孔探操作技術(shù)人員，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)突發(fā)事件檢修，制定相關(guān)的方案，避免遺漏檢查項(xiàng)目，安排內(nèi)窺檢查操作，重點(diǎn)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的細(xì)節(jié)，在最短的時(shí)間內(nèi)，得出維修方案，保護(hù)好航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。突發(fā)時(shí)間對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的破壞性比較大，很容易引起多方面的故障，采用孔探技術(shù)，縮短了故障排查及維修的時(shí)間。

2.3 已出現(xiàn)故障檢修

航天發(fā)動(dòng)機(jī)已出現(xiàn)的故障，是指發(fā)動(dòng)機(jī)本身的缺陷，其可分為三種，也是孔探技術(shù)重點(diǎn)維修的對(duì)象。分析孔探技術(shù)對(duì)航天發(fā)動(dòng)機(jī)已出現(xiàn)故障的檢修方法，如：(1)可忽略的缺陷故障，此類故障在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)最為常見(jiàn)，是孔探技術(shù)高頻率作業(yè)的對(duì)象，可忽略的缺陷故障，對(duì)航天發(fā)動(dòng)機(jī)的影響非常小，其可待飛機(jī)完成航線以后進(jìn)行處理；(2)處于過(guò)渡階段的缺陷故障，常見(jiàn)與使用周期較長(zhǎng)的航天發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)本身位于過(guò)渡的時(shí)間段，經(jīng)過(guò)孔探技術(shù)檢修后，即可判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，決策是否需要更換發(fā)動(dòng)機(jī)或相關(guān)部件，維護(hù)好航天發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性；(3)嚴(yán)重超標(biāo)需要更換發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷故障，航天發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)此類故障時(shí)，就要暫停營(yíng)運(yùn)，利用孔探技術(shù)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的實(shí)際情況，按照最終的檢測(cè)結(jié)構(gòu)，處理航天發(fā)動(dòng)機(jī)。

3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修內(nèi)孔探技術(shù)的改進(jìn)

目前，孔探技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中，運(yùn)用到例行檢查與非例行檢查中，例行檢查分為定期檢查與時(shí)限工作，非例行檢查包括監(jiān)控檢查、視情維護(hù)、特殊檢查與擴(kuò)大檢查內(nèi)[4]。結(jié)合現(xiàn)行孔探技術(shù)的應(yīng)用，站在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的角度上，提出改進(jìn)的措施，如：孔探技術(shù)配合運(yùn)行事件跟蹤分析，輔助提高孔探維修的決策水平，滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維修需求。孔探技術(shù)與運(yùn)行事件跟蹤分析，能夠了解到航空發(fā)動(dòng)機(jī)缺陷擴(kuò)展的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上深入研究缺陷，表明孔探技術(shù)的實(shí)踐性改進(jìn)，明確規(guī)劃好孔探技術(shù)的運(yùn)用，注重孔探技術(shù)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的準(zhǔn)確判斷，落實(shí)孔探技術(shù)的改進(jìn)應(yīng)用，符合航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的標(biāo)準(zhǔn)要求，加強(qiáng)孔探操作的規(guī)范化。

4 結(jié)束語(yǔ)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障維修，具有實(shí)踐性的要求，而且要在不破壞航空發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上實(shí)行維修?？滋郊夹g(shù)能夠滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的基本需求，落實(shí)孔探技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)逐步改進(jìn)孔探技術(shù)，完善航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的環(huán)境，最主要的是確?？照{(diào)技術(shù)的實(shí)踐價(jià)值，發(fā)揮其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的作用。

（

）

[1]陳宏杰.基于孔探技術(shù)的民航發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理研究[D].廈門大學(xué), 2014.

[2]黃選紅. 孔探檢測(cè)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)中的應(yīng)用[J]. 機(jī)械, 2009(8):66-69+80.

[3]于輝. 孔探技術(shù)及其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用[J]. 航空制造技術(shù), 2005(6):94-96+99.

[4]馬作江, 高峰, 劉乃剛. 孔探檢測(cè)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué), 2015(6):131.

上接P62頁(yè)長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，找出了可能引起系統(tǒng)晃動(dòng)的原因，模態(tài)分析結(jié)果表明：

（1）擺錘質(zhì)量的變化影響單晶爐提拉系統(tǒng)的固有頻率及對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速，當(dāng)軟軸長(zhǎng)度為2.4m時(shí)，擺錘質(zhì)量在13.8～16kg范圍內(nèi)可能會(huì)引起系統(tǒng)晃動(dòng)；

（2）提拉系統(tǒng)軟軸的長(zhǎng)度對(duì)其固有頻率及對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速也有影響，當(dāng)擺錘質(zhì)量在4kg時(shí)，軟軸長(zhǎng)度應(yīng)避開(kāi)1.2～1.3m范圍，否則系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生晃動(dòng)。

參考文獻(xiàn)（References）

[1]李巨曉, 孫新利.直拉法硅單晶生長(zhǎng)時(shí)晃動(dòng)的分析及控制[J].工藝技術(shù)與材料, 2010(11).

[2]王新敏, 李義強(qiáng). ANSYS結(jié)構(gòu)分析單元與應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社, 2011.

[3]倪振華.振動(dòng)力學(xué)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社, 1988.

[4]謝龍漢, 劉新讓. ANSYS結(jié)構(gòu)級(jí)動(dòng)力學(xué)分析[M].北京：電子工業(yè)出版社, 2012.

劉斌江（1983-），男，助理工程師，研究方向：飛機(jī)儀表與電氣。