鄧 暉 ，徐國富 ，莫競榮 ，張澤平

（1.中南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410012；2.南航湖南分公司飛機維修廠，湖南 長沙 410137）

現(xiàn)代民用飛機使用的發(fā)動機工作環(huán)境苛刻，隨著發(fā)動機服役年限的增長，關(guān)鍵部件性能下降，形成缺陷和破損，出現(xiàn)故障的概率逐年增加。近年來某公司機隊已出現(xiàn)多起燃燒室、壓氣機等部位損傷的案例，有些損傷導(dǎo)致非計劃換發(fā)，對機隊的平穩(wěn)運行造成極大的影響。另外，發(fā)動機遭受鳥擊或外來物撞擊時，也有可能對發(fā)動機的核心機造成損傷，發(fā)動機孔探可有效發(fā)現(xiàn)發(fā)動機內(nèi)部缺陷和損傷，對避免非必要的換發(fā)，避免人力浪費，降低發(fā)動機維修成本，保障發(fā)動機正常工作和安全運行，防止發(fā)動機空中停車具有重要意義。

1 孔探流程的設(shè)計

針對發(fā)動機性能下降和外來物撞擊等情況，保證孔探工作者對發(fā)動機的檢查全面仔細,準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和判斷故障，是研究的方向。通過制定發(fā)動機孔探流程可有效提高孔探人員在孔探檢查過程中的敏感性，設(shè)計的孔探流程如圖1所示，通過嚴(yán)格遵照流程，保證對發(fā)動機內(nèi)部的檢查全面準(zhǔn)確，在實際運用中取得了良好的效果。孔探工作者在獲取孔探圖像信息后須查閱相關(guān)發(fā)動機型號手冊，發(fā)動機上次孔探報告，根據(jù)手冊對發(fā)動機損傷部位的描述，判斷損傷部件是否需要更換或換發(fā)。首次發(fā)現(xiàn)的故障與缺陷，其部位及尺寸須用詳細的附圖標(biāo)明或者拍照說明；重復(fù)檢查的項目要說明故障與缺陷的發(fā)展情況；對于重大故障與缺陷，每次重復(fù)檢查時均需用詳細的附圖標(biāo)明或者拍照說明，以確認(rèn)損傷發(fā)展情況。

圖1 發(fā)動機孔探流程

2 發(fā)動機孔探典型缺陷判斷

現(xiàn)在各航空公司使用AMM作為孔探工作的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),孔探檢查取得核心機的損傷部位、類型、尺寸等詳細數(shù)據(jù)后,發(fā)動機孔探工程師將實際損傷數(shù)據(jù)與AMM的標(biāo)準(zhǔn)對比,以判定損傷的嚴(yán)重程度,并根據(jù)手冊標(biāo)準(zhǔn)來確定孔探的重檢循環(huán)或直接換發(fā)。在實際工作中,發(fā)動機核心機同一部件的同一區(qū)域,可能存在著多種不同類型的損傷，因此在進行核心機損傷評估和確定處理措施時,需要參照AMM的標(biāo)準(zhǔn)對不同的損傷分別進行判斷，最終綜合比較各個損傷的處理措施,將其中最嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)作為判斷的最終依據(jù)。

（1）V2500發(fā)動機孔探檢查。2017年3月 28日，某V2500-A5發(fā)動機，執(zhí)行750FC檢查，孔探檢查高壓壓氣機3級轉(zhuǎn)子葉片凸臺，一級高壓渦輪葉片和涵道體渦輪葉片及高壓一級葉片外部空氣封嚴(yán)環(huán)，高壓渦輪二級葉片和涵道體。孔探發(fā)現(xiàn)新?lián)p傷，HPC Position:LEADING EDGE ZONE B，F(xiàn)ROM PLATFORM：2.75mm有材料缺失；材料缺失尺寸Dimension:THE MAX DEPTH:0.48mm，最深處0.48mm，缺陷數(shù)DEFECTS NUM ON THIS BLADE:1EA。參考空客飛機維修手 冊 ，AMM72-00-00-200-016-B01Para4.C.（2）.（a）.2 對 于HPC葉片區(qū)域B損傷，如圖2（c）所示，如果材料缺失或者撕裂損傷深度小于或等于0.005英寸（0.127mm），發(fā)動機可用，否則不可用，此處深度0.48mm，經(jīng)評估損傷超出標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動機不可用，飛機停場。對于此處缺陷，需要對HPC 3級葉片在翼打磨，通過打磨確保該處缺口損傷不會產(chǎn)生應(yīng)力集中，避免產(chǎn)生裂紋，葉片撕裂等嚴(yán)重后果，這對保證發(fā)動機的安全運行至關(guān)重要?？滋浇Y(jié)果如圖2所示。

圖2（a） 損傷深度圖

圖2（b） 損傷距離凸臺距離

圖2（c） V2500 HPC3葉片區(qū)域劃分

圖3（a） 斜面開口區(qū)域圖

圖3（b） 平面開口區(qū)域圖

圖3（c） 開口區(qū)域面積

（2）CFM56發(fā)動機孔探檢查。2017年4月14日，某CFM56-5B發(fā)動機孔探HPTN，檢查發(fā)現(xiàn)一片HPTN葉片開口區(qū)域材料丟失，比較上次孔探檢查結(jié)果，丟失區(qū)域有發(fā)展，斜面開口區(qū)域面積41.89mm2，平面開口區(qū)域面積43.12mm2，如圖3所示，上表面開口區(qū)域面積58.18mm2，均超過手冊標(biāo)準(zhǔn)39.1mm2，沒有超過290mm2，且開口兩端均有軸向裂紋延生至葉片前緣冷卻孔ROW1。參考手冊AMM 72-00-00-200-025-A01 4.A.7.F.（1），F(xiàn)or 5B/P，5B/3 and 5B/3 PIP：Convex surfaces of airfoil missing material，from cracking or burn through：Convex surfaces of airfoil missing material，from cracking or burn through，up to 0.45in2（290mm2）per vane.25 cycles.25FC內(nèi)更換發(fā)動機。

3 孔探技術(shù)的發(fā)展方向

目前，單純將測量數(shù)據(jù)輸入計算機，通過某些軟件的簡單處理并不能準(zhǔn)確判別缺陷的嚴(yán)重程度，更多的是維修技術(shù)工作者通過圖片的測量與AMM手冊和工作單卡上的要求來判定。所以，孔探缺陷的發(fā)現(xiàn)及孔探缺陷的精確測量是后期分析的基礎(chǔ)，這就對孔探設(shè)備和工作者都提出了極高的要求?，F(xiàn)階段，主要孔探設(shè)備供應(yīng)商提供的設(shè)備可對發(fā)動機的內(nèi)部缺陷進行精確的測量，隨著設(shè)備進一步的發(fā)展，對孔探工作者專業(yè)知識和經(jīng)驗要求越來越高，需加強孔探工作者專業(yè)培訓(xùn)，培養(yǎng)積累更多操作和對損傷的評定經(jīng)驗，同時，為提高工作效率，對于能準(zhǔn)確判別缺陷的軟件的開發(fā)，也是民航發(fā)動機孔探發(fā)展的方向。

［1］王炳正.發(fā)動機孔探中的技術(shù)管理［J］.航空維修與工程，2012，（6）：85.

［2］于輝.孔探技術(shù)及其在航空發(fā)動機維修中的應(yīng)用［J］.航空制造技術(shù)，2005，（6）：94-95.

［3］李華.基于孔探圖像分析的航空發(fā)動機故障診斷專家系統(tǒng)研究［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2015.

［4］陳宏杰.基于孔探數(shù)據(jù)的民航發(fā)動機健康管理研究［D］.廈門：廈門大學(xué)，2014.