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（陜西直升機股份有限公司，陜西 西安 710000）

隨著我國航空業(yè)的發(fā)展，航空器的數(shù)量和飛行小時不斷增加，到2020年年底，我國共有超6000架民用航空器，全行業(yè)飛行小時超1300萬，這對航空器的可靠性和安全性提出了很高的要求。發(fā)動機作為航空器動力的源泉，細微的故障都可能對飛行造成影響，必須重視發(fā)動機的維修工作。

1 孔探技術概述

孔探技術也被稱為內(nèi)窺探傷技術，是無損檢測技術的一種。在航空發(fā)動機維修中廣泛應用，尤其是對非必要更換發(fā)動機、發(fā)動機空中停車、發(fā)動機內(nèi)部缺陷等問題的處理尤為有效。其原理是運用光學鏡頭通過發(fā)動機的預留孔，將人眼無法觀測的部位通過光纖以圖像的形式展現(xiàn)出來，無須接觸內(nèi)部零件，靈活的探頭可以觀測到發(fā)動機的所有位置?？滋郊夹g與孔探儀發(fā)展有著密切關系，當前孔探設備主要有剛性內(nèi)窺鏡、柔性內(nèi)窺鏡和柔性視頻內(nèi)窺鏡三種。剛性內(nèi)窺鏡難以彎曲且可探距離短，但其精度高、亮度高，多用于距離間距短、直線型部件之間。柔性內(nèi)窺鏡具有的撓性為其帶來了更寬廣的視野范圍，不過在實際應用中很容易因光纖折斷而出現(xiàn)噪聲信號。柔性視頻內(nèi)窺鏡的使用則更加靈活，在靜態(tài)體腔、旋轉(zhuǎn)機械等環(huán)境下都能工作，而在成像清晰度方面也有了較大提升，也是現(xiàn)階段航空發(fā)動機孔探技術運用的主要依據(jù)。

2 航空發(fā)動機維修常見問題

2.1 壓氣機故障問題

壓氣機故障主要是因為進氣道吸進的外來物所產(chǎn)生沖擊，導致葉片或其他零部件受損，或是發(fā)動機出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，造成發(fā)動機機體出現(xiàn)疲勞損傷。情況嚴重時，會致使壓氣機葉片斷裂，直接損壞內(nèi)部轉(zhuǎn)子葉片，造成發(fā)動機無法運作，若在飛行過程中出現(xiàn)壓氣機故障問題，將會造成嚴重的后果。

2.2 燃燒室故障問題

在飛機運行過程中，發(fā)動機將長時間處在高溫運作狀態(tài)，燃燒室在此種情況下也很容易出現(xiàn)問題。因高溫而導致燃燒機出現(xiàn)損害的情況主要有燃燒室燒穿、掉塊、燒裂三種問題。燃燒室不同位置會使用不同的材質(zhì)，而在燃油噴射均勻度方面也存在一些差異，這才導致燃燒室在長期工作過程中，高溫對其產(chǎn)生的影響。另外，燃燒室燃燒后所遺留的積炭，若沒有及時處理，不僅會降低燃燒效率，影響發(fā)動機運行效率，還會占據(jù)燃燒空間，直接對運行安全造成干擾，要及時進行處理，保障燃燒室穩(wěn)定運行質(zhì)量。

2.3 渦輪故障

渦輪處在高溫高壓狀態(tài)下工作，而高壓往往也是造成零部件損傷的主要因素之一。尤其是高壓渦輪導向器的葉片，其處在高壓渦輪導向器最高的溫度區(qū)域，很容易受到燃燒不均或噴油不均等情況的影響，其前緣燒毀以及后邊緣斷裂變形等問題時有發(fā)生，嚴重時就會發(fā)生掉塊現(xiàn)象。通常情況下，都是在燃燒室出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象后帶入渦輪轉(zhuǎn)子，并將其砸傷，從而造成渦輪出現(xiàn)卷曲、裂紋等問題，對渦輪實際運行有著較大影響。

3 航空發(fā)動機維修中孔探技術的運用

3.1 定期維護

航空發(fā)動機作為飛機的核心部件，其精密程度不言而喻，在日常的維護過程中要想對發(fā)動機進行檢查較為困難，拆卸壓氣機、燃燒室、渦輪等部位的過程極為煩瑣，還可能會出現(xiàn)不可逆的拼接間隙問題。而孔探技術為航空發(fā)動機定期檢測提供了有效幫助。定期維護工作是針對非處在航空飛行中的發(fā)動機進行檢測的環(huán)節(jié)，運用孔探技術可以降低工作人員的維護工作難度。首先，在開始檢測前，應當對發(fā)動機數(shù)據(jù)資料以及可能具有的前期檢測報告進行分析，對檢測發(fā)動機的運行狀況有一定了解，明確發(fā)動機可能出現(xiàn)的故障以及按照使用情況推測出的問題，才能更好地、有針對性地進行航空發(fā)動機檢測工作。然后，維護人員便可運用孔探技術對發(fā)動機內(nèi)部進行觀測，并記錄相應的檢測數(shù)據(jù)。最后將得到檢測數(shù)據(jù)與分析得到的內(nèi)容進行比對，評定發(fā)動機存在的問題，并及時進行處理。此外，在定期維護中工作人員應利用孔探技術縮短檢修時間，注重發(fā)動機各部件容易出現(xiàn)問題的部位。例如，燃燒室的聯(lián)管鎖扣、噴嘴頭，壓氣機的葉片后等位置。

3.2 突發(fā)檢修

在航空飛行過程中，發(fā)動機也可能出現(xiàn)突發(fā)故障，比如，發(fā)動機超扭超溫、受到外來物的沖擊、壓氣機出現(xiàn)喘振等情況，而這些突發(fā)情況不僅會對飛機造成嚴重影響，相關人員也無法及時規(guī)避，而孔探技術為突發(fā)情況下的檢測提供了支撐。以壓氣機喘振為例，可以通過剛性內(nèi)窺鏡直接對直管道葉片和燃燒室進行檢測，其高精度的優(yōu)勢也在快速檢測中有所體現(xiàn)。工作人員要在最短時間內(nèi)對檢測出故障問題并進行處理，孔探技術可以在航空飛行過程中應用，也能夠單獨監(jiān)測故障部位，在一定程度上提升了檢測速度。同時，能夠?qū)ν话l(fā)故障問題及產(chǎn)生原因進行深入分析，及時向工作人員反饋故障信息，為工作人員快速制定解決方案提供了支持。確保在最短時間內(nèi)將故障問題檢查并處理，極大地提升了航空飛行的安全性。

3.3 損傷識別

損傷識別是故障檢測更深層的內(nèi)容，與傳統(tǒng)故障檢測工作不同，損傷識別需要利用信息技術和人工智能的優(yōu)勢，將其與孔探技術結(jié)合在一起，可以針對目標直接檢測出缺陷類型、所在位置，并得出相應的處理方案。當前，人工智能已經(jīng)是維修檢測領域技術創(chuàng)新的主力，而孔探技術則是人工智能與航空發(fā)動機檢測結(jié)合的重要研究方向。

航空發(fā)動機損傷識別的關鍵在于識別出損傷類型，要求智能系統(tǒng)可以根據(jù)孔探技術提供的相應特征信息，分辨出故障類別。具體來說，是根據(jù)孔探內(nèi)窺鏡提供的圖片像素矩陣、圖像色彩深度、圖像重點內(nèi)容經(jīng)過人工神經(jīng)網(wǎng)絡的分析計算后得出相應結(jié)果。例如，簡單的明暗變化、損傷的邊緣類型、葉片角度等特征。其中孔探技術提供的圖像越精細越清晰，人工智能對損傷識別的準確度也就越高。故障所在位置的識別較為容易，在發(fā)動機專業(yè)檢測或投入運行前都會對發(fā)動機進行全方位的核查，此時，只需要運用孔探技術收集發(fā)動機內(nèi)部的信息，再與以往故障檢測所得到的圖像一同導入智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫即可。當內(nèi)窺鏡提供圖像時，人工智能就會將圖像情況與數(shù)據(jù)庫中大量的數(shù)據(jù)信息進行比對，以相似度最接近的圖像信息作為位置信息提供給工作人員，能夠為工作人員提供更準確的故障位置。而處理方案與位置識別類似，多是根據(jù)以往處理方法和故障類別進行計算，將得出的處理方案反饋工作人員，節(jié)約了工作人員制定相應維修計劃的時間，大幅提升了維修效率。另外，人工智能對損傷識別的優(yōu)勢在于能夠快速發(fā)現(xiàn)更細微的損害問題，即便是葉片輕微的刮痕、裂縫，只要孔探技術能夠掃描到，智能系統(tǒng)便能夠準確識別，增強了發(fā)動機故障問題的檢測質(zhì)量。

3.4 健康管理

在整個飛機系統(tǒng)中，發(fā)動機故障的占比較大，僅憑借維護檢修，雖然能在一定程度上保障航空發(fā)動機的安全性，但是，維護費用、養(yǎng)護成本都是航空公司無法規(guī)避的問題。據(jù)統(tǒng)計，航空發(fā)動機的維修費用占飛機維修總費用的38%以上，如何降低維修成本，利用孔探技術降低故障發(fā)生頻率是發(fā)動機維護的重點工作。

現(xiàn)階段，大部分航空發(fā)動機維修都采用了基于發(fā)動機狀態(tài)的CBM維修技術，即根據(jù)發(fā)動機實時、連續(xù)狀態(tài)監(jiān)控采取的預防性維修方式。這種方式是利用對發(fā)動機系統(tǒng)各零部件的情況來管理使用壽命，控制故障風險，以此提高發(fā)動機利用率的方法，可以有效避免過修或失修問題，也能權(quán)衡安全和經(jīng)濟之間的關系，而孔探技術在其中發(fā)揮著至關重要的作用?？滋郊夹g能夠展現(xiàn)出發(fā)動機故障的本質(zhì)問題，了解故障產(chǎn)生過程，以此評估故障對發(fā)動機系統(tǒng)的影響程度，能夠及時、準確地對發(fā)動機內(nèi)部各種異常情況做出判斷和處理。而通過內(nèi)窺鏡反映出來的圖像也可以預測發(fā)動機的狀態(tài)，在出現(xiàn)部件失效前就進行養(yǎng)護，可以最大限度地延長發(fā)動機的使用壽命。并且預防性維修與信息技術有著良好結(jié)合，能夠得出更精準的維修計劃和養(yǎng)護方案，從而可以合理配置發(fā)動機維修費用，進而為航空公司提供更多的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

在航空發(fā)動機維修工作中積極運用孔探檢測技術，能夠有效提高維修養(yǎng)護效率，促進故障檢測和維修水平的提升，降低航空發(fā)動機出現(xiàn)故障的概率。利用孔徑技術的檢測優(yōu)勢，與人工智能和健康管理相互結(jié)合，在保障航空發(fā)動機維護檢修質(zhì)量的同時，為航空事業(yè)發(fā)展提供更多效益。