新舟600飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢監(jiān)控與研究淺析

摘 要：國產(chǎn)新舟600飛機(jī)安裝的是加大拿普惠公司生產(chǎn)的PW127J渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，用戶可以借助于廠家提供的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢監(jiān)控軟件，通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)的各種重要空中參數(shù)進(jìn)行分析研究，從而判明發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前工作狀況，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)以后的工作情況作出合理的預(yù)測，從而制定更加科學(xué)的發(fā)動(dòng)機(jī)翻修計(jì)劃。同時(shí)還能夠及早地發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的故障隱患，從而有效降低飛機(jī)故障大修成本，提高飛行安全。由于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢研究具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，做好狀態(tài)趨勢的研究與分析極其重要。

關(guān)鍵詞：ECTM ITT 可靠性 飛行安全

中圖分類號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0063-02

發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為飛機(jī)的“心臟”，其工作的好壞與飛行安全直接相關(guān)。中國民航飛行學(xué)院引進(jìn)的國產(chǎn)新舟600飛機(jī)上安裝的是加拿大普惠發(fā)動(dòng)機(jī)公司生產(chǎn)的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)PW127J。用戶可以借助于廠家提供的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢監(jiān)控軟件—ECTM，通過將采集到的飛機(jī)巡航狀態(tài)下的各種重要發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)如ITT（渦輪級(jí)間溫度）、Wf（燃油流量）、NL（低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速）和Nh（高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速）錄入ECTM中，再對(duì)ECTM生成的狀態(tài)趨勢曲線的變化情況進(jìn)行對(duì)比和分析研究，從而判明發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前工作是否可靠，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)以后的工作情況做出科學(xué)合理的預(yù)測，進(jìn)而制定更加科學(xué)合理的發(fā)動(dòng)機(jī)翻修計(jì)劃。進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢監(jiān)控分析研究，還能夠及早地發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部潛在的故障隱患并及早排除，從而有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)大修成本，確保飛行安全。同時(shí)根據(jù)廠家維護(hù)手冊(cè)規(guī)定進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢監(jiān)控研究，并結(jié)合定期的發(fā)動(dòng)機(jī)熱檢和內(nèi)部孔探檢查，可以將該型發(fā)動(dòng)機(jī)由常規(guī)的定期維修轉(zhuǎn)變?yōu)橐暻榫S修，降低飛機(jī)維修成本。例如國外某航空公司利用ECTM對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢的科學(xué)研究與分析，其PW127發(fā)動(dòng)機(jī)已在翼使用近1萬小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出廠家規(guī)定的7000 h定期翻修周期，其發(fā)動(dòng)機(jī)工作仍然可靠穩(wěn)定，從而大大提高其飛機(jī)利用率，有效降低了發(fā)動(dòng)機(jī)翻修成本和公司運(yùn)營成本。

正由于進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)趨勢監(jiān)控有上述眾多的優(yōu)點(diǎn)，使用好ECTM對(duì)機(jī)務(wù)維修人員極其關(guān)鍵，下面筆者就對(duì)ECTM曲線中反映出來的一些參數(shù)突變情況做一些簡單原因分析并給出相應(yīng)的排故措施。

1 新舟600飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)簡介

新舟600飛機(jī)上安裝的PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)為加拿大普惠公司生產(chǎn)的三轉(zhuǎn)子渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用數(shù)字電子式控制（EEC），其額定功率為2750軸馬力。其核心機(jī)由1級(jí)離心式低壓壓氣機(jī)、1級(jí)離心式高壓壓氣機(jī)，環(huán)形回流式燃燒室、1級(jí)高壓渦輪、1級(jí)低壓渦輪和2級(jí)動(dòng)力渦輪組成。其中低壓壓氣機(jī)和低壓渦輪組成了低壓轉(zhuǎn)子，高壓壓氣機(jī)和高壓渦輪組成了高壓轉(zhuǎn)子，2級(jí)動(dòng)力渦輪又被稱為“自由渦輪”由一根單獨(dú)的軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。三個(gè)轉(zhuǎn)子軸并沒有連接在一起，而是以不同的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的設(shè)計(jì)使得飛行員能夠單獨(dú)通過壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速來改變螺旋槳轉(zhuǎn)速，由于起動(dòng)發(fā)電機(jī)僅由高壓軸帶動(dòng)，這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)更為容易，不易造成起動(dòng)懸掛。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)冷端部件故障導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)變化情況及原因分析

按照進(jìn)氣順序，燃燒室前部的發(fā)動(dòng)機(jī)部件如進(jìn)氣道和壓氣機(jī)等被稱為冷端部件。發(fā)動(dòng)機(jī)冷端部件故障如壓氣機(jī)外來物損傷（FOD）、浸蝕或臟物積聚會(huì)減少進(jìn)入燃燒室的氣流數(shù)量，這樣就會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)重新獲得功率，導(dǎo)致氣流損失的壓氣機(jī)必須進(jìn)行恢復(fù)工作（更換損傷的葉片、進(jìn)行壓氣機(jī)清洗等）。在未進(jìn)行壓氣機(jī)恢復(fù)工作前，飛行員為了保持住發(fā)動(dòng)機(jī)功率只有向前推油門桿來增加燃油流量，燃油流量增加壓氣機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)得更快其轉(zhuǎn)速Nh就會(huì)增加，增加的氣流和燃油流量會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得了損失掉的功率，但這時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和正常狀況下的參數(shù)已有了顯著不同。這些跡象就表明了壓氣機(jī)工作不正常。

冷端部件的具體故障可以通過ECTM曲線上的參數(shù)變化情況反映出來，具體變化情況、原因分析和排除措施如表1所示。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件故障導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)變化情況及原因分析

按照進(jìn)氣順序，燃燒室后部的發(fā)動(dòng)機(jī)部件如燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪和動(dòng)力渦輪被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。燃燒室和渦輪等熱端出現(xiàn)的故障如壓氣機(jī)渦輪導(dǎo)向器環(huán)燒蝕或壓氣機(jī)渦輪葉尖間隙增加會(huì)減少渦輪獲得的功率。這樣渦輪不能提供壓氣機(jī)所需要的功率，導(dǎo)致壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)功率都將降低。為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率，飛行員就會(huì)向前推油門桿使得Wf和ITT都增加。由于更多的能量作用在壓氣機(jī)渦輪上，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速Nh會(huì)增加但仍低于初始的轉(zhuǎn)速。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的能量是由動(dòng)力渦輪來提供而不是由壓氣機(jī)渦輪來提供，這就是發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速下仍能夠保持額定功率的原因。在這種特定功率下，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速過低表明渦輪的效率很低，發(fā)動(dòng)機(jī)只能通過增加供油來保持功率。這就表明了發(fā)動(dòng)機(jī)的故障出現(xiàn)在熱端。

熱端部件的故障可以通過ECTM曲線上的參數(shù)變化情況反映出來，具體變化情況、原因分析和排除措施如表2所示。

4 結(jié)語

綜上所述，導(dǎo)致PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)ECTM上某個(gè)參數(shù)監(jiān)控曲線出現(xiàn)突變的原因既可能為發(fā)動(dòng)機(jī)冷端問題，也可能為發(fā)動(dòng)機(jī)熱端問題。建議結(jié)合ITT、Nh、NL和Wf等參數(shù)的變化情況綜合分析，必要時(shí)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)孔探檢查找故障源。確定最終的排故方案，從而提高PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性，提升MA600飛機(jī)維修質(zhì)量，確保飛行安全。

參考文獻(xiàn)

[1]P&WC，WebECTM，&，TREND ANALYSIS Training Manual.

[2]MA600，飛機(jī)地勤培訓(xùn)教材.

[3]PW127J，Maintenance，Manual.