淺談航空發(fā)動機外來物損傷研究

羅俊杰

摘 要：航空器發(fā)動機外來物的損傷一般比較隱蔽，很難檢查出，一般存在比如軟物體損傷，沙石類的物體損傷，金屬類外來物損傷，鳥類損傷等，本文比較了這幾種外來物損傷的情況，并提出相應的解決措施，希望能給相關工作人員提供幫助。

關鍵詞：航空；發(fā)動機；外來物；損傷；

外來物損傷航空器是全方位的，航空器的各個部位均可能遭到外來物的損傷，但是對于輪胎，機翼，機艙門等的外來物損傷比較明顯，很容易判斷，而航空器發(fā)動機外來物的損傷一般比較隱蔽，很難檢查出，同時即便檢查出損傷也會導致發(fā)生嚴重的后果。在啟動航空器的發(fā)動機時會形成較大的功率，進出口部位有很強的吸力，這種情況下遺留在停車坪上的碎片，包括行李的部件，鐵釘，螺桿等，還有空中的鳥類都可能被吸入航空器發(fā)電機，而使發(fā)動機起飛過程中或者起飛之后會受到外來物的損傷，給飛行帶來嚴重的安全隱患。發(fā)動機是從進氣口處吸入外來物碎片的，首先是對一級壓氣機轉(zhuǎn)子葉片造成的損傷，如果吸入的外來損傷物是金屬，則還會面臨發(fā)生反彈的現(xiàn)象，打到轉(zhuǎn)子葉片和整流葉片，或者進去導葉葉片之后會打傷一級轉(zhuǎn)子葉片，并重復多次，進而打傷多級轉(zhuǎn)子葉片和整流葉片，隨著外來物和碎片可能會通過第一級轉(zhuǎn)子，進而打傷各級葉片，惡性循環(huán)，會導致整個發(fā)動機運行失常。

一、軟物體損傷

常見的軟物體有塑料瓶，編織物，木塊，瀝青等，這種軟物體通常會導致航空器發(fā)動機的一級壓氣機轉(zhuǎn)子葉片的尾部進氣邊緣發(fā)生發(fā)生變形，通常不會使發(fā)動機的葉片撕裂，大量的葉片變形會使氣流分離，進而導致壓氣機的功率減小，隨著氣流的分離和發(fā)動機狀態(tài)的改變，可能會使發(fā)動機喘振停車，停車吸入的外來物可能會堵塞氣流通道，使發(fā)動機運行失常。軟物體對于航空發(fā)動機的損傷一般來說，編織物會是使相鄰的葉片出現(xiàn)損傷，進氣道結(jié)冰也會使多數(shù)葉片損傷。

二、沙石類的物體損傷

從資料上顯示，細小的沙石對發(fā)動機并沒有明顯的損傷，一般尺寸在5mm以下的水泥塊，石灰石等種都會導致一級壓氣機葉片的進氣邊緣發(fā)生破裂，或者斷裂，這種損傷的外部是比較粗糙的，并沒有出現(xiàn)明顯的切削痕跡，但如果發(fā)生沙石類物體損傷表面粘附沙石微粒，這種情況下工作人員應該及時注意觀察損傷面上是否粘附有沙石粒，雖然只能對一級壓氣機葉片造成一定程度的損傷，但由于其可以會與葉片撞擊，進而導致葉片發(fā)生破裂，較大的碎塊反彈還會導致發(fā)動機二次沖撞發(fā)生，但這種破壞力是比較小的。通常雖然沙石粒的物體對發(fā)動機并不會造成較大的安全事故，但是靠近葉片根部的損傷如果工作人員不能及時發(fā)現(xiàn)并清除，可能使航空發(fā)動機在運行過程中發(fā)生疲勞裂紋，并導致這種裂紋程度擴展，最終使裂片斷裂，可利用現(xiàn)代科技技術(shù)的電子探針或其他微量元素分析的技術(shù)來分析損傷葉片的元素組成，如果是因為與沙石類的發(fā)動機外來物損傷，則是可以通過元素分析檢測到硅酸鹽的成分。

三、金屬類外來物損傷

一般來說，對于航空發(fā)電機損傷最嚴重的是金屬外來物，會造成嚴重的飛行事故，比如螺釘，螺帽，我們以螺釘為例，當發(fā)動機的進氣口吸入螺釘之后，可能會嚴重打傷以及壓氣機轉(zhuǎn)子葉片，螺釘撞擊葉片后會反彈，然后又被氣流吸進，再次撞擊，直到螺釘將發(fā)動機的葉片打碎，并導致發(fā)動機停止運行。雖然這一過程可能會經(jīng)歷較長時間，但是最后造成的后果是比較嚴重的，因此，當航空發(fā)動機吸入金屬的外來損傷物時，會對壓氣機葉片發(fā)生比較嚴重的算上，進氣道上會存在較多的撞擊裂痕，同時被打散的一級葉片碎塊也是金屬，同樣也會對壓氣機以及各級轉(zhuǎn)子葉片造成一定程度的損傷。如果壓氣機一級轉(zhuǎn)子葉片上存在大量的機械損傷，在發(fā)動機進氣口和發(fā)動機的整流支板存在大量的沖擊坑，說明這種外來損傷物為金屬類，而且金屬體積越大這種損傷程度也就越明顯，較小的金屬比如保險絲，鐵絲等，雖然只能造成少量要親數(shù)葉片損傷，但是他們在葉片上會留下缺口，缺口的表面存在明顯的切削裂痕。

四、鳥類損傷

對于民航來說，面臨最嚴重的就是鳥類對發(fā)動機的損傷，這類損傷嚴格上屬于軟物體損傷的范圍，但由于鳥類撞擊事故的發(fā)生，因此我們將這種鳥類撞擊事故單獨進行分析。近年來，隨著人們對于環(huán)境保護和鳥類保護的意識增強，有使得鳥類數(shù)量增多，再加上機場一般都比較空曠，也是鳥類活動的理想場所。發(fā)生鳥類撞擊事故是影響飛機安全出行的主要因素。一般情況下鳥類撞擊時，撞擊部位會有撞傷或破裂甚至出現(xiàn)血潑濺的情況，流口會有鳥類的羽毛，一般撞擊到的機體比較明顯，相比軟物體損傷一樣，當鳥類被發(fā)動機的進氣口吸入之后可能會使轉(zhuǎn)子葉片發(fā)生變形，甚至斷裂，其流通到各級葉片會留有鳥類的尸體或者羽毛等。鳥類撞擊進入發(fā)動機的氣道之后可能會直接損傷氣道和壓氣機的第一級葉片，如果吸入體積較大的鳥類或數(shù)量較多的鳥禽，可能會堵塞流道，加上鳥血與黏附在葉片和流道上的羽毛，會影響氣流的正常流動，進而改變進入和流過壓氣機的氣流，使壓氣機的流量減小，發(fā)動機會出現(xiàn)喘振的現(xiàn)象，同時導致發(fā)動機的機械負荷增加，轉(zhuǎn)速減小，并且過多的鳥類尸體會使發(fā)動機的燃燒室異常燃燒，使發(fā)動機出現(xiàn)熄火而停止運行，如果進氣道發(fā)生嚴重的損傷，壓氣機的葉片的變形程度嚴重或斷裂，將導致發(fā)動機其他部件的破壞，使發(fā)動機停車和起火。

航空發(fā)動機外來物損失最大的特點是隱蔽性強，很多外來物并不會立即對發(fā)動機造成嚴重的安全事故，但這種危險是潛在的。通常發(fā)動機在受到外來物損傷之后能正常飛行，這時在飛行的過程中可能會出現(xiàn)各種事故，并且這種是發(fā)動機外來物損傷會導致發(fā)動機運行失常的直接原因。外來損傷物導致發(fā)動機異常運行之后如何采取措施，應當根據(jù)損傷的程度來確定，不同的發(fā)動機所控制的穩(wěn)定工作是存在差異的，即使是同一臺發(fā)動機在不同飛機上也會受到飛機進氣道匹配關系的影響，除此之外，影響發(fā)動機運行的因素還有飛行的速度，高度，運行狀態(tài)，環(huán)境等。

五、對航空發(fā)動機外來損傷的預防措施

為了能夠減少為了外來物對航空發(fā)動機的損傷，我們可以采用寬弦葉片，這種葉片是由24個直徑為1.5米的寬弦風扇構(gòu)成的，由于寬弦葉片本身的性質(zhì)，跑道上的碎片和塵土可以被甩到管道口，因此相比窄弦葉片來說，寬弦葉片能夠減少外來物的損傷。除此之外，工作人員需要增強安全防范意識，有效避免外來物對發(fā)動機造成的損傷，具體來看工作人員需要提高安全責任意識，加強對工具和航材的檢查，注意外來物對于飛機運行過程中產(chǎn)生的不良后果，不能隨意丟棄廢棄物，同時要加強停車坪的保潔工作，加強衛(wèi)生巡查力度，確保飛機在滑行中飛機坪的衛(wèi)生情況。 最后工作人員需要加強了對停車坪上空鳥類的巡邏，根據(jù)季節(jié)和鳥種等來制定合理的解決措施，確保本機場區(qū)域沒有大量的鳥群和體積較大的鳥類。

小結(jié)

總而言之，航空發(fā)動機外來損傷一般都比較隱蔽，很難及時發(fā)現(xiàn)，通過對發(fā)動機外來物損傷的類型進行鑒別，希望能夠幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機外來物的損傷，并提醒工作人員加強安全防范意識，意識到外來物損傷對于發(fā)動機造成的嚴重事故。

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