航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車(chē)故障分析及預(yù)防措施

鄧志奇 周克家 李自輝

（95935 部隊(duì)，黑龍江 哈爾濱150111）

不同的飛行器所需活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量不同，例如小型活塞式飛機(jī)只有一個(gè)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障對(duì)飛機(jī)的飛行造成的影響不言而喻。所以，通過(guò)研究，制定科學(xué)的可行性的故障預(yù)防措施就顯得分外重要。

1 航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車(chē)故障分析

1.1 活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)控制原理分析

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)主要指對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳輸系統(tǒng)進(jìn)行控制，以求實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。大多數(shù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)在自身點(diǎn)火系統(tǒng)中設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)控制電路，同時(shí)完成對(duì)發(fā)電機(jī)停車(chē)的控制。活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)原理主要如下：當(dāng)飛行器抵達(dá)預(yù)定地點(diǎn)，操作人員通過(guò)相應(yīng)操作系統(tǒng)發(fā)出“預(yù)備”指令，然后飛行器達(dá)到預(yù)定地點(diǎn)實(shí)施“停車(chē)”指令，之后將“+13V、0V”停車(chē)控制信號(hào)傳輸給停車(chē)控制盒，最終實(shí)現(xiàn)停車(chē)目的[1]。

1.2 活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車(chē)故障

故障情況：2019 年4 月12 點(diǎn)，在我國(guó)北方地區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)在空中停車(chē)時(shí)突然出現(xiàn)自動(dòng)熄火情況，當(dāng)時(shí)溫度為22℃，大氣壓為98kPa。相關(guān)技術(shù)人員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行檢查，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)系統(tǒng)（電匯系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)）均無(wú)異常、發(fā)動(dòng)機(jī)外部正常無(wú)損傷。隨即在地面再一次試車(chē)，該活塞發(fā)動(dòng)機(jī)要求最慢轉(zhuǎn)速為750 50rpm，于是相關(guān)施測(cè)人員按照此轉(zhuǎn)速進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)試車(chē)過(guò)程中相關(guān)試車(chē)人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整為790rpm時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)停車(chē)故障，當(dāng)相關(guān)試車(chē)人員車(chē)速調(diào)整到730rpm 發(fā)生了自動(dòng)停車(chē)故障。

2 空中停車(chē)故障原因分析以航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為例

2.1 人為原因?qū)е禄钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障分析

人為原因?qū)е禄钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障的情況相對(duì)比較常見(jiàn)，其中機(jī)組與維修是兩大誘發(fā)因素。首先，導(dǎo)致活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)原因在于機(jī)組操作不當(dāng)。飛行器的運(yùn)行離不開(kāi)相關(guān)人員的控制，尤其飛行器的飛行更加需要相應(yīng)的技術(shù)操作人員，同時(shí)如果這些技術(shù)操作人員操作不當(dāng)，極有可能導(dǎo)致活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)的情況[2]。飛行員操作不當(dāng)一方面因?yàn)椴僮魅藛T操作不夠熟練，另一方面因?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)操作人員經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，對(duì)某些故障因素做出偏差決定，導(dǎo)致錯(cuò)誤操作出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)超溫、噴富油，進(jìn)而導(dǎo)致活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)的現(xiàn)象。其次，維修檢查人員體系不夠完善。發(fā)動(dòng)機(jī)維修檢查人員體系相對(duì)不夠完善，也是導(dǎo)致活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障原因之一。飛行器的正常運(yùn)行離不開(kāi)在飛行前相關(guān)技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)檢修，在檢修中及時(shí)發(fā)現(xiàn)飛行器出現(xiàn)的各種故障，并針對(duì)故障做出處理，待發(fā)動(dòng)機(jī)一切正常之后再讓相關(guān)操作人員進(jìn)行操作，確保整個(gè)飛行工作的安全。但，當(dāng)前維修檢查人員體系還不夠完善，使得檢修人員數(shù)量捉襟見(jiàn)肘、質(zhì)量監(jiān)管相對(duì)稀松平常、維修技能培訓(xùn)重視不足等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，影響了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，導(dǎo)致活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。

2.2 器質(zhì)原因?qū)е禄钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障分析

發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中離不開(kāi)各種器械的相關(guān)配合，器械質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，一旦器械出現(xiàn)問(wèn)題難免導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)故障，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障。一般器械原因?qū)е禄钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障主要因素包括以下幾種：第一，冷卻故障。一般發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這部分熱量會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中某些元件造成影響，使得某些元件無(wú)法正常運(yùn)行。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中氣缸頭吸熱性能特別好，一旦與較熱的熱氣接觸后冷卻不及時(shí)，很可能出現(xiàn)失靈的情況，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)停車(chē)[3]；第二，點(diǎn)火故障。點(diǎn)火系統(tǒng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)轉(zhuǎn)的啟動(dòng)步驟，一旦點(diǎn)火裝置出現(xiàn)故障，極可能影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。例如，磁電機(jī)出現(xiàn)故障發(fā)動(dòng)機(jī)就無(wú)法正常使用。第三，進(jìn)排氣故障。進(jìn)排氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)影響很大，如果進(jìn)排氣系統(tǒng)出現(xiàn)卡阻，便會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)所需油汽混合比例出現(xiàn)異常，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障；第四，燃油控制故障。燃油控制故障可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)的現(xiàn)象，例如燃油倒灌出現(xiàn)堵塞就可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障；第五，油泵工作系統(tǒng)故障。油泵系統(tǒng)故障也是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)的原因之一，例如滑油散熱器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)器部件效果不佳，進(jìn)而出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)故障；第六，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)組件故障。運(yùn)動(dòng)組件直接關(guān)系發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，如果運(yùn)動(dòng)組件出現(xiàn)故障極可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障，例如活塞、連桿等部件出現(xiàn)故障[4]。

3 空中停車(chē)故障預(yù)防措施分析以航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為例

3.1 控制人為因素避免活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障

相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)人為原因進(jìn)行控制，避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。首先，加強(qiáng)機(jī)組操作培訓(xùn)。相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)機(jī)組操作培訓(xùn)，提升機(jī)組人員實(shí)際操作能力，從外部因素保證整個(gè)飛行中發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。相關(guān)部門(mén)在機(jī)組人員操作培訓(xùn)方面要注重一方面進(jìn)行飛行器操作能力的培訓(xùn)，另一方面注重應(yīng)急能力培訓(xùn)。相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)操作能力培訓(xùn)，充分提升機(jī)組人員操作熟練度，為發(fā)動(dòng)機(jī)空中運(yùn)轉(zhuǎn)正常提供保障。另一方面不可忽視應(yīng)急能力培訓(xùn)，為機(jī)組人員之后應(yīng)對(duì)飛行器緊急情況提供保障。相關(guān)機(jī)組人員要及時(shí)做好工作總結(jié)，不但積累飛行經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)準(zhǔn)確做出正確故障因素判斷，避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。其次，相關(guān)部門(mén)需要不斷完維修檢查人員體系確保發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)無(wú)一失之后再進(jìn)行飛行，避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。相關(guān)部門(mén)需要從維修檢查人員數(shù)量增加、維修人員監(jiān)管、維修技能培訓(xùn)等幾方面入手全面完善維修檢查人員體系，避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。相關(guān)部門(mén)在檢查維修人員增加方面要注重質(zhì)量，保障名副其實(shí)維修人員參與發(fā)動(dòng)機(jī)維修檢查。在維修人員監(jiān)督方面可以明確相應(yīng)工作流程，保證整個(gè)檢查工作有序推進(jìn)。相關(guān)部門(mén)在維修檢查技能培訓(xùn)上要注重內(nèi)容全面，以便全面提升相關(guān)檢查維修人員的專(zhuān)業(yè)技能，避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障。

3.2 控制器質(zhì)原因避免活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車(chē)故障

在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中需要注重相關(guān)器質(zhì)因素的有效控制，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)故障的出現(xiàn)。在器質(zhì)因素控制方面可以從以下幾方面入手：第一，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)避免發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中熱量過(guò)多。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)水平，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)某些重要元件的抗熱性能，保證熱量散出時(shí)相關(guān)元件不會(huì)失效，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障；第二，優(yōu)化點(diǎn)火系統(tǒng)。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面可以不斷優(yōu)化點(diǎn)火系統(tǒng)，提升點(diǎn)火裝置質(zhì)量，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以共同為點(diǎn)火系統(tǒng)優(yōu)化出謀劃策，為發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供技術(shù)支持。第三，相關(guān)人員控制好進(jìn)排氣系統(tǒng)。相關(guān)人員要控制好進(jìn)排氣系統(tǒng)控制，有效預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。相關(guān)操作人員在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之前需要對(duì)進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確保整個(gè)進(jìn)排氣相關(guān)管道通暢，無(wú)卡組與異常，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障[5]。第四，相關(guān)人員需要對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行檢修與觀(guān)察。維修檢查人員要在操作人員發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之前對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行檢修，確保燃油系統(tǒng)無(wú)異常。之后操作人員在整個(gè)操作過(guò)程中要全程監(jiān)控燃油系統(tǒng)變化，尤其是滑油壓力、氣缸溫度、燃油剩余量等，確保整個(gè)燃油系統(tǒng)正常運(yùn)行，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障；第五，對(duì)油泵工作系統(tǒng)進(jìn)行控制。相關(guān)人員需要對(duì)油泵系統(tǒng)進(jìn)行控制，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。相關(guān)人員要科學(xué)控制油氣混合比、及時(shí)檢查滑油散熱器，保證發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)器部件正常使用，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障；第六，相關(guān)人員要確保發(fā)動(dòng)機(jī)組件的正常。相關(guān)人員要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)組件相關(guān)零部件進(jìn)行檢修，及時(shí)替換已經(jīng)無(wú)法正常使用的零部件，確保整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，例如，檢查中及時(shí)更換已經(jīng)破損的活塞。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車(chē)故障比較多，綜合起來(lái)主要分為人為原因與器質(zhì)原因兩方面，而預(yù)防措施也是從這兩方面入手，有效預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)停車(chē)故障。