空客飛機(jī)V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)深度維修與分析

林 璟

（廣州飛機(jī)維修工程有限公司，廣東 廣州 510000）

V2500 是先進(jìn)的雙轉(zhuǎn)子、軸流式、高涵道比渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)，由國(guó)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司（IAE）設(shè)計(jì)生產(chǎn)。該發(fā)動(dòng)機(jī)適用于中程和短程客機(jī)，它的推力在22000lbf-33000Ibf 之間，專門(mén)為空客公司的A319、A320、A321 以及麥道公司的MD-90 飛機(jī)設(shè)計(jì)。由于V2500發(fā)動(dòng)機(jī)具有更高的可靠性和效率，同時(shí)還具有較低的噪聲和廢氣排放，符合環(huán)保的理念，因此A320 飛機(jī)的客戶大多選裝V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)。但是V2500 LPC 2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)由于設(shè)計(jì)原因，機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生磨損，如果繼續(xù)使用，會(huì)影響飛行安全。本文對(duì)V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)2.5 機(jī)構(gòu)更換原因進(jìn)行敘述，對(duì)該EMC 發(fā)出的換發(fā)通知單結(jié)合車(chē)間編制的例行工卡更換2.5 級(jí)放氣活門(mén)/作動(dòng)機(jī)構(gòu)更換進(jìn)行深入分析，形成相應(yīng)的更換低壓壓氣機(jī)單元體2.5級(jí)機(jī)構(gòu)的深度維修方法及分析，并提出維修建議和維護(hù)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。[1]

1 背景

空客飛機(jī)B-6191 左發(fā)動(dòng)機(jī)V15398 孔探發(fā)現(xiàn)因低壓壓氣機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)損傷，如果沒(méi)有及時(shí)更換，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)安全性能。南航技術(shù)公司發(fā)布關(guān)于更換-V2500發(fā)動(dòng)機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)換發(fā)通知單，我們參考換發(fā)通知單和車(chē)間例行工卡通過(guò)將低壓壓氣機(jī)單元體拆下后更換2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)受損等方法排除安全隱患。[2]

2 V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)2.5 級(jí)放氣機(jī)構(gòu)更換原因

V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)2.5 級(jí)放氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的防喘機(jī)構(gòu)之一，利用中間級(jí)氣放主要原理發(fā)生改變氣流量，促使調(diào)節(jié)氣旋會(huì)流動(dòng)的迎角，拓寬低壓壓氣機(jī)的喘振裕度。因它的機(jī)構(gòu)部分設(shè)計(jì)和兩方面材料的原因，該機(jī)構(gòu)在實(shí)際操作和運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)作動(dòng)機(jī)構(gòu)嚴(yán)重磨損情形，慢慢導(dǎo)致壓氣機(jī)整體性能加劇，喘振裕度減低，甚至出現(xiàn)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)不放行警告各類信息和喘振故障。[3]

2.1 V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)組成和損傷形式

LPC 2.5 級(jí)放氣機(jī)構(gòu)由放氣通道，作動(dòng)環(huán)，支撐環(huán)組成，有10 個(gè)支撐搖臂形成的作動(dòng)環(huán)，其中連接主副作動(dòng)器連桿的頂桿區(qū)域分別位于3 點(diǎn)和9 點(diǎn)鐘位置。[4]

2.2 LPC 2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)損傷形式

LPC 2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)中最脆弱的部件是作動(dòng)環(huán)。作動(dòng)環(huán)為鋁合金材料，相比其他關(guān)鍵部件材質(zhì)較軟。

1.在擰緊力和振動(dòng)共同作用下產(chǎn)生銷(xiāo)孔磨損。作動(dòng)環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)懸臂梁構(gòu)造的部件。機(jī)構(gòu)擺動(dòng)時(shí)，接觸運(yùn)動(dòng)的銷(xiāo)釘與襯套兩者之間的互相運(yùn)動(dòng)，作動(dòng)環(huán)部分伸到放氣通道中，在氣流擾動(dòng)下不停上下振動(dòng)作用下，銷(xiāo)釘孔位置會(huì)產(chǎn)生持續(xù)運(yùn)動(dòng)。

2.E 型鎖片松脫?？滋阶鲃?dòng)機(jī)構(gòu)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)銷(xiāo)釘脫開(kāi)現(xiàn)象和E型鎖片丟失。鎖片的主要作用是頂緊銷(xiāo)位。當(dāng)U 形腔表面未發(fā)生磨損運(yùn)動(dòng)時(shí)，E 型鎖片隨銷(xiāo)釘旋轉(zhuǎn)，不與作動(dòng)環(huán)壁接觸；當(dāng)U 型腔發(fā)生磨損時(shí)，E 型鎖片將與作動(dòng)環(huán)外壁相碰，受力超標(biāo)將鎖片彈出。（如圖1）

3.機(jī)構(gòu)卡阻。當(dāng)鎖片丟失或U 型腔嚴(yán)重磨損時(shí)，銷(xiāo)釘沒(méi)有固定住，將在搖臂的反作用力下發(fā)生徑向運(yùn)動(dòng)。

2.3 V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)低壓壓氣機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)單元體更換的情況

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)孔探信息的報(bào)告，LPC 2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)損傷的主要影響總體表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前安全狀態(tài)繼續(xù)惡化，即內(nèi)部機(jī)構(gòu)磨損進(jìn)而誘發(fā)機(jī)構(gòu)卡滯，影響LPC 喘振裕度不能處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在最大轉(zhuǎn)速向低轉(zhuǎn)速切換時(shí)機(jī)構(gòu)卡阻在關(guān)閉位，容易發(fā)生喘振，同時(shí)機(jī)構(gòu)卡阻將觸發(fā)ENGXCOMPRESSVANE 不放行的警告，這樣的信息提醒航空或者維修公司需要立刻更換V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)單元體2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)組件，然而對(duì)于單獨(dú)更換發(fā)動(dòng)機(jī)單元體，可以使用接近飛機(jī)的方式代替發(fā)動(dòng)機(jī)整體送修：發(fā)動(dòng)機(jī)從飛機(jī)拆下后，可以在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行離翼單元體更換，該操作流程為維修或航空公司減少了發(fā)動(dòng)機(jī)送修數(shù)量，降低了維護(hù)成本。目前國(guó)內(nèi)大修廠，如MTU 以及其他大修廠已經(jīng)擁有很多更換單元體的成功經(jīng)驗(yàn)。在廣州也執(zhí)行了很多臺(tái)V2500發(fā)動(dòng)機(jī)低壓壓氣機(jī)2.5級(jí)機(jī)構(gòu)單元體更換。

3 V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)低壓壓氣機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)單元體更換流程方案

3.1 方案的構(gòu)思

V2500 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)更換2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)單元體是早期發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間的深度維修項(xiàng)目之一，雖然很多大修廠已經(jīng)執(zhí)行過(guò)該類工作，但是面對(duì)GAMCO 發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間執(zhí)行此項(xiàng)目方案，需要從人、機(jī)、料、法和環(huán)等五個(gè)方面等進(jìn)行考慮。對(duì)于人員要求（人）：維修人員和放行人員需要需進(jìn)行LPC 2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)修理專項(xiàng)實(shí)操培訓(xùn)；對(duì)于工具設(shè)備（機(jī)）：工具需求共31 項(xiàng)，總價(jià)約28,000USD，其中兩項(xiàng)工具房有，經(jīng)評(píng)估14 項(xiàng)工具可自制，成本約5,000USD,節(jié)省6,000USD，15 項(xiàng)需要購(gòu)買(mǎi)，工具投入總成本約22,000USD；對(duì)于航材、消耗器材等需求（料）：超過(guò)一萬(wàn)美元高價(jià)件由客戶準(zhǔn)備，公司航材準(zhǔn)備數(shù)量只作為維修備件。第一批航材（共26 項(xiàng)）備件需要約8 萬(wàn)美元。對(duì)于程序和技術(shù)文件需求：（法）LPC 2.5級(jí)作動(dòng)機(jī)構(gòu)修理需要分解低壓壓氣機(jī)單元體，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)深度修理，參考發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)施工。對(duì)于工作環(huán)鏡要求：（環(huán)）分解單元體，需要拆下發(fā)動(dòng)機(jī)到車(chē)間維修，車(chē)間環(huán)境滿足維修需求。

3.2 方案優(yōu)化

1.V2500 低壓壓氣機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)單元體更換需要發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)架，拆裝進(jìn)氣道，拆裝尾噴，低壓壓氣機(jī)風(fēng)扇單元體組件，拆裝低壓壓氣機(jī)放氣管、放氣活門(mén)和作動(dòng)機(jī)構(gòu)，低壓2.5 級(jí)葉片和左右連桿組件等，所需要的工時(shí)人力和飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間較多，為了進(jìn)一步提高低壓壓氣機(jī)單元體檢查與更換部分普及的可行度，工藝和工程從施工步驟、設(shè)備以及航材等方面不斷改進(jìn)，成功探索出一套簡(jiǎn)易更換V2500 低壓壓氣機(jī)2.5 機(jī)構(gòu)單元體方法。[5]

2.在EMC 和MTU 指導(dǎo)下，按照V2500 手冊(cè)ESM，通過(guò)11 個(gè)步驟工序?qū)⑵涞蛪簤簹鈾C(jī)單元體及低壓壓氣機(jī)放氣管、放氣活門(mén)和作動(dòng)機(jī)構(gòu)，低壓2.5 級(jí)葉片和左右連桿組件拆卸與組裝，這也突破了自大修廠和航空公司以來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間深度維修能力的攻關(guān)。[6]（如圖2所示）

圖2 低壓壓氣機(jī)2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)單元體拆裝工序

4 總結(jié)

本文通過(guò)介紹V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)LPC 2.5 放氣機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)述LPC 2.5 級(jí)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)單元體深度維修方法，簡(jiǎn)單分析了放氣機(jī)構(gòu)U 型腔磨損情況與鎖片脫出造成機(jī)構(gòu)卡阻，進(jìn)而提出更換LPC 2.5級(jí)放氣機(jī)構(gòu)單元體的方案，為發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作提供一定深度維修方法路徑及分析，并提出維修建議和維護(hù)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。