周國忠 中國民航飛行學(xué)院綿陽分院 621000

C172飛機(jī)發(fā)動機(jī)貧富油在飛行中的使用淺析

周國忠 中國民航飛行學(xué)院綿陽分院 621000

C172飛機(jī)發(fā)動機(jī)貧富油使用一直是飛行人員和機(jī)務(wù)人員長期關(guān)注和重視的話題，因為自從該款飛機(jī)用于飛行訓(xùn)練以來，由于對貧富油調(diào)節(jié)的方法錯誤而出現(xiàn)了幾起嚴(yán)重的空中發(fā)動機(jī)抖動，危及了飛行安全，影響了正常的飛行訓(xùn)練。同時由于飛行訓(xùn)練的特殊性，學(xué)生流動性大，人員變化快，單飛多，加上學(xué)生理解能力和動手能力參差不齊，對發(fā)動機(jī)貧富油調(diào)節(jié)就會出現(xiàn)一定的偏差。為了更好使用保護(hù)發(fā)動機(jī)，減少空中發(fā)動機(jī)抖動、確保飛行安全，本文從使用的角度分析飛行的幾個階段：地面運行、起飛爬升、巡航下降及著陸關(guān)車貧富油調(diào)節(jié)方法。

發(fā)動機(jī)；貧富油；密度高度；EGT；CHT Abstract

The engine mixture control of C172has always been a hot topic to which both the pilots and ground crew attach great importance, since several severe airborne engine vibrations have been caused by errors in the mixture control by which flight safety has been threatened and normal flight training has been interrupted. Meanwhile, because of the particularity of flight training, the fast transfer of student pilots, the increase of solo flights, and the difference in students’ understanding and manual operation, the occurrence of errors in mixture control could not be avoided. In order to not only more effectively use and better pro-tect the engine, but also decrease engine vibrations and ensure flight safety, this paper, from the perspective of actual use attempts to analyze the mixture control methods in the following different flight stages: ground operation, initial climb, cruising descent, and landing and shutdown.

engine; mixture control; density altitude; EGT; CHT

C172飛機(jī)是我校2005年開始引進(jìn)并用于飛行訓(xùn)練，在使用過程中也遇到了許多問題，其中最常見的是發(fā)動機(jī)的抖動問題，如空中因節(jié)氣門卡阻而導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)抖動等嚴(yán)重故障，同時此類問題機(jī)務(wù)在地面檢查時也發(fā)現(xiàn)了許多。表一是綿陽分院2007—2009年的發(fā)動機(jī)空中抖動次數(shù)統(tǒng)計，可以看出因電嘴原因造成的抖動占90%以上。這類故障出現(xiàn)的原因主要是由這款發(fā)動機(jī)的特點決定的，C172飛機(jī)使用的是IO-360-L2A型萊康明發(fā)動機(jī)[1]，額定功率是160匹馬力，最大轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)，是一款減功率發(fā)動機(jī)。它容易導(dǎo)致鉛泥的形成，同時也因為國內(nèi)100#航空汽油與國外100#低鉛航空汽油相比含鉛量大，飛機(jī)運行環(huán)境相對惡劣，也容易導(dǎo)致電嘴積鉛而使發(fā)動機(jī)抖動。而目前解決此類問題的辦法主要是在使用中嚴(yán)格按照飛機(jī)手冊要求調(diào)整貧富油，所以對飛行人員的使用要求也就比較嚴(yán)格，本文根據(jù)萊康明發(fā)動機(jī)使用要求對貧富油的使用做簡單的分析。

表一

圖一

調(diào)整發(fā)動機(jī)貧富油的重要意義[5]：

1.正確的貧富油調(diào)節(jié)可以使電嘴污染最小化。

2.正確的貧富油調(diào)節(jié)可以使滑油里的鉛泥沉積最小化。

一 地面及起飛前調(diào)整

1.地面使用

根據(jù)飛機(jī)飛行手冊[2]要求，飛機(jī)在地面運行時發(fā)動機(jī)要調(diào)整貧富油到轉(zhuǎn)速最大，這里就容易產(chǎn)生一個誤區(qū)那就是開好車以后，滑油溫度沒有到綠區(qū)就調(diào)整貧油，這樣就會造成發(fā)動機(jī)貧油暖機(jī)，對電嘴產(chǎn)生污染。正確的方法是開好車以后調(diào)油門到轉(zhuǎn)速1000～1200RPM暖機(jī)，因為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速至少為1000至1200RPM時，電嘴溫度才能達(dá)到其自潔溫度。等到滑油溫度到了綠區(qū)再調(diào)整貧油到轉(zhuǎn)速最大；

在地面試車：避免長時間地面試車（包括地面小轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)），這會使潮氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)，而滑油溫度又不夠高，無法使其蒸發(fā)，從而形成酸性物質(zhì)，造成發(fā)動機(jī)內(nèi)部腐蝕；同時地面試車一般偏富油，這會加速滑油中鉛泥的形成。避免長時間大功率地面運行，這樣容易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)過熱或局部過熱。在地面運行過程中，待發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)后，應(yīng)使發(fā)動機(jī)工作在1200RPM，調(diào)貧油至最大轉(zhuǎn)速。

飛機(jī)地面運行還存在一個問題：在現(xiàn)在的訓(xùn)練環(huán)境下，由于各個訓(xùn)練機(jī)場飛機(jī)多，有時存在地面等待時間較長的現(xiàn)象，長時間的地面小轉(zhuǎn)速運行，即使調(diào)整了貧油也容易造成電嘴污染，所以，建議當(dāng)預(yù)計時間過長時（一般大于15分鐘）應(yīng)關(guān)車等待。

2. 起飛時的貧富油調(diào)整

1）密度高度與貧富油：密度高度是將氣壓高度進(jìn)行了溫度修正后的高度。使用密度高度最主要的目的是讓飛行員以及飛機(jī)設(shè)計制造部門計算及了解正確的飛機(jī)性能值，并不是用來作為飛行高度的參考。可以說，一個密度高度對應(yīng)一個空氣密度。溫度升高，密度高度會增加。密度高度增加意味著空氣密度下降和飛機(jī)性能的降低。隨著密度高度的增加，發(fā)動機(jī)易富油，應(yīng)適當(dāng)對發(fā)動機(jī)調(diào)貧油以增加發(fā)動機(jī)功率或使發(fā)動機(jī)工作更穩(wěn)定。

按照飛行手冊要求，C172飛機(jī)當(dāng)起飛時密度高度超過3000米就必須調(diào)整貧富油，從上面關(guān)于密度高度定義可以看出，同一個機(jī)場密度高度會隨著溫度的變化而變化，不同的機(jī)場由于標(biāo)高的不同，調(diào)整密度高度的溫度也不相同。如綿陽機(jī)場標(biāo)高是1700米，當(dāng)溫度大于22度時起飛就要調(diào)貧油，遂寧機(jī)場標(biāo)高只有900米，調(diào)貧油的溫度就要30℃；對于裝配了gamin1000的飛機(jī)，還可以查看輔助頁面上大氣數(shù)據(jù)計算機(jī)提供的密度高度來判斷。

2）調(diào)整方法：當(dāng)密度高度大于3000米，起飛前，混合比和油門桿最前，慢慢調(diào)整混合比到轉(zhuǎn)速最大。但是根據(jù)萊康明發(fā)動機(jī)提供的發(fā)動機(jī)功率與C H T和E G T關(guān)系圖表[1]（如圖一）可以看出當(dāng)EGT達(dá)到峰值時有一段平滑期，在這一段內(nèi)，向貧油方向調(diào)整EGT不發(fā)生變化，但是飛機(jī)已經(jīng)開始貧油，根據(jù)萊康明發(fā)動機(jī)公司提供的資料和使用的效果來看，在富油端飛機(jī)的工作相對穩(wěn)定，大功率過貧油還可能導(dǎo)致早燃,并且多余的燃油還可以幫助降低CHT溫度冷卻發(fā)動機(jī)和減小發(fā)動機(jī)爆震的概率。所以在起飛前調(diào)整混合比也應(yīng)稍富油一些。

二 起落航線

由于學(xué)校的飛機(jī)是作為訓(xùn)練使用的，承擔(dān)著學(xué)生單飛的任務(wù)，所以起落航線的訓(xùn)練就相對較多，如果按照飛行手冊的要求調(diào)整貧富油就會十分麻煩，不利于完成教學(xué)任務(wù)，同時也不利于學(xué)生掌握教學(xué)重點。因為按照要求可能會出現(xiàn)起飛前不調(diào)，剛起飛就需要調(diào)整，著陸前又要全富油，而起落訓(xùn)練往往是連續(xù)性的，對于學(xué)生來說掌握就相對較難。在實際訓(xùn)練中，可以根據(jù)每天不同的氣象條件做適當(dāng)簡化，對發(fā)動機(jī)的損傷也基本沒有。比如：當(dāng)起飛時，密度高度在3000米或邊緣，就可以按照要求適當(dāng)調(diào)整貧油，到該平飛后就保持當(dāng)前混合比位置，著陸前也就不需要再全富油，著陸后直接加油門連續(xù)就可以。

三 爬升、巡航及下降

1 爬升

在高海拔機(jī)場起飛或在高度爬升期間，全富油可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定或功率損失。這種情況下，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)混合比使發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)。操作中應(yīng)注意觀察發(fā)動機(jī)溫度的變化。

在高高度時，空氣密度下降，發(fā)動機(jī)的可用功率已經(jīng)降低，此時調(diào)貧油不會損害發(fā)動機(jī)。尤其當(dāng)起飛時密度高度小于3000米而沒有調(diào)整起飛功率爬升過程中通過3000米密度高度一定要調(diào)整貧油。

2 巡航

在發(fā)動機(jī)巡航功率下，任何高度下都可調(diào)貧油。注意不要跟起飛、爬升時3000米下不能調(diào)貧搞混,也就是說，當(dāng)巡航時即使當(dāng)前所在高度對應(yīng)的密度高度小于3000米也一樣可以調(diào)貧油。因為巡航時全富油工作會使發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定，使發(fā)動機(jī)附件和發(fā)動機(jī)架晃動而降低壽命。

同時巡航時適當(dāng)?shù)呢毟挥驼{(diào)整意味著發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)和省錢，能降低訓(xùn)練成本。

同樣重要的是[4]：應(yīng)該明白，在發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠推薦的巡航功率下調(diào)貧所導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定并不是發(fā)動機(jī)爆震的征兆，這只是顯示了燃油分配至每個汽缸時的正常特征。工作不穩(wěn)定表明最貧的缸太貧了，開始無法正常工作了。

在廠家推薦的巡航功率下調(diào)貧是不會損壞發(fā)動機(jī)的，損壞只會發(fā)生在高于巡航功率的情況下。手冊規(guī)定：功率大于80%運行時禁止調(diào)貧油，萊康明發(fā)動機(jī)使用手冊規(guī)定如果在發(fā)動機(jī)的實際功率大于75%時調(diào)貧油使發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定或使EGT到達(dá)峰值，則很可能會嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)動機(jī)。而C172手冊上明確功率大于80%不允許調(diào)貧油，飛行中以飛行手冊為準(zhǔn)。

從圖一可以看出EGT峰值就是最佳混合比所在，此時空氣和燃油均被100%利用。尤其是在長時間的巡航飛行中，將發(fā)動機(jī)貧富油調(diào)節(jié)在EGT峰值的好處，除了能增加航程外，還能減小電嘴污染的可能性。

最經(jīng)濟(jì)混合比：EGT峰值。

最佳功率混合比：EGT峰值富油側(cè)100°F 。

推薦混合比：EGT峰值富油側(cè)50°F 。

注意：巡航時調(diào)貧應(yīng)兼顧C(jī)HT指示，任何時候只要CHT在EGT峰值前到達(dá)最大值，就應(yīng)以CHT來判定調(diào)貧極限。在訓(xùn)練飛行中，一般使用推薦的混合比模式。

在巡航過程中如果需要改變高度，加油門上升前一定要注意應(yīng)先將混合比全富油，否則會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定，嚴(yán)重時甚至損壞發(fā)動機(jī)。減油門下降時可以先收油門減小功率，再進(jìn)行人工調(diào)貧油或保持在巡航時的貧富油設(shè)置。

功率設(shè)置應(yīng)遵循的順序：

增加功率：首先調(diào)富油，然后推油門增加R P M。

減小功率：首先收油門降低R P M，然后調(diào)混合比。

總結(jié)起來就是：沖鋒在前，退卻在后。

3 下降

在巡航下降或進(jìn)近下降中，應(yīng)隨著高度的降低逐漸向富油飛行調(diào)整混合比，以保證發(fā)動機(jī)的最佳工作狀態(tài)。

注意：任何時候都要注意不能使汽缸驟冷。推薦最大汽缸頭溫度變化率不能超過50°F 每分鐘。

飛行人員應(yīng)避免會導(dǎo)致驟冷的低功率（高巡航轉(zhuǎn)速和低進(jìn)氣壓力）伴隨富油的快速下降。正常情況下應(yīng)采取下降一段平飛一段的方法，當(dāng)需要快速或長時間下降時，應(yīng)采取其他一些輔助手段如放襟翼等在保持下降率的同時減小速度而使用較大的油門位置以保證C H T的減小率不至于超限。以上情況大多會出現(xiàn)在冬季從較高的高度下降到較低的高度、長五邊著陸、無功率高進(jìn)近的時候，著陸以后應(yīng)注意要脫離不能連續(xù)起飛。

四 著陸及著陸后關(guān)車

在著陸過程中，混合比必須置于全富油位，除非在高標(biāo)高機(jī)場著陸，此時可能有必要在適當(dāng)貧油狀態(tài)下操作發(fā)動機(jī)。密度高度高，防止發(fā)動機(jī)過富油在跑道上停車。

關(guān)車前，應(yīng)使發(fā)動機(jī)在1000至1200RPM運轉(zhuǎn)，直到發(fā)動機(jī)溫度穩(wěn)定。然后調(diào)整發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速至1800RPM，保持15～20秒，再將轉(zhuǎn)速降至1200RPM，混合比關(guān)斷。任何時候調(diào)節(jié)貧富油，無論是調(diào)貧或調(diào)富，都應(yīng)緩慢進(jìn)行。

[1]萊康明發(fā)動機(jī)手冊（lycoming engine operationman）u lFAAc172飛機(jī)操縱手冊 .中國民航飛行學(xué)院飛機(jī)飛行指南 .中國民航飛行學(xué)院

[2]Aviation manuals FAA

[3]http://www.lycoming.textron.com/

An Exploration on the In-flight Utilization of Engine Mixture Control of C172

Zhou Guozhong
Civil Aviation Flight University of China--Mianyang Sub-College, Mianyang, Sichuan,621000

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.019

周國忠，男，1973.8，二級飛行教師。工作單位：中國民航飛行學(xué)院綿陽分院郵編：621000。