劉震雄

摘 要 文章主要介紹工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用。針對(duì)CFM56型發(fā)動(dòng)機(jī)，使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查了壓氣機(jī)葉片、燃燒室、渦輪葉片等部件的損傷和裂紋，并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件是否滿足適航要求進(jìn)行判斷。

關(guān)鍵詞 航空發(fā)動(dòng)機(jī)；維修；內(nèi)窺鏡

中圖分類號(hào)：V263.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0100-02

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是民航客機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，其直接影響客機(jī)的安全性。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件相當(dāng)嚴(yán)苛，通常要面對(duì)1700攝氏度以上的高溫，每分鐘3000到5000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度，由此將產(chǎn)生具有破壞力等級(jí)的離心力。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用過(guò)程中，故障頻發(fā)于軸流式壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪等幾大核心部件處，同時(shí)故障往往產(chǎn)生在發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，從外觀很難發(fā)現(xiàn)損壞的具體位置，如果將發(fā)動(dòng)機(jī)全部拆開(kāi)，將大大降低客機(jī)的運(yùn)營(yíng)效率，對(duì)航空公司產(chǎn)生巨大的損失。

針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的特殊性，目前主要使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查技術(shù)。機(jī)務(wù)員借助工業(yè)內(nèi)窺鏡，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部部件進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的傷情，評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的性能狀態(tài)。

1 內(nèi)窺鏡檢查的特點(diǎn)

內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)可以將檢測(cè)點(diǎn)處的缺陷以清晰、高分辨率的完整、彩色圖像傳送回來(lái)，并可以對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)、分析和存儲(chǔ)。在使用工業(yè)內(nèi)窺鏡時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，需考慮以下因素：首先是檢查孔的尺寸大小，它會(huì)限制內(nèi)窺鏡鏡管的直徑大?。黄浯问菣z查位置的接近路徑，復(fù)雜路徑需選擇柔性內(nèi)窺鏡而直線路徑則可以選擇剛性內(nèi)窺鏡；再者檢查缺陷的大小，檢查點(diǎn)光線等都會(huì)影響圖像的采集。

2 內(nèi)窺鏡技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障檢查所應(yīng)用的技術(shù)相對(duì)其他檢測(cè)技術(shù)而言比較簡(jiǎn)單，它應(yīng)用內(nèi)窺鏡探頭將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的圖像傳輸?shù)酵獠匡@示器上，機(jī)務(wù)人員通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)維修手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行故障判斷，決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否滿足適航要求。下文針對(duì)目前在波音737型客機(jī)上使用最廣的發(fā)動(dòng)機(jī)CFM56-7B為例，講述如何使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障診斷

檢查。

1）進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查前的預(yù)備工作。航空發(fā)動(dòng)機(jī)屬于高溫部件，在實(shí)施內(nèi)窺鏡檢查工作之前，要首先完成以下準(zhǔn)備工作：對(duì)剛降落的客機(jī)或者試車后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查，必須確保發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪完全冷卻，防止高溫對(duì)內(nèi)窺鏡探頭造成損壞，同時(shí)防止對(duì)機(jī)務(wù)人員造成傷害；在實(shí)施內(nèi)窺鏡檢查前，采用溫度計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度測(cè)量，當(dāng)溫度低于80℃時(shí)開(kāi)始進(jìn)行檢查；拆下需要檢查部分的孔探口密封蓋，注意對(duì)密封蓋進(jìn)行位置編號(hào)防止密封蓋混淆。

2）檢查低壓級(jí)風(fēng)扇葉片。一般而言，風(fēng)扇屬于低壓壓氣機(jī)的第一級(jí)，位于發(fā)動(dòng)機(jī)的最前端。在目視范圍內(nèi)，使用手電筒進(jìn)行目視檢查，風(fēng)扇葉片在尺寸上相對(duì)比較大，檢查的重點(diǎn)側(cè)重于風(fēng)扇葉片的前緣和根部，觀察是否存在凹坑和侵蝕現(xiàn)象，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇葉片確保在整個(gè)圓周范圍內(nèi)葉片和機(jī)匣之間存在足夠的葉頂間隙。然后用規(guī)定標(biāo)記方式標(biāo)記葉片。隨后，使用工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭檢查風(fēng)扇葉片的后緣，將探頭放在第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的前緣，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇葉片，依次檢查整個(gè)風(fēng)扇部分。

3）檢查壓氣機(jī)。檢查壓氣機(jī)時(shí)，需要兩名機(jī)務(wù)人員的配合，一位進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，另一位以適當(dāng)?shù)乃俣绒D(zhuǎn)動(dòng)壓氣機(jī)，在檢查時(shí)對(duì)檢查過(guò)的葉片進(jìn)行標(biāo)示，確保每一級(jí)的每一個(gè)葉片都被檢查。圖1為內(nèi)窺鏡檢查的壓氣機(jī)葉片圖像，從圖中可以清晰的看到葉片都存在明顯的殘缺，圖1（a）中，葉片受到外來(lái)物打擊，損傷相當(dāng)嚴(yán)重，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)中的要求，必須采取更換發(fā)動(dòng)機(jī)的促使以確保飛行安全；而圖1（b）中，葉片損傷相對(duì)不嚴(yán)重，可繼續(xù)使用。

4）檢查燃燒室部件。在對(duì)燃燒室進(jìn)行檢查時(shí)，將內(nèi)窺鏡探頭伸入燃燒室內(nèi)部，因燃燒室無(wú)法旋轉(zhuǎn)，因此為確保檢查到整個(gè)燃燒室，必須將探頭旋轉(zhuǎn)一周，依次檢查燃燒室的各個(gè)部件，諸如火焰筒表面，燃燒室頭部旋流器，點(diǎn)火電嘴，燃油霧化器等等。如發(fā)現(xiàn)損傷，則必須拆下燃燒室的所有孔探堵頭和點(diǎn)火嘴深入檢查。圖2為燃燒室的檢查結(jié)果圖，在圖中反映出燃燒室頭部有燒蝕現(xiàn)象，主要是由于供油量突然增大，造成溫度突然急劇升高所造成的。要判斷是否滿足適航要求，必須對(duì)內(nèi)部進(jìn)一步進(jìn)行檢查。

5）檢查渦輪部件。渦輪的第一級(jí)導(dǎo)向葉片位于燃燒室出口，接觸溫度有可能高達(dá)2000攝氏度，其發(fā)生故障的可能性遠(yuǎn)高于其他渦輪部件，因此必須使用內(nèi)窺鏡對(duì)其進(jìn)行檢查是否存在嚴(yán)重的燒蝕現(xiàn)象。檢查完導(dǎo)向器葉片后再對(duì)渦輪轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行檢測(cè)。在進(jìn)行檢查時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子，機(jī)務(wù)人員不斷的提起和插入內(nèi)窺鏡探頭，180度來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)探頭檢查每一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。當(dāng)需要檢查渦輪盤(pán)和渦輪葉片的葉根部位時(shí)，需要將整個(gè)內(nèi)窺鏡探頭伸入以便進(jìn)行檢查。以上檢查步驟是檢查渦輪部件的簡(jiǎn)化程序，當(dāng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正式檢查時(shí)，一定要遵照CFM56-7維護(hù)手冊(cè)中步驟進(jìn)行檢查。圖3和圖4分別為損傷的渦輪導(dǎo)向葉片和渦輪轉(zhuǎn)子葉片。在圖3中，渦輪導(dǎo)向葉片的前緣發(fā)生了燒蝕現(xiàn)象，主要是其長(zhǎng)時(shí)間接觸燃燒室出來(lái)的高溫高壓燃?xì)獾臎_擊造成，葉片的氣膜冷卻沒(méi)能很好的保護(hù)葉片，有可能氣膜孔發(fā)生了堵塞導(dǎo)致沒(méi)有足夠的冷卻空氣出流。在圖4（b）中，渦輪葉片發(fā)生了裂紋現(xiàn)象，根據(jù)圖中裂紋的長(zhǎng)度和走向，結(jié)合手冊(cè)判讀其是否符合適航要求。造成渦輪葉片裂紋的原因主要由于葉片受到強(qiáng)大的離心力的作用和高溫燃?xì)獾臎_擊，造成葉片金屬晶鍵之間發(fā)生斷裂，受蠕變作用慢慢擴(kuò)大。

3 總結(jié)

內(nèi)窺鏡檢測(cè)方法可以在不拆解發(fā)動(dòng)機(jī)的條件下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修診斷，提高客機(jī)的使用效率，節(jié)約時(shí)間。內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)由于其便利性應(yīng)用范圍廣泛，不僅適用于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的故障檢查，對(duì)于客機(jī)的其他損傷部位也可以使用，諸如客機(jī)燃油系統(tǒng)內(nèi)部腐蝕程度的檢查，起落架液壓系統(tǒng)磨損件的檢查，客機(jī)電子艙中狹窄區(qū)域?qū)Ь€的安裝固定。對(duì)于通用航空器，可以使用內(nèi)窺鏡技術(shù)檢查活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣和汽缸內(nèi)部。

目前，機(jī)務(wù)人員在獲取了探測(cè)部位的圖像之后，必須查閱相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)手冊(cè)，根據(jù)手冊(cè)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)損傷部位的描述，判斷損傷部件是否需要更換或換發(fā)或者憑借檢測(cè)人員多年的經(jīng)驗(yàn)做出判斷。這一過(guò)程通常需要比較長(zhǎng)的查閱、判斷時(shí)間，影響了客機(jī)的有效運(yùn)營(yíng)時(shí)間。隨著可視化系統(tǒng)的發(fā)展以及云計(jì)算、云存儲(chǔ)的出現(xiàn)，可以根據(jù)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，航空公司可以建立可以共享的內(nèi)窺鏡數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)檢測(cè)人員上傳的孔探圖像，依據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和各類發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)信息自動(dòng)做出判斷，并將信息同時(shí)傳輸?shù)胶娇展玖慵?kù)房，提高更換零件的快速性。該數(shù)據(jù)庫(kù)也可以提供各種檢測(cè)案例用于檢測(cè)人員的培訓(xùn)和提高。建立該平臺(tái)需要投入一部分資金，但可以縮短檢測(cè)時(shí)間，提高效率，對(duì)航空公司而言，這又可以減少費(fèi)用的支出。

工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在的各類故障和損傷。隨著工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)的不斷發(fā)展提高，各種先進(jìn)、高清晰度的顯示器和探頭應(yīng)用，能使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行得到更好的保障，使客機(jī)運(yùn)行效率更高，飛行更加安全。

參考文獻(xiàn)

[1]于輝.孔探技術(shù)及其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用[J].南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院.

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[6]XLG3? 系列工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡系列手冊(cè)[M].美國(guó)韋林公司.

[7]B737NG AMM手冊(cè)72-00-00[M].美國(guó)波音公司.endprint

摘 要 文章主要介紹工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用。針對(duì)CFM56型發(fā)動(dòng)機(jī)，使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查了壓氣機(jī)葉片、燃燒室、渦輪葉片等部件的損傷和裂紋，并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件是否滿足適航要求進(jìn)行判斷。

關(guān)鍵詞 航空發(fā)動(dòng)機(jī)；維修；內(nèi)窺鏡

中圖分類號(hào)：V263.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0100-02

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是民航客機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，其直接影響客機(jī)的安全性。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件相當(dāng)嚴(yán)苛，通常要面對(duì)1700攝氏度以上的高溫，每分鐘3000到5000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度，由此將產(chǎn)生具有破壞力等級(jí)的離心力。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用過(guò)程中，故障頻發(fā)于軸流式壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪等幾大核心部件處，同時(shí)故障往往產(chǎn)生在發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，從外觀很難發(fā)現(xiàn)損壞的具體位置，如果將發(fā)動(dòng)機(jī)全部拆開(kāi)，將大大降低客機(jī)的運(yùn)營(yíng)效率，對(duì)航空公司產(chǎn)生巨大的損失。

針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的特殊性，目前主要使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查技術(shù)。機(jī)務(wù)員借助工業(yè)內(nèi)窺鏡，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部部件進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的傷情，評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的性能狀態(tài)。

1 內(nèi)窺鏡檢查的特點(diǎn)

內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)可以將檢測(cè)點(diǎn)處的缺陷以清晰、高分辨率的完整、彩色圖像傳送回來(lái)，并可以對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)、分析和存儲(chǔ)。在使用工業(yè)內(nèi)窺鏡時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，需考慮以下因素：首先是檢查孔的尺寸大小，它會(huì)限制內(nèi)窺鏡鏡管的直徑大?。黄浯问菣z查位置的接近路徑，復(fù)雜路徑需選擇柔性內(nèi)窺鏡而直線路徑則可以選擇剛性內(nèi)窺鏡；再者檢查缺陷的大小，檢查點(diǎn)光線等都會(huì)影響圖像的采集。

2 內(nèi)窺鏡技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障檢查所應(yīng)用的技術(shù)相對(duì)其他檢測(cè)技術(shù)而言比較簡(jiǎn)單，它應(yīng)用內(nèi)窺鏡探頭將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的圖像傳輸?shù)酵獠匡@示器上，機(jī)務(wù)人員通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)維修手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行故障判斷，決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否滿足適航要求。下文針對(duì)目前在波音737型客機(jī)上使用最廣的發(fā)動(dòng)機(jī)CFM56-7B為例，講述如何使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障診斷

檢查。

1）進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查前的預(yù)備工作。航空發(fā)動(dòng)機(jī)屬于高溫部件，在實(shí)施內(nèi)窺鏡檢查工作之前，要首先完成以下準(zhǔn)備工作：對(duì)剛降落的客機(jī)或者試車后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查，必須確保發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪完全冷卻，防止高溫對(duì)內(nèi)窺鏡探頭造成損壞，同時(shí)防止對(duì)機(jī)務(wù)人員造成傷害；在實(shí)施內(nèi)窺鏡檢查前，采用溫度計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度測(cè)量，當(dāng)溫度低于80℃時(shí)開(kāi)始進(jìn)行檢查；拆下需要檢查部分的孔探口密封蓋，注意對(duì)密封蓋進(jìn)行位置編號(hào)防止密封蓋混淆。

2）檢查低壓級(jí)風(fēng)扇葉片。一般而言，風(fēng)扇屬于低壓壓氣機(jī)的第一級(jí)，位于發(fā)動(dòng)機(jī)的最前端。在目視范圍內(nèi)，使用手電筒進(jìn)行目視檢查，風(fēng)扇葉片在尺寸上相對(duì)比較大，檢查的重點(diǎn)側(cè)重于風(fēng)扇葉片的前緣和根部，觀察是否存在凹坑和侵蝕現(xiàn)象，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇葉片確保在整個(gè)圓周范圍內(nèi)葉片和機(jī)匣之間存在足夠的葉頂間隙。然后用規(guī)定標(biāo)記方式標(biāo)記葉片。隨后，使用工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭檢查風(fēng)扇葉片的后緣，將探頭放在第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的前緣，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇葉片，依次檢查整個(gè)風(fēng)扇部分。

3）檢查壓氣機(jī)。檢查壓氣機(jī)時(shí)，需要兩名機(jī)務(wù)人員的配合，一位進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，另一位以適當(dāng)?shù)乃俣绒D(zhuǎn)動(dòng)壓氣機(jī)，在檢查時(shí)對(duì)檢查過(guò)的葉片進(jìn)行標(biāo)示，確保每一級(jí)的每一個(gè)葉片都被檢查。圖1為內(nèi)窺鏡檢查的壓氣機(jī)葉片圖像，從圖中可以清晰的看到葉片都存在明顯的殘缺，圖1（a）中，葉片受到外來(lái)物打擊，損傷相當(dāng)嚴(yán)重，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)中的要求，必須采取更換發(fā)動(dòng)機(jī)的促使以確保飛行安全；而圖1（b）中，葉片損傷相對(duì)不嚴(yán)重，可繼續(xù)使用。

4）檢查燃燒室部件。在對(duì)燃燒室進(jìn)行檢查時(shí)，將內(nèi)窺鏡探頭伸入燃燒室內(nèi)部，因燃燒室無(wú)法旋轉(zhuǎn)，因此為確保檢查到整個(gè)燃燒室，必須將探頭旋轉(zhuǎn)一周，依次檢查燃燒室的各個(gè)部件，諸如火焰筒表面，燃燒室頭部旋流器，點(diǎn)火電嘴，燃油霧化器等等。如發(fā)現(xiàn)損傷，則必須拆下燃燒室的所有孔探堵頭和點(diǎn)火嘴深入檢查。圖2為燃燒室的檢查結(jié)果圖，在圖中反映出燃燒室頭部有燒蝕現(xiàn)象，主要是由于供油量突然增大，造成溫度突然急劇升高所造成的。要判斷是否滿足適航要求，必須對(duì)內(nèi)部進(jìn)一步進(jìn)行檢查。

5）檢查渦輪部件。渦輪的第一級(jí)導(dǎo)向葉片位于燃燒室出口，接觸溫度有可能高達(dá)2000攝氏度，其發(fā)生故障的可能性遠(yuǎn)高于其他渦輪部件，因此必須使用內(nèi)窺鏡對(duì)其進(jìn)行檢查是否存在嚴(yán)重的燒蝕現(xiàn)象。檢查完導(dǎo)向器葉片后再對(duì)渦輪轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行檢測(cè)。在進(jìn)行檢查時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子，機(jī)務(wù)人員不斷的提起和插入內(nèi)窺鏡探頭，180度來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)探頭檢查每一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。當(dāng)需要檢查渦輪盤(pán)和渦輪葉片的葉根部位時(shí)，需要將整個(gè)內(nèi)窺鏡探頭伸入以便進(jìn)行檢查。以上檢查步驟是檢查渦輪部件的簡(jiǎn)化程序，當(dāng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正式檢查時(shí)，一定要遵照CFM56-7維護(hù)手冊(cè)中步驟進(jìn)行檢查。圖3和圖4分別為損傷的渦輪導(dǎo)向葉片和渦輪轉(zhuǎn)子葉片。在圖3中，渦輪導(dǎo)向葉片的前緣發(fā)生了燒蝕現(xiàn)象，主要是其長(zhǎng)時(shí)間接觸燃燒室出來(lái)的高溫高壓燃?xì)獾臎_擊造成，葉片的氣膜冷卻沒(méi)能很好的保護(hù)葉片，有可能氣膜孔發(fā)生了堵塞導(dǎo)致沒(méi)有足夠的冷卻空氣出流。在圖4（b）中，渦輪葉片發(fā)生了裂紋現(xiàn)象，根據(jù)圖中裂紋的長(zhǎng)度和走向，結(jié)合手冊(cè)判讀其是否符合適航要求。造成渦輪葉片裂紋的原因主要由于葉片受到強(qiáng)大的離心力的作用和高溫燃?xì)獾臎_擊，造成葉片金屬晶鍵之間發(fā)生斷裂，受蠕變作用慢慢擴(kuò)大。

3 總結(jié)

內(nèi)窺鏡檢測(cè)方法可以在不拆解發(fā)動(dòng)機(jī)的條件下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修診斷，提高客機(jī)的使用效率，節(jié)約時(shí)間。內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)由于其便利性應(yīng)用范圍廣泛，不僅適用于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的故障檢查，對(duì)于客機(jī)的其他損傷部位也可以使用，諸如客機(jī)燃油系統(tǒng)內(nèi)部腐蝕程度的檢查，起落架液壓系統(tǒng)磨損件的檢查，客機(jī)電子艙中狹窄區(qū)域?qū)Ь€的安裝固定。對(duì)于通用航空器，可以使用內(nèi)窺鏡技術(shù)檢查活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣和汽缸內(nèi)部。

目前，機(jī)務(wù)人員在獲取了探測(cè)部位的圖像之后，必須查閱相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)手冊(cè)，根據(jù)手冊(cè)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)損傷部位的描述，判斷損傷部件是否需要更換或換發(fā)或者憑借檢測(cè)人員多年的經(jīng)驗(yàn)做出判斷。這一過(guò)程通常需要比較長(zhǎng)的查閱、判斷時(shí)間，影響了客機(jī)的有效運(yùn)營(yíng)時(shí)間。隨著可視化系統(tǒng)的發(fā)展以及云計(jì)算、云存儲(chǔ)的出現(xiàn)，可以根據(jù)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，航空公司可以建立可以共享的內(nèi)窺鏡數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)檢測(cè)人員上傳的孔探圖像，依據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和各類發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)信息自動(dòng)做出判斷，并將信息同時(shí)傳輸?shù)胶娇展玖慵?kù)房，提高更換零件的快速性。該數(shù)據(jù)庫(kù)也可以提供各種檢測(cè)案例用于檢測(cè)人員的培訓(xùn)和提高。建立該平臺(tái)需要投入一部分資金，但可以縮短檢測(cè)時(shí)間，提高效率，對(duì)航空公司而言，這又可以減少費(fèi)用的支出。

工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在的各類故障和損傷。隨著工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)的不斷發(fā)展提高，各種先進(jìn)、高清晰度的顯示器和探頭應(yīng)用，能使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行得到更好的保障，使客機(jī)運(yùn)行效率更高，飛行更加安全。

參考文獻(xiàn)

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[3]范海清.孔探檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)匯編[J].中國(guó)深圳航空公司機(jī)務(wù)工程部.

[4]董務(wù)江.內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)在民用航空器中的應(yīng)用[J].無(wú)損探傷.

[5]文修.航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作能力的診斷與恢復(fù)[J].航空工程與維修.

[6]XLG3? 系列工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡系列手冊(cè)[M].美國(guó)韋林公司.

[7]B737NG AMM手冊(cè)72-00-00[M].美國(guó)波音公司.endprint

摘 要 文章主要介紹工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的應(yīng)用。針對(duì)CFM56型發(fā)動(dòng)機(jī)，使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查了壓氣機(jī)葉片、燃燒室、渦輪葉片等部件的損傷和裂紋，并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件是否滿足適航要求進(jìn)行判斷。

關(guān)鍵詞 航空發(fā)動(dòng)機(jī)；維修；內(nèi)窺鏡

中圖分類號(hào)：V263.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0100-02

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是民航客機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，其直接影響客機(jī)的安全性。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件相當(dāng)嚴(yán)苛，通常要面對(duì)1700攝氏度以上的高溫，每分鐘3000到5000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度，由此將產(chǎn)生具有破壞力等級(jí)的離心力。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用過(guò)程中，故障頻發(fā)于軸流式壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪等幾大核心部件處，同時(shí)故障往往產(chǎn)生在發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，從外觀很難發(fā)現(xiàn)損壞的具體位置，如果將發(fā)動(dòng)機(jī)全部拆開(kāi)，將大大降低客機(jī)的運(yùn)營(yíng)效率，對(duì)航空公司產(chǎn)生巨大的損失。

針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修的特殊性，目前主要使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查技術(shù)。機(jī)務(wù)員借助工業(yè)內(nèi)窺鏡，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部部件進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的傷情，評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的性能狀態(tài)。

1 內(nèi)窺鏡檢查的特點(diǎn)

內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)可以將檢測(cè)點(diǎn)處的缺陷以清晰、高分辨率的完整、彩色圖像傳送回來(lái)，并可以對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)、分析和存儲(chǔ)。在使用工業(yè)內(nèi)窺鏡時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，需考慮以下因素：首先是檢查孔的尺寸大小，它會(huì)限制內(nèi)窺鏡鏡管的直徑大小；其次是檢查位置的接近路徑，復(fù)雜路徑需選擇柔性內(nèi)窺鏡而直線路徑則可以選擇剛性內(nèi)窺鏡；再者檢查缺陷的大小，檢查點(diǎn)光線等都會(huì)影響圖像的采集。

2 內(nèi)窺鏡技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障檢查所應(yīng)用的技術(shù)相對(duì)其他檢測(cè)技術(shù)而言比較簡(jiǎn)單，它應(yīng)用內(nèi)窺鏡探頭將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的圖像傳輸?shù)酵獠匡@示器上，機(jī)務(wù)人員通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)維修手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行故障判斷，決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否滿足適航要求。下文針對(duì)目前在波音737型客機(jī)上使用最廣的發(fā)動(dòng)機(jī)CFM56-7B為例，講述如何使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障診斷

檢查。

1）進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查前的預(yù)備工作。航空發(fā)動(dòng)機(jī)屬于高溫部件，在實(shí)施內(nèi)窺鏡檢查工作之前，要首先完成以下準(zhǔn)備工作：對(duì)剛降落的客機(jī)或者試車后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查，必須確保發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪完全冷卻，防止高溫對(duì)內(nèi)窺鏡探頭造成損壞，同時(shí)防止對(duì)機(jī)務(wù)人員造成傷害；在實(shí)施內(nèi)窺鏡檢查前，采用溫度計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度測(cè)量，當(dāng)溫度低于80℃時(shí)開(kāi)始進(jìn)行檢查；拆下需要檢查部分的孔探口密封蓋，注意對(duì)密封蓋進(jìn)行位置編號(hào)防止密封蓋混淆。

2）檢查低壓級(jí)風(fēng)扇葉片。一般而言，風(fēng)扇屬于低壓壓氣機(jī)的第一級(jí)，位于發(fā)動(dòng)機(jī)的最前端。在目視范圍內(nèi)，使用手電筒進(jìn)行目視檢查，風(fēng)扇葉片在尺寸上相對(duì)比較大，檢查的重點(diǎn)側(cè)重于風(fēng)扇葉片的前緣和根部，觀察是否存在凹坑和侵蝕現(xiàn)象，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇葉片確保在整個(gè)圓周范圍內(nèi)葉片和機(jī)匣之間存在足夠的葉頂間隙。然后用規(guī)定標(biāo)記方式標(biāo)記葉片。隨后，使用工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭檢查風(fēng)扇葉片的后緣，將探頭放在第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的前緣，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇葉片，依次檢查整個(gè)風(fēng)扇部分。

3）檢查壓氣機(jī)。檢查壓氣機(jī)時(shí)，需要兩名機(jī)務(wù)人員的配合，一位進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，另一位以適當(dāng)?shù)乃俣绒D(zhuǎn)動(dòng)壓氣機(jī)，在檢查時(shí)對(duì)檢查過(guò)的葉片進(jìn)行標(biāo)示，確保每一級(jí)的每一個(gè)葉片都被檢查。圖1為內(nèi)窺鏡檢查的壓氣機(jī)葉片圖像，從圖中可以清晰的看到葉片都存在明顯的殘缺，圖1（a）中，葉片受到外來(lái)物打擊，損傷相當(dāng)嚴(yán)重，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)中的要求，必須采取更換發(fā)動(dòng)機(jī)的促使以確保飛行安全；而圖1（b）中，葉片損傷相對(duì)不嚴(yán)重，可繼續(xù)使用。

4）檢查燃燒室部件。在對(duì)燃燒室進(jìn)行檢查時(shí)，將內(nèi)窺鏡探頭伸入燃燒室內(nèi)部，因燃燒室無(wú)法旋轉(zhuǎn)，因此為確保檢查到整個(gè)燃燒室，必須將探頭旋轉(zhuǎn)一周，依次檢查燃燒室的各個(gè)部件，諸如火焰筒表面，燃燒室頭部旋流器，點(diǎn)火電嘴，燃油霧化器等等。如發(fā)現(xiàn)損傷，則必須拆下燃燒室的所有孔探堵頭和點(diǎn)火嘴深入檢查。圖2為燃燒室的檢查結(jié)果圖，在圖中反映出燃燒室頭部有燒蝕現(xiàn)象，主要是由于供油量突然增大，造成溫度突然急劇升高所造成的。要判斷是否滿足適航要求，必須對(duì)內(nèi)部進(jìn)一步進(jìn)行檢查。

5）檢查渦輪部件。渦輪的第一級(jí)導(dǎo)向葉片位于燃燒室出口，接觸溫度有可能高達(dá)2000攝氏度，其發(fā)生故障的可能性遠(yuǎn)高于其他渦輪部件，因此必須使用內(nèi)窺鏡對(duì)其進(jìn)行檢查是否存在嚴(yán)重的燒蝕現(xiàn)象。檢查完導(dǎo)向器葉片后再對(duì)渦輪轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行檢測(cè)。在進(jìn)行檢查時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子，機(jī)務(wù)人員不斷的提起和插入內(nèi)窺鏡探頭，180度來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)探頭檢查每一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。當(dāng)需要檢查渦輪盤(pán)和渦輪葉片的葉根部位時(shí)，需要將整個(gè)內(nèi)窺鏡探頭伸入以便進(jìn)行檢查。以上檢查步驟是檢查渦輪部件的簡(jiǎn)化程序，當(dāng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正式檢查時(shí)，一定要遵照CFM56-7維護(hù)手冊(cè)中步驟進(jìn)行檢查。圖3和圖4分別為損傷的渦輪導(dǎo)向葉片和渦輪轉(zhuǎn)子葉片。在圖3中，渦輪導(dǎo)向葉片的前緣發(fā)生了燒蝕現(xiàn)象，主要是其長(zhǎng)時(shí)間接觸燃燒室出來(lái)的高溫高壓燃?xì)獾臎_擊造成，葉片的氣膜冷卻沒(méi)能很好的保護(hù)葉片，有可能氣膜孔發(fā)生了堵塞導(dǎo)致沒(méi)有足夠的冷卻空氣出流。在圖4（b）中，渦輪葉片發(fā)生了裂紋現(xiàn)象，根據(jù)圖中裂紋的長(zhǎng)度和走向，結(jié)合手冊(cè)判讀其是否符合適航要求。造成渦輪葉片裂紋的原因主要由于葉片受到強(qiáng)大的離心力的作用和高溫燃?xì)獾臎_擊，造成葉片金屬晶鍵之間發(fā)生斷裂，受蠕變作用慢慢擴(kuò)大。

3 總結(jié)

內(nèi)窺鏡檢測(cè)方法可以在不拆解發(fā)動(dòng)機(jī)的條件下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修診斷，提高客機(jī)的使用效率，節(jié)約時(shí)間。內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)由于其便利性應(yīng)用范圍廣泛，不僅適用于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的故障檢查，對(duì)于客機(jī)的其他損傷部位也可以使用，諸如客機(jī)燃油系統(tǒng)內(nèi)部腐蝕程度的檢查，起落架液壓系統(tǒng)磨損件的檢查，客機(jī)電子艙中狹窄區(qū)域?qū)Ь€的安裝固定。對(duì)于通用航空器，可以使用內(nèi)窺鏡技術(shù)檢查活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣和汽缸內(nèi)部。

目前，機(jī)務(wù)人員在獲取了探測(cè)部位的圖像之后，必須查閱相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)手冊(cè)，根據(jù)手冊(cè)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)損傷部位的描述，判斷損傷部件是否需要更換或換發(fā)或者憑借檢測(cè)人員多年的經(jīng)驗(yàn)做出判斷。這一過(guò)程通常需要比較長(zhǎng)的查閱、判斷時(shí)間，影響了客機(jī)的有效運(yùn)營(yíng)時(shí)間。隨著可視化系統(tǒng)的發(fā)展以及云計(jì)算、云存儲(chǔ)的出現(xiàn)，可以根據(jù)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，航空公司可以建立可以共享的內(nèi)窺鏡數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)檢測(cè)人員上傳的孔探圖像，依據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和各類發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)信息自動(dòng)做出判斷，并將信息同時(shí)傳輸?shù)胶娇展玖慵?kù)房，提高更換零件的快速性。該數(shù)據(jù)庫(kù)也可以提供各種檢測(cè)案例用于檢測(cè)人員的培訓(xùn)和提高。建立該平臺(tái)需要投入一部分資金，但可以縮短檢測(cè)時(shí)間，提高效率，對(duì)航空公司而言，這又可以減少費(fèi)用的支出。

工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在的各類故障和損傷。隨著工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)的不斷發(fā)展提高，各種先進(jìn)、高清晰度的顯示器和探頭應(yīng)用，能使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行得到更好的保障，使客機(jī)運(yùn)行效率更高，飛行更加安全。

參考文獻(xiàn)

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