朱文來

興城市92419 部隊(duì)，遼寧興城 125106

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的類型

航空發(fā)動(dòng)機(jī)分為兩類：一類吸取大氣中空氣作為燃料燃燒的氧化劑，故稱吸空氣發(fā)動(dòng)機(jī)；一類不需空氣作為氧化劑，主要包括火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)和航空電動(dòng)機(jī)。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑（氧化劑和燃燒劑）全部由自身攜帶，不適于長(zhǎng)時(shí)間工作，一般作為運(yùn)載火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)，并可為飛機(jī)進(jìn)行助推加速（如助靶機(jī)起飛）。脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于低速靶機(jī)和航空模型飛機(jī)。航空電動(dòng)機(jī)由太陽(yáng)電池驅(qū)動(dòng)，僅用于輕型飛機(jī)，尚處在研制階段。

下面主要介紹吸空氣發(fā)動(dòng)機(jī)，主要包括下面三種類型。

1.1 活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)

活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)是早期在飛機(jī)或直升機(jī)上應(yīng)用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，用于帶動(dòng)螺旋槳或旋翼。大型活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可達(dá)2500kw。之后被功率大、高速性能好的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)所取代。目前小功率的活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)仍廣泛地用于輕型飛機(jī)、直升機(jī)及超輕型飛機(jī)。

1.2 燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都有壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)鉁u輪。包括渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于亞音速的飛機(jī)；渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)主要為直升機(jī)的動(dòng)力；渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于超聲速飛機(jī)；渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)為當(dāng)下比較流行的發(fā)動(dòng)機(jī)，更省油、速度更快。

1.3 沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)

該發(fā)動(dòng)機(jī)沒有壓氣機(jī)和燃?xì)鉁u輪，進(jìn)入燃燒室的空氣利用高速飛行時(shí)的沖壓作用增壓。由于它構(gòu)造簡(jiǎn)單、推力大，特別適用于高速高空飛行。因不能自行啟動(dòng)和低速下性能較差，而僅用在導(dǎo)彈和空中發(fā)射的靶彈上。

2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)已基本被燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)取代，而沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)僅用在導(dǎo)彈和空中發(fā)射的靶彈上，本文主要簡(jiǎn)要介紹一下當(dāng)下應(yīng)用較廣的燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

1）渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是主要由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和噴管五大部分組成，而渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)就是在發(fā)動(dòng)機(jī)前/后部分加裝外涵壓氣機(jī)（風(fēng)扇）；

2）工作原理

空氣通過進(jìn)氣道以最小的流動(dòng)損失順利地引入壓氣機(jī)；壓氣機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣作功壓縮空氣，提高空氣的溫度和壓力；壓縮的空氣進(jìn)入燃燒室與燃油混合并燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，形成高溫高壓燃?xì)猓桓邷馗邏喝細(xì)馐紫仍跍u輪內(nèi)膨脹，一部分對(duì)渦輪做功，使渦輪旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，另一部分燃?xì)庠趪姽軆?nèi)繼續(xù)膨脹做功，使燃?xì)庖暂^高的速度噴出，產(chǎn)生推力。（壓氣機(jī)初始啟動(dòng)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，從而吸入空氣）

3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)開車前檢查的必要性

航空發(fā)動(dòng)機(jī)屬于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，處于高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷、高應(yīng)力和高溫的環(huán)境下工作。許多重大的發(fā)動(dòng)機(jī)故障和嚴(yán)重的飛行事故都是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，在高溫、高壓、高離心力、高交變負(fù)荷下的疲勞斷裂所引起的，最主要的就是渦輪葉片斷裂。其結(jié)果就是發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，嚴(yán)重的失去動(dòng)力，失火，導(dǎo)致重大的飛行事故。

1996 年7 月6 日，美國(guó)達(dá)美航空公司一架執(zhí)行1288 航班任務(wù)的MD-80 飛機(jī)，從彭薩科拉機(jī)場(chǎng)起飛由于葉片破碎發(fā)生事故。經(jīng)調(diào)查是因?yàn)槿~片軸上的一條疲勞裂紋導(dǎo)致的。

除了葉片斷裂，其他部件由于疲勞而斷裂也可能引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)失效，引發(fā)事故。譬如：發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇軸套斷裂、渦輪軸斷裂、啟動(dòng)機(jī)脫離飛出、渦輪盤斷裂等，都能引起發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)停車，導(dǎo)致事故發(fā)生。

另外，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障也會(huì)引發(fā)事故。發(fā)動(dòng)機(jī)是多個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的，其中有滑油系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防火系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)等。其中任一個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障都會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作。燃油系統(tǒng)一旦失效，直接導(dǎo)致的是不能給燃燒室供油，發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作，飛機(jī)也就失去動(dòng)力。而滑油系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱、潤(rùn)滑得不到保證，也會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞?！?】

飛機(jī)飛行前進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)開車可以有效的檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)使用性能，包括發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)情況、各系統(tǒng)工作情況及內(nèi)部渦輪工作情況等，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，分析原因排除安全隱患，避免造成不可挽回的飛行事故。

4 某靶機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開車程序

1）接通操縱臺(tái)電源開關(guān)；

2）接通起動(dòng)汽油電磁閥電源開關(guān)；

3）將油門推到慢車位置；

4）按下起動(dòng)按鈕（3s～5s 松開），此時(shí)點(diǎn)火信號(hào)燈、汽油電磁閥信號(hào)燈亮。5s～10s，轉(zhuǎn)速表開始指示；10s～15s，T4 溫度表開始指示，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入起動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到3200 轉(zhuǎn)/分，滑油壓力信號(hào)燈熄滅。80 秒鐘發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)達(dá)到4100+200轉(zhuǎn)/分。開車程序參見表1。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)開車程序表

5 某靶機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開車安全性分析

本文主要從某靶機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開車前準(zhǔn)備、開車過程中存在的安全隱患展開討論。

5.1 開車前準(zhǔn)備

某靶機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開車前主要檢查渦輪葉片、渦輪盤是否存在裂紋及渦輪葉片與尾罩之間的間隙是否過小，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)滑油箱的油量是否充足、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道/排氣管/發(fā)動(dòng)機(jī)外表面是否存在異物、放氣帶是否打開等。此過程中要做到嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，不漏過一個(gè)渦輪葉片，確?；拖溆土窟_(dá)到規(guī)定值。同時(shí)確保發(fā)射車固定好，防止開車時(shí)拉力不夠造成事故。

5.2 開車過程中

開車時(shí)主要檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否漏油、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是否正常、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否與規(guī)定值相符合，并完成機(jī)械調(diào)參、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速狀態(tài)裝訂等工作。

發(fā)動(dòng)機(jī)開車過程中嚴(yán)禁非專業(yè)人員入場(chǎng)，此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口吸力很大，發(fā)動(dòng)機(jī)前若有小、輕物體可能被吸入，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。發(fā)動(dòng)機(jī)開車若出現(xiàn)漏油情況可能導(dǎo)致燃油系統(tǒng)工作失常，漏出的燃油遇尾噴管高溫氣體可能出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，引發(fā)事故。

經(jīng)以上分析，該靶機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開車可能出現(xiàn)的安全隱患主要有以下幾點(diǎn)：

1）渦輪葉片/渦輪盤存在裂紋、渦輪葉片與尾罩之間的間隙小于規(guī)定值；

2）發(fā)動(dòng)機(jī)滑油箱的油量不足、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道/排氣管/發(fā)動(dòng)機(jī)外表面存在異物、放氣帶未打開；

3）發(fā)射車后錨釬固定拉力不足；

4）發(fā)動(dòng)機(jī)漏油；

5）發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不正常；

6）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口吸入異物。

6 安全隱患解決措施

針對(duì)該靶機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開車可能出現(xiàn)的6 點(diǎn)安全隱患，其1-3條可以通過制定嚴(yán)格的質(zhì)量體系操作流程，規(guī)范檢查標(biāo)準(zhǔn)及操作細(xì)節(jié)，指定操作手和責(zé)任人，確保檢查合格。當(dāng)發(fā)現(xiàn)渦輪葉片/渦輪盤存在裂紋、渦輪葉片與尾罩之間的間隙小于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止開車準(zhǔn)備，匯報(bào)情況后做好維修或更換工作。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開車過程中出現(xiàn)漏油時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)停車指令、關(guān)閉燃油管路總閥門，并清理漏出的燃油，并備好干粉滅火器以防著火。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開車過程中出現(xiàn)啟動(dòng)不正常時(shí)：

1）如果一次啟動(dòng)不成功，應(yīng)將油門收到停車位置，待發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，再按開車程序進(jìn)行開車；

2）如果誤按啟動(dòng)按鈕，應(yīng)關(guān)閉汽油電磁閥電源開關(guān)，待啟動(dòng)箱程序機(jī)構(gòu)工作完畢后，再接通該開關(guān)。

同時(shí)在開車前，應(yīng)仔細(xì)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口前應(yīng)無小、輕物品，以防被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)；開車時(shí)嚴(yán)禁非專業(yè)人員在發(fā)動(dòng)機(jī)前方走動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于慢車以上狀態(tài)時(shí)，嚴(yán)禁任何人在發(fā)動(dòng)機(jī)前方走動(dòng)。

7 結(jié)論

本文講述了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的基本情況，并通過講述發(fā)動(dòng)機(jī)故障危害，分析了發(fā)動(dòng)機(jī)開車的必要性，介紹了某靶機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)開車程序，分析了開車過程中存在的安全隱患，并給出了部分安全隱患的初步解決措施，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用單位了解航空發(fā)動(dòng)機(jī)及其開車提供了一定的參考。

[1]宋兆泓.航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障分析.北京航空航天大學(xué)出版社.

[2]祁元福，等.世界航空安全與事故分析.中國(guó)民航出版社.

[3]廉筱純，吳虎.航空發(fā)動(dòng)機(jī)原理.西北工業(yè)大學(xué)出版社，2005，6.