吉飆奇

摘要：磨損是航空發(fā)動機最容易發(fā)生的一類主要故障，此類故障對整個航空事業(yè)運行的安全性與穩(wěn)定性存在著巨大威脅。通常情況下，因機匣磨損、外物損傷引發(fā)的氣路磨損故障以及由于潤滑油潤滑零部件失效導致的磨損故障是最為常見的兩大類。導致各類磨損故障出現(xiàn)的原因包括腐蝕磨損、黏著磨損、磨料磨損等等。本文主要針對航空發(fā)動機磨損故障的具體成因及相關故障的診斷研究等方面進行了深入剖析，具體內(nèi)容如下文所述。

關鍵詞：航空發(fā)動機、磨損故障、成因及診斷

一、前言

眾所周知，發(fā)動機作為飛機不可或缺的關鍵部件之一，對于飛機的整體性能及研發(fā)制造均發(fā)揮著決定性的作用，而航空發(fā)動機磨損故障更是嚴重威脅著航空事業(yè)的運行安全。鑒于此，對航空發(fā)動機磨損類故障的診斷研究便顯得尤為重要。根據(jù)我國民航總局的調(diào)查統(tǒng)計，機械故障造成的飛行事故占比將近40%，其中由于發(fā)動機系統(tǒng)故障引發(fā)的機械故障超過60%。由此可見，磨損是航空發(fā)動機最主要的一類故障，數(shù)年間國內(nèi)民航僅僅因為軸承、齒輪、密封件等零部件的非正常磨損所造成的發(fā)動機停車或者提前換發(fā)的事故頻頻出現(xiàn)。為此，我們應當繼續(xù)加大對航空發(fā)動機磨損故障的診斷研究力度。

二、造成航空發(fā)動機磨損故障的主要成因分析

（一）由于滑油潤滑元件失效導致的磨損故障

腐蝕磨損、黏著磨損及疲勞磨損等是出現(xiàn)此類磨損故障的基本成因。其最常見的位置包括發(fā)動機齒輪、轉(zhuǎn)子軸承等部位。舉個例子，某地在之前一段時間內(nèi)曾經(jīng)有許多臺發(fā)動機先后出現(xiàn)了燃氣發(fā)生器軸承部位的磨損故障，其液壓泵正齒輪也反復發(fā)生了齒面壓陷以及脫落等一系列事故，某渦噴發(fā)動機在其運作當中不斷發(fā)生離心活門進油接頭磨擦松動的狀況。盡管上述各類故障多發(fā)處幾乎都擁有不錯的潤滑環(huán)境，但如若出現(xiàn)磨損故障，依舊會對航空發(fā)動機整個系統(tǒng)的運作產(chǎn)生不利影響，并且磨損脫落物會伴隨著滑油流向其它零部件所在位置，進一步加劇這些零件的磨損、惡化程度，最終使得大量零部件報廢并增大異常停車等事故出現(xiàn)的可能性。

（二）因機匣摩擦，外物損傷造成的氣路磨損故障

這類故障是引發(fā)眾多航空安全事故的始作俑者。具體而言，這類磨損故障的主要成因涵蓋了以下三個方面的內(nèi)容：首先，由于發(fā)動機葉片引發(fā)的機匣磨損。出現(xiàn)機匣相磨情況的時候一般不會立即對發(fā)動機的正常運作產(chǎn)生威脅，然而其會持續(xù)不斷加大葉片的振動頻率，繼而使得葉片裂紋變大，最終引發(fā)葉片被折斷的問題。像上世紀70年代末期的MK202型發(fā)動機就曾因為高壓壓氣機葉片的機匣摩擦故障導致葉片排氣邊緣脫落。其次，發(fā)動機當中夾雜物體間的相互碰撞會造成外物損傷，與此同時，還會令發(fā)動機的各項肌能持續(xù)衰退，更嚴重的甚至會直接造成異常停車故障。盡管其并不會在短時間內(nèi)對整機安全造成干擾，然而一定時間之后很可能會引發(fā)葉片折斷或嚴重變型等。此外，就是普遍存在于渦輪導向器、高壓壓氣機葉片等部位的氣路燒蝕故障。此類故障倘若無法獲得及時有效的解決，同樣會導致十分嚴重的后果，比如說葉片掉塊、令大量葉片遭受不必要的損壞等。

總而言之，航空發(fā)動機的磨損類故障對于發(fā)動機的安全、正常運作具有至關重要的影響，氣路高溫封閉的作業(yè)環(huán)境也在一定程度上加大了相關人員對航空發(fā)動機磨損類故障的研究難度。

三、航空發(fā)動機磨損故障的研究概述

（一）滑油分析法在發(fā)動機磨損故障研究中獲得了廣泛應用

近年來，諸多國內(nèi)外科研人員通過持久不懈地努力探尋和摸索，在航空發(fā)動機潤滑零部件等的磨損故障問題上獲得了實質(zhì)性的突破，取得了可喜的成績，并且逐漸構(gòu)建起了一套更科學、更完備的監(jiān)測診斷技術(shù)體系。然而，由于氣路高溫密封這種作業(yè)環(huán)境的限制，對于氣路磨損故障依舊沒有尋找到十分有效的方法?，F(xiàn)階段，滑油分析法在航空發(fā)動機潤滑零部件磨損故障的診斷與監(jiān)測工作中獲得了越來越廣泛的運用，具體來說就是對滑油當中所包含的磨損物含量、成分及類型等作出鑒定，并依此判斷有關部件真實磨損程度的一項技術(shù)?；头治龇ǖ仍\斷與監(jiān)測技術(shù)在發(fā)動機磨損故障研究過程中的推廣及應用，對于各類磨損故障的解決、各類航空事故的減少及規(guī)避等均具有非常重要的現(xiàn)實意義。相信隨著時代的不斷進步，科技的迅猛發(fā)展，在航空發(fā)動機磨損故障研究方面一定會取得更加長足的進步。

（二）現(xiàn)代航空發(fā)動機磨損故障監(jiān)測診斷技術(shù)系統(tǒng)的研發(fā)與應用

當前被廣泛運用于航空領域之中的現(xiàn)代航空發(fā)動機，其可以借助信號式油濾亦或是磁性螺堵對發(fā)動機滑油當中的各類磨損物含量展開線上監(jiān)測，如果磨損物含量高于限定指標則會發(fā)出預警信號，等到發(fā)動機停止作業(yè)后再繼續(xù)展開檢測工作?，F(xiàn)如今，對發(fā)動機各零部件最實用、最有效的磨損故障診斷研究技術(shù)即為離線監(jiān)測技術(shù)，其依靠磨粒顯微、磨粒計數(shù)等能夠?qū)崿F(xiàn)對相關數(shù)據(jù)的采樣及離線分析。

比如說，我國的南京航空航天大學發(fā)動機故障診斷研究所之前便在這一領域中實現(xiàn)了重大突破，研究出了DMAS系列的智能化鐵譜分析系統(tǒng)，為航空發(fā)動機零部件磨損故障的診斷與研究事業(yè)做出了卓越的貢獻。除此之外，像離線監(jiān)測技術(shù)還可以對航空發(fā)動機進行整體性能剖析以及振動狀況監(jiān)測等多項操作。至于氣路磨損故障的診斷研究方面，國內(nèi)目前尚未研究出更為有效可行的方法，依舊沿用著之前的氣路參數(shù)建模結(jié)合性能剖析的方法，其監(jiān)測的有效性、實際的研究效果等與美國等相比尚存在著巨大的差距。拿美國來說，其在此領域具有比我國更久遠的研發(fā)歷史，更大量的實用性研究成果，像美國史密斯工業(yè)公司之前研發(fā)的EEMS、IDMS、EDMS等故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)，它們的設計原理基本相同，均為監(jiān)測發(fā)動機氣路氣流中微粒攜帶電荷量的大小及變動趨勢，接著再根據(jù)轉(zhuǎn)速等參數(shù)來判斷氣路的磨損狀況。盡管這些系統(tǒng)也存在一些亟待完善的地方，但依舊有許多值得我國借鑒的優(yōu)點。

結(jié)束語

綜上，航空發(fā)動機的磨損故障除了引發(fā)其他故障外，還會直接造成各類航空事故，因此，對航空發(fā)動機磨損故障的研究工作具有十分重大的現(xiàn)實意義。在當前形勢下，我們應當在結(jié)合自身實情、汲取外部優(yōu)秀經(jīng)驗的基礎上，充分借助智能化技術(shù)及創(chuàng)新性理論的力量，努力推動該領域研究工作的進步。

參考文獻

[1]龔榮亮.航空發(fā)動機磨損故障的探究[J].大觀周刊，2015，（23）：527.

[2]左洪福.航空發(fā)動機磨損故障診斷系統(tǒng)研究[J].維修，2017，（6）：162.

[3]李愛.航空發(fā)動機磨損故障智能診斷若干關鍵技術(shù)研究[D].南京航空航天大學，2021-03-29.