■ 張健偉/中國(guó)民用航空飛行校驗(yàn)中心

0 引言

PW306C 發(fā)動(dòng)機(jī)是加拿大普惠公司于2001 年研制的雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，主要結(jié)構(gòu)包括一級(jí)風(fēng)扇、多級(jí)軸流式壓氣機(jī)、一級(jí)離心式壓氣機(jī)、環(huán)形燃燒室、兩級(jí)高壓渦輪和三級(jí)低壓渦輪，最大推力5770 磅，主要用于獎(jiǎng)狀680 中型公務(wù)機(jī)上?？滋綑z查是該型發(fā)動(dòng)機(jī)的一種重要檢查方法，在不分解發(fā)動(dòng)機(jī)的前提下，可以有效檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的核心區(qū)域，評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的使用狀況和剩余可使用時(shí)間，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部損傷缺陷，避免嚴(yán)重后果。受孔探設(shè)備本身視角和視野范圍限制，加之發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以接近，孔探設(shè)備價(jià)格昂貴，使發(fā)動(dòng)機(jī)孔探檢查具有較高的風(fēng)險(xiǎn)，稍有不慎容易造成重大損失。

1 孔探卡滯

發(fā)動(dòng)機(jī)孔探卡滯主要是指孔探的鏡頭或光纖被發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的孔洞、結(jié)構(gòu)縫隙等部位卡住無(wú)法取出。造成孔探卡滯的主要因素有發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔探穿繞距離長(zhǎng)、孔探設(shè)備自身?xiàng)l件限制等，具體分析如下。

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜

PW306C 發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片邊緣鋒利，孔探通道狹窄，燃燒室內(nèi)壁和外壁密布大小不一的冷卻孔，燃燒室與高壓渦輪罩環(huán)間、導(dǎo)向葉片之間存在寬窄不一的接縫?？滋竭^(guò)程中，鏡頭和光纖均有可能進(jìn)入這些冷卻孔或接縫中造成卡滯。

1.2 穿繞距離長(zhǎng)

PW306C 發(fā)動(dòng)機(jī)核心段的孔探檢查入口只有兩個(gè)，分別是位于發(fā)動(dòng)機(jī)中部3 點(diǎn)鐘位置的點(diǎn)火嘴的安裝孔，以及位于低壓機(jī)匣3 點(diǎn)鐘位置的孔探口。對(duì)燃油噴嘴、燃燒室、各級(jí)渦輪靜子葉片的檢查均需穿繞360°，而對(duì)第一級(jí)和第三級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子葉片的檢查均需穿過(guò)靜子葉片，如圖1 所示。

圖1 PW306C發(fā)動(dòng)機(jī)孔探入口

1.3 孔探設(shè)備原因

PW306C 發(fā)動(dòng)機(jī)的孔探檢查要求及內(nèi)容如表1 所示?？梢杂糜赑W306C發(fā)動(dòng)機(jī)的孔探設(shè)備的鏡頭和光纖直徑有4mm 和6mm 兩種規(guī)格，孔探儀本身視野和可視距離有限，可視角度約為150°，可視距離根據(jù)鏡頭焦距的不同在0.5 ～10cm 之間。在進(jìn)行觀察和穿繞時(shí)，有時(shí)鏡頭觀察的方向與行進(jìn)的方向無(wú)法保持一致，特別是側(cè)視鏡頭，行進(jìn)方向與觀察方向成90°夾角，只能依靠對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解和鏡頭側(cè)面圖像來(lái)判斷鏡頭的位置和行進(jìn)方向，導(dǎo)致鏡頭進(jìn)入孔洞和縫隙而卡滯的風(fēng)險(xiǎn)極高。

表1 孔探檢查要求及內(nèi)容

2 風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防和處理

我公司于2010 年引進(jìn)了3 架獎(jiǎng)狀680 飛機(jī)，目前運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)24000飛行小時(shí)，累計(jì)對(duì)PW306C 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了上百臺(tái)次的孔探檢查，積累了該型發(fā)動(dòng)機(jī)豐富的孔探經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐表明，PW306C 發(fā)動(dòng)機(jī)易出現(xiàn)卡滯的部位主要包括：燃燒室冷卻孔處、燃燒室與導(dǎo)向器的縫隙處、第一級(jí)渦輪靜子葉片與轉(zhuǎn)子葉片的間隙處，以及第二級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子葉片和第三級(jí)靜子葉片穿繞檢查時(shí)。

2.1 燃燒室冷卻孔卡滯

燃燒室內(nèi)筒和外筒上布滿大小不一的冷卻孔（見(jiàn)圖2），檢查燃油噴嘴和燃燒室時(shí)，均需沿燃燒室環(huán)繞一周。在穿繞過(guò)程中，4mm 和6mm 直徑的鏡頭均有可能落入冷卻孔中。由于鏡頭為剛性且有一定長(zhǎng)度，而光纖為柔性，當(dāng)孔與鏡頭直徑接近時(shí)，鏡頭插入一定深度后，會(huì)導(dǎo)致鏡頭卡滯無(wú)法取出。

圖2 燃燒室內(nèi)環(huán)及外環(huán)冷卻孔

為避免鏡頭卡滯，孔探時(shí)應(yīng)選用直視鏡頭，穿繞過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻保持視野與行進(jìn)方向一致，以便觀察。此外，應(yīng)采用先穿繞一周，再在抽回過(guò)程中不斷調(diào)整鏡頭方向的方法來(lái)完成檢查，鏡頭前進(jìn)過(guò)程中應(yīng)盡量避免調(diào)整鏡頭角度，防止鏡頭落入冷卻孔中。

2.2 燃燒室與導(dǎo)向器的縫隙

檢查第一級(jí)高壓渦輪靜子時(shí)，鏡頭需沿燃燒室外筒出口唇邊與導(dǎo)向器前緣形成的縫隙穿繞一周，縫隙的寬度略小于4mm，特別是鏡頭后部光纖的轉(zhuǎn)向部分直徑更小，也就更容易卡入縫隙。

為防止鏡頭卡滯，應(yīng)避免使用4mm或以下直徑的鏡頭沿燃燒室外筒出口唇邊與導(dǎo)向器前緣之間的縫隙穿繞（見(jiàn)圖3）。如確需使用4mm 鏡頭時(shí)，應(yīng)注意兩點(diǎn)：首先，在鏡頭行進(jìn)過(guò)程中應(yīng)始終保持鏡頭與縫隙上翹一定角度，防止鏡頭插入縫隙；其次，在鏡頭沿縫隙回抽過(guò)程中，鏡頭后部的轉(zhuǎn)向部分很容易卡進(jìn)縫隙，當(dāng)回抽過(guò)程中感覺(jué)到卡阻時(shí)，應(yīng)調(diào)整鏡頭方向與縫隙垂直，然后再扭轉(zhuǎn)光纖，以鏡頭為支點(diǎn)將轉(zhuǎn)向部分從縫隙中帶出。

圖3 燃燒室出口與高壓渦輪的間隙

2.3 第一級(jí)渦輪靜子與轉(zhuǎn)子的間隙

如圖4 所示，第一級(jí)高壓渦輪靜子與轉(zhuǎn)子之間的縫隙約為6mm，當(dāng)檢查第一級(jí)高壓靜子葉片后緣時(shí)，如果使用6mm 孔探鏡頭沿高壓渦輪靜子后緣穿繞，因鏡頭及光纖與間隙的尺寸接近，特別是回抽時(shí)光纖勒緊，摩擦力大大增加，靜子后緣與回抽方向相逆，光纖極易卡滯。

圖4 高壓渦輪靜子與轉(zhuǎn)子之間的間隙

為防止卡滯，可使用4mm 鏡頭沿第一級(jí)高壓渦輪靜子葉片后緣穿繞進(jìn)行檢查。如果一定要使用6mm 鏡頭檢查第一級(jí)高壓渦輪靜子葉片后緣，應(yīng)沿靜子葉片前緣穿繞，采取逐個(gè)穿過(guò)葉片的方式檢查葉片后緣。

3 卡滯預(yù)防

PW306C 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔探設(shè)備一旦卡滯，輕則會(huì)造成飛機(jī)運(yùn)行任務(wù)延誤，重則造成孔探設(shè)備損壞，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)送修的嚴(yán)重后果。為避免孔探檢查時(shí)發(fā)生卡滯，應(yīng)從人員、設(shè)備以及卡滯的處理等方面采取預(yù)防措施（見(jiàn)表2）。

表2 卡滯的預(yù)防措施