飞机推出后发动机常见故障及处置

发表时间:2021/1/15   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:杜俊 李运涛 王树礼
[导读] 摘要:对于发动机故障,应明确故障发生的阶段,读取相关系统的检测信息,判断相关系统的工作状态,通过译码分析发动机参数来初步判断发动机性能状况,以确定排故方向。
        辽宁锦州95905部队  辽宁锦州  121000
        摘要:对于发动机故障,应明确故障发生的阶段,读取相关系统的检测信息,判断相关系统的工作状态,通过译码分析发动机参数来初步判断发动机性能状况,以确定排故方向。本文主要分析飞机推出后发动机常见故障及处置及处置
        关键词:飞机推出;发动机启动;常见故障;处置方法
        引言
        飞行安全和航班准点率是决定航空公司发展的关键因素。在航班运行中,飞机从机位推出后的发动机启动阶段是故障发生比较频繁的阶段,而且此时机组的运行压力较大,处理不当,不仅会影响飞行安全,还容易导致航班延误。
        1、飞机推出后发动机常见故障及处置方法
        1.1启动活门故障
        发动机启动时,启动活门可能会卡阻在关闭位无法打开,也可能会卡阻在打开位无法关闭,这两种情况上ECAM都会产生警告信息“ENG1STARTVALVEFAULT”。启动活门卡阻在关闭位,故障发生时,ECU会中断发动机启动,并会给出警告信息。第一次启动失败后,可再次尝试启动,如果两次启动时启动活门都无法打开,常用的处置方法是采用人工超控启动活门的方式启动发动机。此时机组应与地面建立良好的沟通,严格按照手册执行操作。需要注意的是,在这种情况下,采用人工启动发动机的方式并不会有所帮助,因为人工启动发动机模式和自动启动发动机模式下,启动活门的开关都是由FADEC控制的。启动活门卡阻在打开位。除启动活门无法打开外,很多航空公司都经历过N250%转速后启动活门仍然没有关闭的情况,此时也可采用人工超控启动活门的方式启动发动机。当N250%转速时,机组通知机务人员关闭启动活门,此时机务人员应确认启动活门能正常关闭,这一点非常重要。如果启动活门不能完全关闭,飞机不能放行。
        1.2点火故障
        自动启动过程中发动机采用单系统点火,发动机点火通常发生在提主电门之后10秒。如果在10秒内(极端寒冷情况15秒)未点火,FADEC系统自动停止点火和燃油供给,并干冷转发动机30秒;在干冷转开始的第25秒时,FADEC系统会自动控制进行双点火。与自动启动不同的是,人工启动过程中,发动机会直接采用双点火方式,提高启动成功率。如果在启动过程中确认某一发点火系统A或B失效,在上ECAM会产生警告信息“ENG1(2)IGNA(B)FAULT”,可以参照MEL保留放行,无M项,O项内容是在启动发动机前拔出失效点火系统的跳开关,在发动机启动完成闭合。这里需要特别注意的是点火系统A的跳开关拔出将会导致双发的点火系统A失效。当出现点火系统故障时,也可尝试人工启动发动机的方式来提高启动成功率。
        1.3启动失速或EGT超温发动机失速
        指压气机转速一定时,如果由于某种原因使进入发动机的空气流量减少,导致工作叶轮进口处绝对速度在发动机轴线方向上的分量下降,攻角上升,当攻角上升到一定程度时,气流在叶背处发生分离的现象。CFM56-5B发动机启动时EGT的限制为725℃,在自动启动过程中如果探测到EGT超限或者EGT超过启动包线内N2转速对应值,FADEC系统会认为存在超温条件。失速和超温往往同时发生,当出现失速或者超温时,FADEC将切断供油7秒,之后重新供油但燃油流量会减少7%;如果超温第二次发生,FADEC将会再次断油7秒并减少7%的燃油流量;如果超温第三次发生,FADEC系统将第三次断油7秒并减少7%的燃油流量,此时燃油计划已减少21%;如果超温第四次发生,发动机将放弃启动。启动时若机组反应EGT高(低于600℃),如其他参数正常,可正常出港,飞行过程中应密切关注发动机各参数。在自动启动过程中如果探测到存在失速或超温的可能,FADEC系统会自动发起三次燃油减少7%的再启动程序,在这个过程中上ECAM可能会闪现“ENG1(2)STALL”的警告信息。如发动机启动正常且无参数异常,可继续执行航班,但机组人员应把该信息记录下来,以便返回基地后进行进一步的检查。如果发动机启动失败,说明存在失速或超温情况,则需要执行相应的排故程序。


        1.4悬挂启动
        启动悬挂是指发动机在启动过程中,发动机转速上升缓慢,N2转速稳定在小于慢车转速的状态。启动悬挂包括贫油的启动悬挂(冷悬挂)和富油的启动悬挂(热悬挂)。富油启动悬挂表现为高燃油流量和快速的EGT增加,有超温的风险,而贫油的启动悬挂表现为较低的燃油流量和过低的EGT温度。短停启动发动机时容易出现富油悬挂,与EGT超限类似,发生富油悬挂时FADEC系统会自动发起三次燃油减少7%的再启动程序,不需要人工操纵。如尝试第二次启动,仍然出现启动悬挂,须排故。高高原机场启动时,如果第一次启动失败,可考虑人工启动。炎热天气下,过短的短停时间会导致发动机在下次启动前EGT余温较高,容易出现启动悬挂,所以在关车时应严格执行慢车冷却程序。如有必要,可在关车时进行发动机冷转,以降低EGT余温,防止下次启动时出现启动悬挂。
        1.5发动机启动时漏油
        发动机余油排放口漏油,发动机冷发启动时,余油排放口最容易出现漏油现象。当发现余油口漏油时,首先要判断油液性质。一般情况下慢车5分钟,发动机预热后漏油现象会消失。如果慢车5分钟后仍然有漏油现象,可参考AMM中的检查标准确定是否可以放行,机务人员对此标准都非常熟悉,此处不再赘述。需要提醒的是,如果燃油大量渗漏,有可能被发动机吸入,这是很危险的,此时机务应通知机组立即关车,利用另一发单发滑回机位执行进一步排故检查工作。附件、管路外漏,发动机启动时,部件或者管路外部漏油是不允许的,必须立即排故。有时油液会从发动机余油口附近的包皮缝隙处流出,在发现漏油时要仔细观察漏油点,判断油液性质。尤其是下雨天,会有较多的雨水从发动机的包皮缝隙处流出,此时一定要认真检查,切不可麻痹大意。
        1.6尾喷冒黑烟
        在冬季,发动机启动时尾喷口冒黑烟是比较常见的现象。此外,如果发动机之前执行过冷转工作,尾喷管6点钟位置可能会积聚一些滑油,发动机启动时尾喷可能会出现少许黑烟,这属于正常现象。此时,空地之间应保持及时、准确的通信联络。机务人员看到黑烟后应通知机组保持发动机慢车功率并关注发动机参数,机组收到信息后切不可惊慌,只要发动机参数正常、无火警警告且黑烟快速消失,飞机即可正常滑出。另外建议,在航前、航后绕机时,如发现尾喷管有油迹,应立即清理干净,可降低发动机启动时尾喷口冒黑烟的概率。
        1.7损坏
        IP6放气活门与故障相关性分析为验证IP6放气活门加载弹簧断裂是否会导致异响振动的发生,对IP6放气活门工作原理进行分析。IP6电磁阀包含两个独立的线圈A和B,分别从专用发电机控制组件A或B得电,任何一个线圈工作正常均可使放气活门关闭,IP6放气活门本体正常是由于弹簧加载在开位。电磁阀外部连接两根管路,一根连接HP3伺服引气管路,另外一根连接放气活门下腔。发动机运转时,电磁活门未被激励,伺服通气孔关闭,HP3伺服引气进入,在负载弹簧后部建立压力以保持进气口开度,使HP3引气进入放气活门下腔,放气活门打开。当电磁阀通电激励后,伺服通气孔打开,HP3伺服引气被释放,使进气孔关闭,降低了伺服信号管压力,使活门关闭。给IP6放气活门弹簧预加载一个打开力,现场检查损坏的放气活门,预加载弹簧已断裂,放气活门轴承卡滞,导致活门轴向运动不畅,可停留在任意位置。试车发现TEST3参数混乱,尤其是HP2及IP6活门作动区间参数混乱,地面试车时能够明显感觉到发动机气流不畅。综合判断IP6活门提前关闭,且关闭时EPR处于1.1左右。结合机组实际操作分析,当飞机进入跑道后,机组首先会将EPR推到1.1左右,然后衔接自动油门。当EPR到1.1时右下IP6活门已经关闭,当机组衔接自动油门后因HP3级压力比IP6级压力增长率快,导致活门再次打开而出现异响振动。由于IP6级气流快速排出,导致高压级压力瞬时下降,TPU探测到P4与参考值的差值,将PLA信号输入BVCU,使BVCU工作在瞬态,放气活门全开,即IP6放气活门失效状态与实际故障表现一致。
        结束语
        飞机推出后发动机启动时,机组和地面人员应建立良好的沟通,提高警惕,密切监控相关参数和相关区域。一旦发生异常情况,信息传递要及时、准确、全面,并及时采取适当处置措施。这样既能防止故障升级,保证飞行安全,又能减少不必要的滑回,保证航班正点率。
        参考文献:
        [1]蒋陵平.燃气涡轮发动机(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2016:34.
        [2]张元.发动机的启动悬挂问题的研究[J].航空维修与工程,2010(5):43-45.
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