淺析發動機喘振對飛行安全的影響

胡鑫

摘 要:飛機發動機喘振具有多發性,突發性和不可預測性,隨著世界的發展和進步,民用飛機的數量和飛行次數不斷增多,飛機發動機喘振有不斷上升的趨勢,嚴重影響飛行安全,所以大家不能放松警惕。

關鍵詞:飛機發動機安全影響因素

中圖分類號:V43 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(a)-0082-01

航空發動機屬于高速旋轉機械,處于高轉速、高負荷、高應力和高溫的環境下工作。發動機又是由許多零件所構成,其本身工作情況以及外場使用環境都十分復雜,使發動機在使用期間容易出現機械故障。發動機的喘振是多性的、復雜的、嚴重的,由發動機的零件、部件、系統或整機的不正常和損壞,會造成發動機性能惡化、推力下降、停車、損壞和提前更換等。發動機喘振是十分復雜和繁多的,輕則引起發動機性能下降,重則會損壞發動機,甚至飛機,誘發飛行事故,危及飛行安全。

喘振是氣流參數沿壓氣機軸線方向發生的低頻高振幅的一種振蕩現象。壓氣機喘振是壓氣機的一種不穩定工作狀態,是由于壓氣機進口空氣流量的驟然減小而引起的氣流沿壓氣機軸向發生低頻高振幅的震蕩現象。飛行中,若發動機加速時前推油門過猛,減速時收油門過快;或飛機姿態變化過大,引起側滑;飛行員拉桿過猛飛機迎角突然變大;進氣道積冰時使發動機進氣流量減小,而且由于積冰使進氣道表面不規則,引起進氣道氣流分離加劇,輕則引起發動機喘振,嚴重的引起發動機停車。在使用壓氣機時,應保證不管什么狀態下都要避免壓氣機喘振。

下面我舉一例壓氣機喘振的例子:1996年7月23日,中國某航空公司一架B747SP飛機執行北京——法蘭克福航班任務,13:08在北京起飛后,高度300ft時,2#發動機喘振,N1和EPR下降,瞬間EGT達到極限,發動機自動停車。在特情發生后經過機組人員的配合和處置,14:17三發安全落地。從這件事故中,我們可以看出,壓氣機的喘振的危害有多么大,破壞力也十分驚人,所以在飛行時一定要注意監控發動機,防止在任何時候使發動機進入喘振。當發生嚴重的喘振時,葉片可能折斷,熱部件可能過熱燒損,甚至造成停車。

以上說明了壓氣機的工作原理和喘振的影響、危害,那么我將就喘振的預防,提一些建議。雖然現代航空燃氣渦輪發動機在結構上有效完善的防喘措施,有效提高了壓氣機在非設計狀態下工作的穩定性,但在一定的飛行條件下,若飛行員使用不當,發動機仍然有喘振的傾向。所以在飛行中要應注意以下幾點:

①操縱油門動作不能過猛,要柔和。

若發動機加速時,前推油門過猛,燃油量增加過快,渦輪前溫度迅速升高,燃氣急劇膨脹,由于渦輪尋向器限制作用,使發動機進口空氣量驟然減小,最終容易誘發壓氣機喘振。

減速收油門時

②操縱飛機要柔和,避免飛機姿態變化過大,尤其避免拉桿過猛。

若操縱飛機過猛,飛機姿態變化過大,容易引起側滑,在進氣道中產生氣流分離,使壓氣機進口流場不均;若飛行員拉桿過猛,飛機迎角突然增大,進氣道內會發生嚴重的氣流分離,進入發動機的空氣量會急劇減小,并且在此過程中,由于造成燃燒室富油燃燒,空氣流量將進一步減小,所有這些都將引起壓氣機的內部氣流分離的加劇,使得壓氣機喘振進一步增強。

③注意防止發動機進氣道積冰。

當發動機進氣道積冰時,一方面使發動機進口空氣流量減小,另一方面由于積冰使進氣道表面不規則,引起進氣道氣流分離加劇。所以進氣道積冰容易引起壓氣機喘振,飛行使用中應正確使發動機防冰裝置,注意防止發動機進氣道積冰。

④發動機起動時,注意防止發動機喘振

發動機起動時注意防止發動機喘振,因為發動機起動時,若起動供油量過大,壓氣機容易喘振;同時發動機起動時若地面順風過大,由于發動機噴管排氣不暢,最終引起發動機進口空氣量驟然減小,誘發壓氣機喘振。

⑤正確使用發動機的反推裝置。

飛機正常著陸或中止起飛使用反推裝置時,當滑行速度較小(一般60～80nm/h),應及時使發動機退出反推狀態,防止由于反推裝置工作時,發動機進口空氣流量的迅速減小而喘振。

⑥避免外來物進入發動機

若外來物進入發動機,一方面將損傷壓氣機葉片,容易發生氣流分離;同時也會引起發動機進口空氣量的減小,最終使壓氣機的工作穩定性降低,壓氣機喘振傾向增強。

⑦飛行時,若發動機喘振無法控制,也應對該發動機實施停車,同時向地面報告。

除了發動機喘振,發動機機械故障也常常發生,發動機機械故障主要有外物擊傷、疲勞損傷。這些故障直接導致的就是發動機損傷而不能正常工作。其中許多故障都是不可逆轉的。飛行員一旦處置不當,就會引起非常嚴重的后果。

綜上所述,飛機發動機喘振具有多發性,突發性和不可預測性,隨著世界的發展和進步,民用飛機的數量和飛行次數不斷增多,飛機發動機喘振有不斷上升的趨勢,嚴重影響飛行安全,所以大家不能放松警惕。除了平時應該對飛機進行認真地檢查和維護,作為飛行人員應該更多深入了解一些有關飛機發動機喘振的相關知識,比如發動機喘振產生的原因,現象以及處置方法,這樣在面對突發事件才能正確判斷和處理,才能有效地減少飛機發動機喘振所帶來的危害,確保飛行安全。

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