某型航空發(fā)動機著陸過程中尾噴口殘留火焰故障淺析

許學(xué)輝

(中航工業(yè)黎明航空發(fā)動機(集團(tuán))有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110043)

某型航空發(fā)動機著陸過程中尾噴口殘留火焰故障淺析

許學(xué)輝

(中航工業(yè)黎明航空發(fā)動機(集團(tuán))有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110043)

某型航空發(fā)動機在著陸過程中,尾噴口有殘留火焰,在夜航等不便于地面指揮員觀察的情況下容易被誤認(rèn)為飛機著火,不易處置,同時長時間局部高溫可能引起機件變形或失效。此故障可能因發(fā)動機加力燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)中某個元件異常工作,導(dǎo)致在非加力狀態(tài)下向加力燃燒室供給了燃油,通過零部件可以排除故障。

航空發(fā)動機 殘留火焰 加力燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng) 異常工作

1 引言

某型航空發(fā)動機通過向渦輪后加力燃燒室供給燃油，利用渦輪后和外涵道混合后的空氣中剩余氧氣燃燒，從而提高發(fā)動機總推力，滿足飛機的性能要求。一般發(fā)動機加力狀態(tài)只在特定的情況下使用，通過切斷航空發(fā)動機加力燃燒室燃油供給，可以停止加力燃燒室工作，使發(fā)動機在非加力狀態(tài)下工作。

加力燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)飛行員油門桿的位置，使發(fā)動機進(jìn)入或退出加力狀態(tài)，并根據(jù)油門桿位置控制供給加力燃燒室的燃油流量，使發(fā)動機產(chǎn)生對應(yīng)于油門桿位置的推力。

2 加力燃油系統(tǒng)組成、作用及原理

某型航空發(fā)動機的加力燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由電氣控制系統(tǒng)、加力燃油泵、加力燃油調(diào)節(jié)器、加力燃油分布器等部附件及相關(guān)管路組成，電氣控制系統(tǒng)是向發(fā)動機燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出電子工作指令，按照預(yù)先設(shè)定的條件控制發(fā)動機燃油的供給。

加力燃油泵用于供給加力燃燒室燃油，在某些特殊情況下，應(yīng)急從飛機燃油系統(tǒng)中放出燃油。加力燃油泵供給的燃油需要經(jīng)過加力燃油調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)并通過加力燃油分布器的調(diào)節(jié)活門后才能供入加力燃燒室。

加力燃油調(diào)節(jié)器與加力燃油泵、加力燃油分布器等部附件一起協(xié)同工作，用于以改變加力燃燒室的供油量和控制發(fā)動機噴口臨界截面面積來調(diào)節(jié)加力狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)動機油門桿處于非加力區(qū)域時，加力燃油調(diào)節(jié)器斷開向加力燃油分布器的供油，但為了能夠快速、順利接通加力，保留一定流量的燃油供向加力燃油分布器，以填充相關(guān)管路，為接通加力做好準(zhǔn)備，在加力燃油調(diào)節(jié)器的指令控制下，加力燃油分布器的油路活門處于關(guān)閉狀態(tài)，切斷向加力燃燒室的供油。

當(dāng)發(fā)動機油門桿進(jìn)入加力區(qū)域時，首先保證向加力燃燒室供入最小的供油量以保證加力的接通，加力接通后根據(jù)油門桿位置、外界溫度等條件，通過控制出口活門面積控制供向加力燃油分布器燃油流量，通過向加力燃油分布器輸出指令。

加力燃油分布器根據(jù)加力燃油調(diào)節(jié)器的指令和加力燃油調(diào)節(jié)器的來油壓力，控制通向加力燃燒室油路的活門開關(guān)，使供向加力燃燒室的燃油在加力燃燒室中合理分布并得到充分霧化，在加力燃燒室中形成最佳的油氣混和氣，提高燃油燃燒效率，增加發(fā)動機推力。

3 故障機理

當(dāng)發(fā)動機處于非加力工作狀態(tài)時，由于加力燃油調(diào)節(jié)器或加力燃油分布器的故障導(dǎo)致部分燃油泄露進(jìn)入發(fā)動機加力燃燒室，在渦輪后高溫燃?xì)庾饔孟乱迹捎诠┯蛪毫Φ停加驮诩恿θ紵抑胁荒軌虺浞朱F化，燃燒效率低，使燃燒火焰后移出發(fā)動機尾噴口，出現(xiàn)發(fā)動機在非加力狀態(tài)下噴出火焰的現(xiàn)象，在飛機著陸過程中，被塔臺指揮員發(fā)現(xiàn)。

4 故障排查與排除

4.1 故障排查

在排除發(fā)動機其它電氣等控制系統(tǒng)故障后，該故障定位在加力燃油調(diào)節(jié)器和加力燃油分布器上，根據(jù)上述工作原理，最可能的故障原因為兩種，一是加力燃油分布器密封失效，導(dǎo)致非加力狀態(tài)下向加力燃燒室泄露燃油，二是加力燃油調(diào)節(jié)器錯誤給出了指令，使加力燃油分布器向加力燃燒室供油。

經(jīng)過查閱飛行參數(shù)，通過發(fā)動機主要工作參數(shù)和噴口臨界截面面積等，判斷供入加力燃燒室的燃油流量要大于加力燃油調(diào)節(jié)器和加力燃油分布器控制的填充油量，因此判斷，供入加力燃燒室的燃油不可能只是加力燃油分布器泄露的填充燃油，二是加力燃油調(diào)節(jié)器向加力燃油分布器給出了燃油活門打開指令。

由于加力燃油調(diào)節(jié)器指令是由機械連接控制，如果指令機構(gòu)失效錯誤給出指令導(dǎo)致故障發(fā)生，那么發(fā)動機工作在加力狀態(tài)時加力燃油分布器同樣不能得到正確指令，經(jīng)查閱飛行參數(shù)，發(fā)動機加力狀態(tài)工作正常。

經(jīng)過排查，加力燃油分布器的填充油與加力燃油調(diào)節(jié)器送來的指令油由一道密封圈隔開，存在填充油進(jìn)入指令油路，形成“假指令”的可能。

分解加力燃油分布器，發(fā)現(xiàn)分隔加力燃油調(diào)節(jié)器指令油路和加力燃油分布器填充油路的密封圈破損，故障定位于該密封圈。

4.2 故障排除

將破損的密封圈更換成新品，經(jīng)過地面試車驗證和飛行驗證，故障排除。

5 結(jié)語

航空發(fā)動機燃油控制系統(tǒng)工作復(fù)雜，加力燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)更是多個部附件協(xié)同調(diào)節(jié)，此類故障一般要經(jīng)過綜合的分析，從飛行參數(shù)、電氣控制、各燃油附件相互之間關(guān)聯(lián)逐個排查，最后定位故障點進(jìn)行精確排出，避免大面積更換部附件造成不必要的經(jīng)濟損失和帶來的外場工作風(fēng)險。