飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障與維修分析

張旭

摘要：發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)故障是發(fā)動機中常見的故障類型，影響發(fā)動機性能以及航班運行效率，針對EGT指示要把握其基本原理，分析相關發(fā)動機EGT故障原因，進而采取有效的預防性維修方案，在相應維修間隔中強化EGT系統(tǒng)檢修，高效排查故障，促進EGT超限故障顯著降低，提升發(fā)動機性能，提升航班工作效率。

Abstract： Engine EGT indication system failure is a common type of failure in engines， which affects engine performance and flight operation efficiency. For EGT indications， we must grasp its basic principles， analyze the causes of related engine EGT failures， and then adopt effective preventive maintenance plans. China has strengthened the overhaul of the EGT system， efficiently troubleshoots faults， promotes a significant reduction in EGT over-limit faults， improves engine performance， and improves flight efficiency.

關鍵詞：飛機;發(fā)動機;EGT指示系統(tǒng);超限故障;維修

Key words： aircraft;engine;EGT indicator system;overrun fault;maintenance

中圖分類號：V263.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0142-02

0? 引言

渦輪燃氣溫度多采取排氣溫度指示，也是發(fā)動機工作的重要參數(shù)。這一部分是飛機發(fā)動機中需要承受最大熱負荷和機械負荷的部件，要想確保相關的部件在高溫下長時間有效工作，做好渦輪前燃氣溫度控制很有必要。最佳的工作狀態(tài)應該是對渦輪前溫度進行測量，稱之為進口溫度，不過這里的溫度高，相關的溫度場存在分布不均的情況，不易測量[1]?？紤]到渦輪中溫度下降是根據(jù)已知方式進行的，因此需要測量和限制排氣溫度不超限，確保相應渦輪前溫度在合理范圍內。

1? 飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障介紹

某航空公司中使用的是波音737NG飛機，這類飛機使用的是CFM56-7B發(fā)動機，雖然對應的發(fā)動機的經(jīng)濟性以及可靠性比較強，不過相關技術應用也使得其在使用中存在新問題，相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在過去的一年內，飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障發(fā)生率比較高，在整個指示系統(tǒng)中占據(jù)73%的比重。其中的EGT指示故障代碼故障報告是系統(tǒng)超限的主要原因之一[2]。

2? EGT指示系統(tǒng)工作原理

在飛機發(fā)動機EGT中，使用熱電偶進行高溫測量，發(fā)動機排氣溫度EGT測量普通使用熱電偶。就熱電偶的原理來看，主要是兩種不一樣的金屬構成的一個閉合回路。在線路的熱端稱為測量端，在相應的排氣流中，主要作用是提升測量的精度，而其中的多個熱電偶主要作用是并聯(lián)方式，主要用于對于平均溫度的測量，且相應的探頭在氣流中的探入深度也不一樣;而冷端作為基準端，在指示器一側，F(xiàn)ADEC計算機作為其中的冷端節(jié)點，能夠在相應電路中充當溫度補償器，讓冷端補償達到0攝氏度。而在冷熱兩端出現(xiàn)溫度差的情況下，一般需要借助熱電效應回路中產(chǎn)生電流，讓線路兩側出現(xiàn)熱電動勢，此時兩端的溫度越大，熱電動勢也越大。對于熱電勢的大小產(chǎn)生影響的因素中，電阻是常見影響因素，所以在電阻使用前，就要做好調整[3]。

該型號飛機的發(fā)動機排氣溫度EGT指示系統(tǒng)負責對于低壓渦輪出口排氣溫度進行監(jiān)測，相應的EGT系統(tǒng)中包含8個熱電偶以及多個熱電偶導線束組件。相應的熱電偶能為排氣溫度提供一個與之相對應的模擬信號，在相應的位置的渦輪機匣中都包含兩個熱電偶導線束組件。喜相迎接線盒借助導線束和EEC相連接，這時候EEC就可以通過指示系統(tǒng)信號實施相應的控制和指示。

3? 故障分析

據(jù)相關航空公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，737NG機隊在過去的一年時間內，發(fā)動機出現(xiàn)指示系統(tǒng)故障的事件共有118起，EEC測試發(fā)現(xiàn)的指示代碼故障就包含了85起，占據(jù)總知識系統(tǒng)故障的70%以上。EGT指示代碼故障可以說是這一類型飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)的主要故障因素。

飛機發(fā)動機的EGT指示系統(tǒng)部位出現(xiàn)故障，一般會伴隨虛假超溫信號的出現(xiàn)，在發(fā)動機維修故障中比較常見，而對于這一部分的故障進行排查，場外排查并不簡單。EGT指示超限原因比較多，包含電插頭接觸不良因素、熱電偶出現(xiàn)故障、線束故障、EEC故障等。相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在EGT指示系統(tǒng)超限故障中，插頭污染或者是接觸松動等問題是導致超限故障的主要因素，相應的電氣插頭后測試中發(fā)現(xiàn)，針對此類問題，只要對于電氣插頭進行清理即可，當然，在相應超限故障中，也有一部分故障是熱電偶以及線束問題導致的[4]。

EGT指示系統(tǒng)對于相關渦輪安全是最主要的影響因素，即使是偶爾超越紅線，都會導致發(fā)動機故障問題發(fā)生。飛機的發(fā)動機具有一定的熱能慣性特點，在進行EGT起飛滑跑中，馬上離地或者是在離地后達到相應的峰值，在飛機的飛行中，空氣中的沙塵往往會隨著氣流進入到相應的發(fā)動機中，這時候氣流沉積在相應進氣道，或者是出現(xiàn)在壓氣機葉片上，在相應部位導致污染積聚[5]。在污染積累達到一定程度的情況下，就會導致氣流分離的情況愈演愈烈，這時候壓氣機的增壓效率也會大大降低。如果要想確保相關的發(fā)動機推力不變，這時候就需要提供更多的燃油，這樣也會導致EGT指示系統(tǒng)排氣溫度上升，降低裕度。

4? 故障處理措施

針對EGT指示系統(tǒng)的故障要實施有效的應對處理，必須要有可靠的故障處理思路和方法，在CDU上實施EEC的測試能夠有效的檢測出相應的故障代碼，再根據(jù)相應故障代碼來確定相應的故障發(fā)生范圍，以便開展更精準的故障檢測和維修[6]。相關發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障的處理實踐中發(fā)現(xiàn)，相關故障主要表現(xiàn)為以下集中類型，包含插頭插座的損壞、變質層破損、連通測試問題、相關插頭節(jié)點質量問題等。針對上述的問題處理，一般需要進行插頭的清理，對于相應的系統(tǒng)線路進行檢測，對于具體的電阻值進行隔離，對有效的故障部件進行隔離等。

在相關檢修中發(fā)現(xiàn)，飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障發(fā)生的時候，相應的渦輪葉片的離心力也會隨之增加，對應的渦輪葉片在這種情況下很可能出現(xiàn)失效現(xiàn)象，而這時候，該發(fā)動機正處于超壓負荷狀態(tài)，這種工作狀態(tài)下，很可能導致相應的工作壓力超出發(fā)動機可承受的壓力范圍，造成相關發(fā)動機異常問題出現(xiàn)，這對于飛行的安全會產(chǎn)生極大的威脅。在目前飛機發(fā)動機中使用的發(fā)動機型號，不管主要有渦輪設計和風扇設計兩種，但是不管是哪一種發(fā)動機渦輪設計，都要使用包容環(huán)外罩加以保護，避免發(fā)動機在運行中，葉片出現(xiàn)異常狀態(tài)，防止對于相應部位的破壞。因為相關設計，不管是渦輪還是風扇，在長時間使用中，都可能出現(xiàn)葉片斷裂的情況，這是非常危險的，使用外罩設計可以避免在這些故障問題發(fā)生的時候，將危害程度降到最低。對此，在相應的發(fā)動機渦輪設計中，要使用性能好，不易斷裂的材料，避免此類問題發(fā)生[7]。因此，如果是飛機的發(fā)動機指示系統(tǒng)出現(xiàn)風扇轉子之類的故障問題，這時候發(fā)動機渦輪風扇轉子就很有可能出現(xiàn)轉子超負荷問題，一旦超負荷運行，就可能導致斷裂，風扇轉子斷裂后，相應的低壓渦輪負荷也會隨之下降，進一步加深發(fā)動機指示系統(tǒng)的超限故障問題。但是在運行中，如果低壓渦輪轉子直接出現(xiàn)斷裂并伴隨碎片飛出，這種情況導致的后果更加嚴重。

飛機發(fā)動機在正常運行和工作狀態(tài)下，可能會超越EGT紅線，這種情況下，飛機發(fā)動機會產(chǎn)生持續(xù)的推動力。要是相應的機組在工作過程中，觀察EGT在飛機起飛滑跑過程中只超出EGT紅線一點點，且相應的狀態(tài)相對穩(wěn)定，這時候關系不大，不需要停止飛行檢修，可以采取初始爬升航徑執(zhí)行過程，在完成此次飛行滯后再進行報告記錄，對于相應的飛機發(fā)動機部位進行檢查和必要的維修。要是在起飛時，相應的發(fā)動機EGT紅線超出過多，且超出幅度不穩(wěn)定，表明EGT存在異常狀態(tài)，發(fā)動機故障問題亟待解決，所以要及時停飛檢修[8]。

一般在飛行中，飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障超出紅線的部位比較多，多是因為發(fā)動機出現(xiàn)了以下幾點問題：

第一，發(fā)動機存在喘振和失速情況;

第二，發(fā)動機熄火故障。

針對上述的發(fā)動機EGT異常情況，應該要及時采取有效措施，及時進行檢修，不能忽視。此外，在飛機每次飛行結束后，應該要及時對于發(fā)動機運行狀態(tài)進行評估，針對在飛行中出現(xiàn)的異常情況要引起注意，飛機抵達后及時記錄，并要求對于發(fā)動機相關部位進行檢修，針對其中的問題進行專業(yè)的維修，并進行發(fā)動機的運行調試，確保完全沒有問題后才能夠進行下一次的起飛。在具體的飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障維修中，要采取專業(yè)的維修檢測設備，以便更快的找到相應的故障部位，要強化相關維修人員技術培訓，讓他們在針對飛機動機EGT指示系統(tǒng)超限故障處理中，更專業(yè)、更高效，及時找到問題，提升故障檢修效率，并做好必要的保護和預防措施，避免飛機發(fā)動機在運行中出現(xiàn)異常，確保飛行絕對安全。

5? 總結

在飛機發(fā)動機EGT指示系統(tǒng)超限故障的研究中發(fā)現(xiàn)，相關超限問題的出現(xiàn)更多的還是因為排氣溫度在不斷上升。EGT指示系統(tǒng)超限故障是飛機發(fā)動機中比較常見的故障類型，對于飛機的整體安全飛行也會產(chǎn)生較大的影響。對此，在相關飛機發(fā)動機維修中，必須要掌握EGT指示系統(tǒng)超限故障的基本原因，明確相應發(fā)動機系統(tǒng)的運行工作原理，進而采取有效的故障處理措施來應對，在日常的發(fā)動機維護保養(yǎng)中，要關注發(fā)動機常見EGT指示系統(tǒng)超限故障的預防，防患于未然，降低EGT指示系統(tǒng)超限故障發(fā)生率，提升整體發(fā)動機的使用有效性。

參考文獻：

[1]Zhang， Bin，Zheng， Kai，Huang， Qingqing， et al.Aircraft Engine Prognostics Based on Informative Sensor Selection and Adaptive Degradation Modeling with Functional Principal Component Analysis[J].Sensors，2020，20（3）：920. DOI：10.3390/s20030920.

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[8]張濟海.波音737-700/800型飛機發(fā)動機引氣系統(tǒng)及其故障分析[J].科技與創(chuàng)新，2017（01）：144.