CFM56发动机空中停车原因及预防

huamanshu · 发表于 2009-9-18 15:56:06

CFM56发动机空中停车原因及预防

这里所说的“空中停车”包括两种概念：一种是发动机不能维持自身的连续燃烧因熄火而停车；一种是在出现各种非正常的情况下，机组在空中关车而停车。两种空中停车都对直接影响飞行安全，所以对发动机空中停车的研究贯穿着发动机的设计、制造和使用全过程。CFM56是一种典型的以可靠性为中心、视情维修的发动机，因其可靠性高，所以拥有众多的用户。我公司是CFM56发动机的用户，开航几年来，空中停车率为零，这得益于该发动机的固有可靠性和我们合理使用，而且我们从未停止对空中停车的研究和预防。下面就CFM56发动机的空中停车原因、具体的维护预防措施谈谈我的看法。

一、燃油系统：
燃油是发动机运转过程中的主要物质。燃油系统为运转的发动机提供连续不断的经过计量的压力燃油。供向燃油喷嘴的燃油量/压力如果高于或低于稳定燃烧所需的量/压力，就会发生富油或贫油燃烧而导致熄火。如果主油箱中的两个增压泵的低压灯均亮，在30000英尺以上飞行时，可能出现推力衰减或发动机熄火。
燃油系统主要包括系统燃油泵、发动机燃油泵、燃油滤、燃调、喷嘴，所以应加强对上述部件的维护。在系统燃油泵上主要防止进口结冰，应加强航前的放沉淀，加强对沉淀的检查工作。在安装发动机燃油泵和燃调时，要防止对泵轴和燃调轴的损伤，这种损伤是空中停车的最大潜在因素。在维护燃油滤时，要认真检查其中的过滤出来的碎屑，及时发现有故障的部件，并且要避免杂质进入系统。进入发动机的所有燃油，最终由喷嘴以合适的燃油喷射模式喷进燃烧室，供发动机稳定燃烧。当喷嘴受到损伤时，其燃油喷射模式将会改变，这时燃烧的速度场和温度场将会改变，要么因燃烧不稳定而熄火，要么导致燃烧室的局部烧蚀，造成本体高温而停车。所以安装喷嘴时，要防止利物对喷嘴的划伤、喷嘴变形、堵塞和错误安装。燃油最终的燃烧要在燃烧室里完成，燃烧室的裂纹、变形等损伤，也都会造成燃烧室的本体高温，所以应认真地完成燃烧室的孔探工作。
对操纵发动机工作的两根启动钢索和两根操纵钢索也应加强检查。我公司的B-2910飞机在广州做定检时，检查发现两台发动机的八根钢索中有七根超标。随后，我们机务对公司所执管飞机发动机操纵钢索进行了普查，发现了多根超标钢索，这种检查对防止因钢索原因的空中停车是很有效的。

二、气路系统：
CFM-56是高涵道比、双转子、轴流式涡轮风扇发动机，外界的空气进入发动机进气道后分为两部分：初级气流（内涵道）和次级气流（外涵道）。双转子发动机在大推力工作状态、低转速小推力工作状态以及过渡工作状态，需要通过VSV和 VBV开和关以满足两个压气机对气流的不同需求，以防止发动机的失速或喘振。VSV和VBV的工作由MEC内部设定，与外场有关的只是VSV和VBV反馈钢索的调节，一般不会有差错。在润滑反馈钢索的连接处时，一定要认真仔细，以防止卡阻。
气路系统导致停车的情况中还包括叶片的物理损伤，尤其是风扇叶片的损伤。发动机在工作时，风扇叶片高速旋转，其本体承受着很大的离心应力。如果在叶片上存在着没有检查出来的超标缺陷，象前后缘的裂纹、凹坑，那么在缺陷出产生的集中应力则足以使叶片断裂，导致停车。除本身制造上的缺陷外，叶片上的这种缺陷往往是由于外物的碰撞造成的。对于机务来说，应做到：1、发动机工作场地干净无杂物；2、在完成地面高功率试车后应认真检查叶片；3、在航后检查叶片时，应借助好的光线，认真检查。4、发现叶片上的未超标缺陷后，应及时处理，防止缺陷扩大；此外，在前厕所外勤务站做排污和加水工作后，应保证堵盖盖好，没有渗漏，以防止发动机在空中吸如“蓝冰”。同时，也应当建议机组在着陆航后滑跑时，当飞机的速度达到一定值后，应收起反喷，以防止遗留在跑道上的硬质外来物被反喷气流吹起后，吸如发动机，打坏风扇叶片和低压压气机叶片。
气路系统还会导致产生超温信号。在安装好气路系统的部件后，应认真检查管道安装状况、渗漏情况，防止气流渗漏超标，导致产生超温信号。

三、点火系统：
B737飞机发动机的点火系统在发动机启动过程中，产生高压电火花去点燃燃烧室的油气混合气，并在起飞、不利天气下飞行和着陆过程中，提供连续点火，以保证连续燃烧。把启动电门放在“CONT”位，便可提供连续的点火。但是如果点火系统在该位失效，那么，在空中如遇到恶劣天气时，发动机将会因熄火而停车。同时如果空中停车后，如果点火系统在“FLT”也失效，那么发动机在空中将无法再次启动，这对安全有着极大的威胁。
在现行点火系统的基础上，要提高点火的可靠性，只有加强预防性的维护工作。加强点火线与电嘴之间连接接头的检查；加强电嘴的检查；加强高压线与点火激励器连接处的检查。

四、滑油系统：
发动机滑油系统的功用是提供压力滑油去润滑和冷却发动机主轴承、径向驱动轴承、附件齿轮箱及传输齿轮箱，并预热发动机燃油，防止燃油系统组件结冰，同时用燃油冷却滑油。只有在合适的滑油压力和温度下，滑油才能充分发挥其性能，当然还需要足够的滑油量来保证。滑油是发动机中运动部件良好持续工作的润滑剂、冷却剂。所以在滑油系统出现油量、温度、压力方面的故障时，发动机本体就得不到很好的润滑和冷却，很快就会受到损坏。在出现下列情况时，机组要关车：1、低滑油量/压力；2、高滑油温度；3、发动机滑油滤旁通。
1、低滑油量/压力：如果仅仅出现滑油量低的信号，还不是机组关车的原因，手册中也没有规定到底滑油量低于多少时关车。滑油量在飞行中下降的很快，而且伴随着其他信号，往往伴随的是低滑油压力，当出现低滑油压力信号后，机组停车。导致低滑油量/压力的原因：滑油的渗漏，润滑组件的故障，指示信号/线路故障。在各种空中停车的事件中往往表现为：AGB上的一些安装封严/盖漏装，MCD上的封严漏装/错装，滑油系统的管路破裂等。
此外，在做发动机工作时不要用手攀滑油管道、燃油管道和液压油管道以及空气管道，防止管道的喇叭口受损；同时在安装管道时，该使用两把扳手工作时，必须使用两把扳手，防止将喇叭口扭伤。喇叭口的损伤在承受压力的情况下，会导致油液的渗漏。
2、高滑油温度：在发动机整个系统中，是用燃油对滑油进行冷却的，这个冷却过程一般不会出现故障。但是在发动机其他系统出现故障时，比如轴承/齿轮的损坏后，由于非正常运转产生大量的热，导致滑油温度高，其结果也往往导致转子的粘连。在实践中，滑油温度高往往是由于信号指示的故障，润滑组件故障，轴承/齿轮损坏等。
3、发动机滑油滤旁通：滑油里含有的杂质过多，导致油滤堵塞。这种杂质可能是发动机在非正常运转过程中产生的碎屑，也可能是进行勤务、维护时，不小心带入滑油系统的外来物。
由以上可知，在滑油系统维护时，要注意以下几点：防止错装漏装，加强对线路的检查（尤其是电气专业），加强对滑油消耗量的监控。波音建议在进行多发同时维护时，应避免同一人同时做多发的维护工作，防止出现多发空中停车。

五、EGT指示系统：
CFM-56发动机的设计以省油、高效率为主导，机匣与转子叶片之间的间隙设计的较小，所以发动机的性能衰退主要反映在EGT上。通常发动机每使用1000小时，EGT的裕度衰减7~11℃左右。如果发动机的监控EGT衰减曲线趋势变化比较平稳，则说明发动机状态良好；当曲线有突然徒升或有徒升趋势时，则表明发动机性能已经变坏，或开始变坏。在实际使用中，EGT如不能保持在限制范围内，机组要完成空中停车。导致曲线徒升的原因可能是燃油系统故障、气路系统故障、或发动机内部故障。
发动机本体的性能衰减可如上所述进行监控，计划的进行换件或换发而防止空中停车，但是反映在EGT上的停车还有EGT的指示器故障和线路的故障。日常的发动机维护要仔细检查EGT的线路，防止和本体、其他部件的接触，及时发现有磨损的线路并及时更换。

六、过热和火警探测系统：
发动机过热和火警探测系统感应发动机舱中的高温并且发出相应的警告。系统的探测器分别感受风扇机匣、发动机顶部防火墙及核心发动机三处的高温。在空中，出现发动机过热和火警警告时，机组要关断发出过热和火警信号的发动机。
该系统的故障有环路故障和真正的过热。发动机的火警探测环路和发动机的热部件之间的距离有一定的要求，在更换其他部件时，尽量不要碰撞环路部件。如果不小心碰上环路部件，使之变形，那么就要按标准维修，以防发出错误信号。而真正的高温往往是由于气路系统高温气体的泄露或燃烧室的高温。

七、其他系统如反推系统、振动指示系统：
如果反推开锁灯在空中亮，机组前推力手柄受到限制或振动或出现偏航时，机组必须关车。振动指示系统的指示值超限，机组也要完成空中停车。这些情况都应引起机务的高度重视。
对空中停车经验和教训的总结，在于把各种影响发动机的空中停车重大现象制止在萌牙阶段。现在普遍使用发动机状态监控，在预防空中停车和非计划换发方面是很有效的，对于发动机品质的逐渐变坏和某些突发的事件都有很好的预警效果，但是还不能预防全部的、突发性的停车事件，还需要与在航线的机务工作者一点一滴工作的相配合。航线的机务工作者也要重视自己在预防发动机空中停车方面不可低估的作用。两者相辅相成，共同来预防空中停车，保证飞行安全。