■ 張健偉/中國民用航空飛行校驗中心

0 引言

PW306C 發(fā)動機是加拿大普惠公司于2001 年研制的雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動機，主要結(jié)構(gòu)包括一級風(fēng)扇、多級軸流式壓氣機、一級離心式壓氣機、環(huán)形燃燒室、兩級高壓渦輪和三級低壓渦輪，最大推力5770 磅，主要用于獎狀680 中型公務(wù)機上?？滋綑z查是該型發(fā)動機的一種重要檢查方法，在不分解發(fā)動機的前提下，可以有效檢查發(fā)動機的核心區(qū)域，評估發(fā)動機的使用狀況和剩余可使用時間，并及時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機內(nèi)部損傷缺陷，避免嚴(yán)重后果。受孔探設(shè)備本身視角和視野范圍限制，加之發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以接近，孔探設(shè)備價格昂貴，使發(fā)動機孔探檢查具有較高的風(fēng)險，稍有不慎容易造成重大損失。

1 孔探卡滯

發(fā)動機孔探卡滯主要是指孔探的鏡頭或光纖被發(fā)動機內(nèi)的孔洞、結(jié)構(gòu)縫隙等部位卡住無法取出。造成孔探卡滯的主要因素有發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔探穿繞距離長、孔探設(shè)備自身條件限制等，具體分析如下。

1.1 發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜

PW306C 發(fā)動機渦輪葉片邊緣鋒利，孔探通道狹窄，燃燒室內(nèi)壁和外壁密布大小不一的冷卻孔，燃燒室與高壓渦輪罩環(huán)間、導(dǎo)向葉片之間存在寬窄不一的接縫?？滋竭^程中，鏡頭和光纖均有可能進入這些冷卻孔或接縫中造成卡滯。

1.2 穿繞距離長

PW306C 發(fā)動機核心段的孔探檢查入口只有兩個，分別是位于發(fā)動機中部3 點鐘位置的點火嘴的安裝孔，以及位于低壓機匣3 點鐘位置的孔探口。對燃油噴嘴、燃燒室、各級渦輪靜子葉片的檢查均需穿繞360°，而對第一級和第三級渦輪轉(zhuǎn)子葉片的檢查均需穿過靜子葉片，如圖1 所示。

圖1 PW306C發(fā)動機孔探入口

1.3 孔探設(shè)備原因

PW306C 發(fā)動機的孔探檢查要求及內(nèi)容如表1 所示?？梢杂糜赑W306C發(fā)動機的孔探設(shè)備的鏡頭和光纖直徑有4mm 和6mm 兩種規(guī)格，孔探儀本身視野和可視距離有限，可視角度約為150°，可視距離根據(jù)鏡頭焦距的不同在0.5 ～10cm 之間。在進行觀察和穿繞時，有時鏡頭觀察的方向與行進的方向無法保持一致，特別是側(cè)視鏡頭，行進方向與觀察方向成90°夾角，只能依靠對發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解和鏡頭側(cè)面圖像來判斷鏡頭的位置和行進方向，導(dǎo)致鏡頭進入孔洞和縫隙而卡滯的風(fēng)險極高。

表1 孔探檢查要求及內(nèi)容

2 風(fēng)險的預(yù)防和處理

我公司于2010 年引進了3 架獎狀680 飛機，目前運行時間已超過24000飛行小時，累計對PW306C 發(fā)動機進行了上百臺次的孔探檢查，積累了該型發(fā)動機豐富的孔探經(jīng)驗。實踐表明，PW306C 發(fā)動機易出現(xiàn)卡滯的部位主要包括：燃燒室冷卻孔處、燃燒室與導(dǎo)向器的縫隙處、第一級渦輪靜子葉片與轉(zhuǎn)子葉片的間隙處，以及第二級渦輪轉(zhuǎn)子葉片和第三級靜子葉片穿繞檢查時。

2.1 燃燒室冷卻孔卡滯

燃燒室內(nèi)筒和外筒上布滿大小不一的冷卻孔（見圖2），檢查燃油噴嘴和燃燒室時，均需沿燃燒室環(huán)繞一周。在穿繞過程中，4mm 和6mm 直徑的鏡頭均有可能落入冷卻孔中。由于鏡頭為剛性且有一定長度，而光纖為柔性，當(dāng)孔與鏡頭直徑接近時，鏡頭插入一定深度后，會導(dǎo)致鏡頭卡滯無法取出。

圖2 燃燒室內(nèi)環(huán)及外環(huán)冷卻孔

為避免鏡頭卡滯，孔探時應(yīng)選用直視鏡頭，穿繞過程中應(yīng)時刻保持視野與行進方向一致，以便觀察。此外，應(yīng)采用先穿繞一周，再在抽回過程中不斷調(diào)整鏡頭方向的方法來完成檢查，鏡頭前進過程中應(yīng)盡量避免調(diào)整鏡頭角度，防止鏡頭落入冷卻孔中。

2.2 燃燒室與導(dǎo)向器的縫隙

檢查第一級高壓渦輪靜子時，鏡頭需沿燃燒室外筒出口唇邊與導(dǎo)向器前緣形成的縫隙穿繞一周，縫隙的寬度略小于4mm，特別是鏡頭后部光纖的轉(zhuǎn)向部分直徑更小，也就更容易卡入縫隙。

為防止鏡頭卡滯，應(yīng)避免使用4mm或以下直徑的鏡頭沿燃燒室外筒出口唇邊與導(dǎo)向器前緣之間的縫隙穿繞（見圖3）。如確需使用4mm 鏡頭時，應(yīng)注意兩點：首先，在鏡頭行進過程中應(yīng)始終保持鏡頭與縫隙上翹一定角度，防止鏡頭插入縫隙；其次，在鏡頭沿縫隙回抽過程中，鏡頭后部的轉(zhuǎn)向部分很容易卡進縫隙，當(dāng)回抽過程中感覺到卡阻時，應(yīng)調(diào)整鏡頭方向與縫隙垂直，然后再扭轉(zhuǎn)光纖，以鏡頭為支點將轉(zhuǎn)向部分從縫隙中帶出。

圖3 燃燒室出口與高壓渦輪的間隙

2.3 第一級渦輪靜子與轉(zhuǎn)子的間隙

如圖4 所示，第一級高壓渦輪靜子與轉(zhuǎn)子之間的縫隙約為6mm，當(dāng)檢查第一級高壓靜子葉片后緣時，如果使用6mm 孔探鏡頭沿高壓渦輪靜子后緣穿繞，因鏡頭及光纖與間隙的尺寸接近，特別是回抽時光纖勒緊，摩擦力大大增加，靜子后緣與回抽方向相逆，光纖極易卡滯。

圖4 高壓渦輪靜子與轉(zhuǎn)子之間的間隙

為防止卡滯，可使用4mm 鏡頭沿第一級高壓渦輪靜子葉片后緣穿繞進行檢查。如果一定要使用6mm 鏡頭檢查第一級高壓渦輪靜子葉片后緣，應(yīng)沿靜子葉片前緣穿繞，采取逐個穿過葉片的方式檢查葉片后緣。

3 卡滯預(yù)防

PW306C 發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔探設(shè)備一旦卡滯，輕則會造成飛機運行任務(wù)延誤，重則造成孔探設(shè)備損壞，甚至發(fā)動機送修的嚴(yán)重后果。為避免孔探檢查時發(fā)生卡滯，應(yīng)從人員、設(shè)備以及卡滯的處理等方面采取預(yù)防措施（見表2）。

表2 卡滯的預(yù)防措施