浅析发动机喘振对飞行安全的影响

胡鑫

摘 要:飞机发动机喘振具有多发性,突发性和不可预测性,随着世界的发展和进步,民用飞机的数量和飞行次数不断增多,飞机发动机喘振有不断上升的趋势,严重影响飞行安全,所以大家不能放松警惕。

关键词:飞机发动机安全影响因素

中图分类号:V43 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(a)-0082-01

航空发动机属于高速旋转机械,处于高转速、高负荷、高应力和高温的环境下工作。发动机又是由许多零件所构成,其本身工作情况以及外场使用环境都十分复杂,使发动机在使用期间容易出现机械故障。发动机的喘振是多性的、复杂的、严重的,由发动机的零件、部件、系统或整机的不正常和损坏,会造成发动机性能恶化、推力下降、停车、损坏和提前更换等。发动机喘振是十分复杂和繁多的,轻则引起发动机性能下降,重则会损坏发动机,甚至飞机,诱发飞行事故,危及飞行安全。

喘振是气流参数沿压气机轴线方向发生的低频高振幅的一种振荡现象。压气机喘振是压气机的一种不稳定工作状态,是由于压气机进口空气流量的骤然减小而引起的气流沿压气机轴向发生低频高振幅的震荡现象。飞行中,若发动机加速时前推油门过猛,减速时收油门过快;或飞机姿态变化过大,引起侧滑;飞行员拉杆过猛飞机迎角突然变大;进气道积冰时使发动机进气流量减小,而且由于积冰使进气道表面不规则,引起进气道气流分离加剧,轻则引起发动机喘振,严重的引起发动机停车。在使用压气机时,应保证不管什么状态下都要避免压气机喘振。

下面我举一例压气机喘振的例子:1996年7月23日,中国某航空公司一架B747SP飞机执行北京——法兰克福航班任务,13:08在北京起飞后,高度300ft時,2#发动机喘振,N1和EPR下降,瞬间EGT达到极限,发动机自动停车。在特情发生后经过机组人员的配合和处置,14:17三发安全落地。从这件事故中,我们可以看出,压气机的喘振的危害有多么大,破坏力也十分惊人,所以在飞行时一定要注意监控发动机,防止在任何时候使发动机进入喘振。当发生严重的喘振时,叶片可能折断,热部件可能过热烧损,甚至造成停车。

以上说明了压气机的工作原理和喘振的影响、危害,那么我将就喘振的预防,提一些建议。虽然现代航空燃气涡轮发动机在结构上有效完善的防喘措施,有效提高了压气机在非设计状态下工作的稳定性,但在一定的飞行条件下,若飞行员使用不当,发动机仍然有喘振的倾向。所以在飞行中要应注意以下几点:

①操纵油门动作不能过猛,要柔和。

若发动机加速时,前推油门过猛,燃油量增加过快,涡轮前温度迅速升高,燃气急剧膨胀,由于涡轮寻向器限制作用,使发动机进口空气量骤然减小,最终容易诱发压气机喘振。

减速收油门时

②操纵飞机要柔和,避免飞机姿态变化过大,尤其避免拉杆过猛。

若操纵飞机过猛,飞机姿态变化过大,容易引起侧滑,在进气道中产生气流分离,使压气机进口流场不均;若飞行员拉杆过猛,飞机迎角突然增大,进气道内会发生严重的气流分离,进入发动机的空气量会急剧减小,并且在此过程中,由于造成燃烧室富油燃烧,空气流量将进一步减小,所有这些都将引起压气机的内部气流分离的加剧,使得压气机喘振进一步增强。

③注意防止发动机进气道积冰。

当发动机进气道积冰时,一方面使发动机进口空气流量减小,另一方面由于积冰使进气道表面不规则,引起进气道气流分离加剧。所以进气道积冰容易引起压气机喘振,飞行使用中应正确使发动机防冰装置,注意防止发动机进气道积冰。

④发动机起动时,注意防止发动机喘振

发动机起动时注意防止发动机喘振,因为发动机起动时,若起动供油量过大,压气机容易喘振;同时发动机起动时若地面顺风过大,由于发动机喷管排气不畅,最终引起发动机进口空气量骤然减小,诱发压气机喘振。

⑤正确使用发动机的反推装置。

飞机正常着陆或中止起飞使用反推装置时,当滑行速度较小(一般60～80nm/h),应及时使发动机退出反推状态,防止由于反推装置工作时,发动机进口空气流量的迅速减小而喘振。

⑥避免外来物进入发动机

若外来物进入发动机,一方面将损伤压气机叶片,容易发生气流分离;同时也会引起发动机进口空气量的减小,最终使压气机的工作稳定性降低,压气机喘振倾向增强。

⑦飞行时,若发动机喘振无法控制,也应对该发动机实施停车,同时向地面报告。

除了发动机喘振,发动机机械故障也常常发生,发动机机械故障主要有外物击伤、疲劳损伤。这些故障直接导致的就是发动机损伤而不能正常工作。其中许多故障都是不可逆转的。飞行员一旦处置不当,就会引起非常严重的后果。

综上所述,飞机发动机喘振具有多发性,突发性和不可预测性,随着世界的发展和进步,民用飞机的数量和飞行次数不断增多,飞机发动机喘振有不断上升的趋势,严重影响飞行安全,所以大家不能放松警惕。除了平时应该对飞机进行认真地检查和维护,作为飞行人员应该更多深入了解一些有关飞机发动机喘振的相关知识,比如发动机喘振产生的原因,现象以及处置方法,这样在面对突发事件才能正确判断和处理,才能有效地减少飞机发动机喘振所带来的危害,确保飞行安全。

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