浅谈民航发动机高压压气机叶片维修管理方法

马兴坤 张雄飞 马超

摘要：民航发动机高压压气机叶片在使用过程中容易受到损伤。本文围绕发动机高压压气机叶片常见损伤，从损伤发动机维修管理、发动机机队管理和损伤预防等方面分析了发动机高压压气机叶片的维修管理方法。

关键词：民航发动机;高压压气机叶片;维修管理方法

民航发动机在使用过程中容易受到由外来物冲击造成的损伤，如果外来物疑似进入发动机核心机，则需要进行孔探检查。如果外来物造成发动机高压压气机叶片损伤，进而会导致飞机停场停飞，给航空公司造成一定的经济损失。另外，高压压气机叶片在发动机正常使用过程中，也容易发生应力腐蚀，造成叶片损伤超标等故障。高压压气机叶片损伤超标的维修需要分解压气机，整个维修周期较长。因此，从损伤发动机维修管理、发动机机队管理和损伤预防等方面加强对发动机高压压气机叶片的维修管理，对提高机队的可靠性和安全性，提升航空公司经济效益，有着较为重要的工程意义。

1高压压气机叶片损伤维修工程管理的定义

高压压气机（HPC）叶片损伤维修管理方法的核心目标是，通过对发动机损伤发生/发展机理的研究，采取有效措施避免损伤产生，减缓损伤发展，实现包容损伤运行等，在保障安全的前提下达到延长发动机机队整体寿命的目的。

在采取有效措施避免HPC叶片损伤产生的过程中，可以通过机场外来物损伤（FOD）防范措施，降低航线机务人员人为差错等方面实施管理方法，在损伤发生之前予以干预，保证发动机的安全运行。

实际运行中，对于已经发生损伤的发动机，管理的主要内容包括采用合理的技术措施延缓损伤发展，尽量延长其在翼时间，实现发动机包容损伤运行。

此外，针对特定类型发动机机队的运行管理，是对其较为常见的HPC叶片损伤类型分析成因，并采取针对性的技术干预措施，有利于降低或避免机队中发生类似损伤的概率。

2 HPC叶片损伤管理措施

航空公司在发动机维修工程管理过程中，应该更多关注已经发生损伤的发动机，采用适当的措施实现发动机的包容损伤运行。结合多年发动机HPC叶片损伤管理的经验，发动机包容损伤运行可以大致分为以下几个层次的维修管理方法。

1）基础级别

发动机HPC叶片损伤后，参照相关手册标准，能够及时发现发动机缺陷，及时实施非计划换发，避免发动机超限运行。在该级别维修管理方法的实现过程中，应加强员工技能培训，确保孔探人员有足够的技能，做到不漏检不错判。

2）监控级别

发动机HPC叶片损伤后，能够通过监控措施发现早期故障苗头，根据损伤形态分析损伤发展的速度，制定合理的监控方案，并确保在损伤发展到预期超标前完成发动机计划换发，避免发生飞机紧急停场事件。

3）单机预防级别

发现发动机HPC叶片损伤早期故障苗头时采取在翼纠正措施，延长发动机在翼时间。通过预估发动机有效寿命避免临时换发，或申请在翼修理等措施，如叶片打磨或TOP CASE修理等。

4）机队预防级别

针对机队易发生的故障制定预防性方案，延缓或避免HPC叶片损伤缺陷的发生。

在机队预防级别，常见以下几类损伤情况：

发动机HPC叶片前后缘损伤。此类损伤的典型表现是半圆形凹坑，直径在0.8～1.0mm范围，一般致损原因为外来物损伤，从损伤尺寸分析，常见的0.8～1.0mm直径外来物为保险丝，如图1所示。因此，可通过加强工作现场管理，工作后清洁工作场所，加强试车前进气危险区清洁，特别是小的保险丝碎屑等措施予以避免。

发动机HPC叶片叶尖径向裂纹和叶尖缺口材料缺失。此类损伤仅发生在HPC3～5级，包括HPC3后叶尖角材料丢失、HPC4叶尖径向裂纹和HPC5前叶尖角材料丢失等，如图2、图3所示。此类损伤是由于在特定时段（停车1.5～3h之间）冷转时，转子叶片叶尖与机匣刮磨导致的。因此，此类故障可以通过避免在特定时间段冷转发动机予以避免。

5）辅助设计级别

通过发动机运行过程中对HPC叶片损伤的实际维修经验，将相关维修措施与技术反馈给发动机制造商，进而促进发动机制造商改进设计，帮助发动机修理部门提升修理质量。例如，上文提到的发动机HPC转子叶片叶尖与机匣容易产生刮磨的三处位置，将这些维修经验反馈给发动机制造商，以便能够修订这三处叶尖与机匣之间的间隙。

3结论

通过对发动机HPC叶片实际维修过程中的有关维修管理方法的总结，对提高机队可靠性和安全性有一定的工程参考价值和实际操作意义，可以形成以下结论：

1）通过本文所述的维修管理方法，所在航空公司在役的多数发动机HPC叶片损伤都得到了有效的控制。以前每年有约有2～3臺HPC损伤，且一般有1台超标损伤案例，采用上文提到方法后，连续4年没有发现新的发动机HPC叶片损伤。

2）虽然发动机HPC叶片损伤案例在发动机运行过程中的发生概率较小，对其进行有效的维修管理带来的直接效益不明显，但是纵观发动机全寿命周期，仍会显著减低航空公司的维护成本。