浅谈航空发动机维修

付泽军

摘要：近年来，航空运输也逐渐成为我国国民经济发展的重要支柱。但我国目前航空产业还有许多不足，尤其是飞机维修问题，其中航空发动机的维修更是所有人关注的焦点。基于此种情况，本文简单介绍航空发动机的基本维修方式、维修流程以及航空发动机维修的基本原则，穿插一些实例图片，并对航空发动机维修中所应用的先进技术进行论述，希望能帮助我国航空发动机维修水平得到提升，也希望能对相关人士有所帮助。

Abstract： In recent years， air transportation has gradually become an important pillar of China's national economic development. However， there are still many deficiencies in China's aviation industry， especially the problem of aircraft maintenance， in which the maintenance of aeroengine is the focus of everyone's attention. Based on this situation， this paper briefly introduces the basic maintenance methods， maintenance processes and basic principles of aero-engine maintenance， intersperses some example pictures， and discusses the advanced technology applied in aero-engine maintenance， hoping to help improve the maintenance level of aero-engine in China and relevant people.

关键词：航空;发动机维修;发展现状;存在问题

Key words： aviation;engine maintenance;development status;existing problems

中图分类号：V263.6                                    文獻标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）03-0148-03

0  引言

众所周知，维修一直是航空产业中一个重要组成部分，尤其是航空发动机维修。航空发动机作为大型系统，不仅内部结构复杂，维修费用昂贵，维修技术也十分密集[1]，在拆装、维护上都十分困难且需要极强的细心和极高的专业度。无论是航空发动机的装配方面还是航空发动机的维修质量方面，这些都会或多或少影响发动机的机械性能、使用寿命，这就要求我们必须高度重视航空发动机的维修问题。只有选择适合的维修方法、提高维修效率、提升维修水平，才能更好地推动我国航空发动机维修产业的发展，从而服务于我国经济[2]。

1  发动机的基本维修方式

1.1 预防性维修与整机定时大修

航空发动机作为飞行器的动力装置，是一种高度复杂和精密的热力机械，需要定期进行维修，尤其是航空发动机维修。发动机送修基本有两种类型，一种是预防发动机性能衰退的预防性维修，即除了普通的正常定期检修外，还要根据季节气候区域特点等进行航空发动机的检查、维护、跟踪、修理。要做到早发现、早解决，比如我国北方常有沙尘雨雪天气，这对飞机安全具有潜在威胁，所以我们必须做好预防性维修工作，把天气对飞行安全的不利影响尽可能降低，确保飞行安全。我国南方夏季温度偏高，也需要维修人员在预防性维修时做好“飞机洗肺”的工作，做好散热处理[3]。另一种则是航空发动机出现故障进行检修，即整机定时大修，当航空发动机使用到时限时，无论状态与否都要换下进行检修，整机定时大修对维修技术要求较低，变量只是发动机的使用时间，所耗费的人力物力成本也相对较少，相比于发动机出现故障直接维修，不仅安全风险大且维修费用高，反而牺牲更大。总而言之，发动机的预防性维修以及整机定时大修是航空发动机维修的最优方式。

1.2 热端部件和冷端部件定期检修

对航空发动机的热端部件与冷端部件定期检修，主要是考虑到二者的有效使用寿命不同，热端部件普遍寿命较短，但冷端部件相较而言寿命较长，每次将两者共同进行维修，不仅耗费大量成本而且拆卸一定程度上影响部件的使用寿命。把热端部件与冷端部件规定不同的检修周期，只需在规定时间内检修规定部件，不仅能降低维修费用，还能延长冷端部件的使用寿命，不仅与整机定时维修的安全系数持平，在维修过程中的操作步骤也更少，避免更多犯错可能，从而保证航空发动机的安全性。

1.3 发动机单元体视情况检修

视发动机情况进行维修，这种维修方式不受使用时限、规定时间等的限制，仅仅是依靠检查或者发动机的性能状况监控来确定是否需要进行检修。现如今许多航空公司在长期运营中已经逐步积累了许多发动机数据以及各种检修方案，对各类机型的发动机故障规律都基本掌握，可以来预见发动机故障，不用再出现问题时无从下手整机检修，只要提出相应的修理要求进行送修。这样不仅最大限度地利用发动机的有效寿命，还大大降低了航空公司的维修费用。

2  航空发动机的维修流程

航空发动机维修过程大致可以分为以下几个阶段：发动机维修过程中零件的拆卸、检查、修理或者更换等环节，见图1。在发动机维修中要进行孔探初查以确定修理工作范围，同时再对发动机附件进行状况记录和系统筛查，确保零件的构型情况相符。随后再将发动机分解到零件状态，对其进行区分、清洁、简单修理维护，找出修理件，可用件。再对需要进行维修的单位进行报备，对具备修理能力的零件进行工作计划安排，对不具备修理能力的零件送进行协调修理。与各方面协商达成满意，满足发动机维修需求。与此同时，航材部门也要对维修报废件进行处理以及对新的零件进行采购补给，分组分类严格按照标准发往车间装配部门。

3  航空发动机维修的基本原则

3.1 应用MSG原理

按照最新咨询通告（AC-121AA-O2R1）要求，航空发动机维修应用最新的MSG逻辑程序制定新型飞机和衍生型飞机的维修大纲。依据飞机设计的指导思想、制造水平等情况来制订该型飞机的维修大纲[4]。

3.2 形成规范维修模式，确定维修大纲大致范围

想要实现航空发动机维修不断向前发展，企业必须注重科学化、规范化管理。在航空发动机维修工作过程中，无论是人员还是设备，都要做到安全生产，确定维修大纲大致范围，减少不必要的返工和维修问题，提高维修效率。例如某号机，将装Ⅰ组喷嘴的错装成组的（流量增大），结果局部排气温度高達760℃。更正后，降到700℃，这种错误是绝对要避免的，维修企业必须形成规范维修模式，绝不能凭借经验来进行工作。其次航空公司绝不能只追求提高飞机发动机的利用率，而忽略飞机发动机的正常维护，航空公司必须给予飞机充足的维修条件和维修停场时间，来保证飞机的正常运行。航空发动机维修企业要确定维修大纲大致范围，做到局部检修范围检修，不要大张旗鼓对发动机造成不可避免的伤害，维修人员也要积极配合，做到企业内部规范化管理，对维修设备要定期检查，对维修人员的维修步骤也要记录在册，让维修每一步都有源可溯，有责可追，见表1。例如某部某号机的一个发动机，慢车排气温度为570℃，超过规定，最大转速的排气温度为700℃，也比较高。校验喷嘴发现，有四个喷嘴的慢车副油道流量大于42升/小时（总共超过8.5升），换上副油道流量为41升/小时的喷嘴后，慢车排气温度为535℃，最大转速时的排气温度为680℃，只要形成规范维修模式，工作人员互相督查，就可以从源头避免问题，轻松将误差排查，不影响后续维修。

3.3 贯彻全寿命、全机队管理的原则，对航空发动机维修过程全记录

发动机作为一个精密系统，对其进行任何操作都显着尤为重要，所以我们必须妥善进行维修管理。其中最简单的方式就是对航空发动机维修进行分部制，维修人员互相监督各司其职，对自己负责的环节步骤负责。例如某部某号机进行定检工作时，维修人员误将喷嘴顺序弄反，最大转速时的局部排气温度差值达76℃。经过监督人员排查后改正，将温差降到44℃，使零件正常运行。由于每一步操作都存在着风险，所以我们必须对全过程进行管理，在维修之前列出关键步骤工作单，做好维修前准备工作，让维修人员按步实施，再就维修过程中所出现的其他问题在工作单上进行增添修补，每进行一个步骤就要求对应负责人写明工作情况和工作内容，做好交接，对一些困难复杂的维修工作，也要适当增加维修人员，从源头上降低航空发动机维修隐患。通过不同型号的发动机工作单的增添与修补，也能为其他航空发动机维修工作提供参考依据，以供维修人员学习。随着飞机数量的增多，维修企业也可整合工作记录单建立相应数据库，从而合理追踪各个型号发动机的使用状态，对出现问题的发动机进行及时处理，还可以比较各型号发动机的状态优劣，对航空发动机研究人员进行创新研究提供有利的数据支持。其次，航空发动机的维修也要合理利用现代科学技术，从而进一步提高航空发动机维修维修水平。

例如，我们可以通过三维系统软件技术，利用大数据算法去模拟出发动机的内部状态，再用人工智能图像等方式将维修过程分解，每一个维修步骤都能清晰展现在维修人员眼前[5]，即能加强维修技术人员的视觉感受，帮助技术人员精准定位发动机问题，迅速进行装配和维修，又能省去维修人员动手试错的时间成本和金钱成本，更高效地完成航空发动机维修工作[6]。

4  航空发动机维修中应用的先进技术

4.1 航空发动机分解装配和试车技术

在发动机的常规分解中，维修人员可通过一些小工具的使用有效提高发动机分解工作效率，如气动工具等等，在进行发动机特殊分解时，维修人员则可通过根据发动机的结构制定工艺方法进行工作，而当为航空发动机排除故障时，又需要维修人员最小化局部分解。航空发动机的装配技术相较于分解技术来说，专业度更强，高效率的一次性装配，即核心机的同心度装配也是与发动机维修密切相关的重要技术，需要先进的平衡工艺。试车技术也与发动机维修也紧密相连。试车技术的核心是发动机各项性能数据的采集分析计算，拥有操作及控制航空发动机试车流程的智能化HMI C人机交互界面[7]。

4.2 自动化无损检测技术

目前为止，我国已经有许多航天发动机维修企业通过了CAAC标准认可，发动机型号都得到了覆盖，但是仍有一些型号零件的维修要求极高，且维修材料必须要出自原发动机的设备制造商，不仅零件质量要保持相同，航空发动机维修企业必须征得原设备供应商的许可之后才可以进行航空发动机维修，所以说自动化无损检测技术意义重大。发动机零件的深度修理涉及多项高、精、尖工艺，需要极高的成本投入，人工试错空间小，一点的差池都会造成巨大影响，自动无损检测技术能很好地解决这一难题。以某高压涡轮静子叶片为例，其维修工艺流程包括检验、高压水喷去涂层、真空清洗、真空钎焊、叶片成形磨、喷涂以及激光打孔等五一节。自动化无损检测就可精准定位问题部位，机械自动化执行，避免人为误差且减少其他部件磨损，实时成像，避免漏检和误检的情况。

4.3 焊接技术与涂层技术

焊接技术主要包括钨极惰性气体保护弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊、真空钎焊、扩散焊、惯性摩擦焊、线性摩擦焊和真空电弧焊等，通常在发动机维修过程中应用广泛，主要大量应用在机匣的修理中。涂层技术主要包括真空等离子喷涂、层流等离子喷涂、超音速等离子喷涂、电子束物理气相沉积、化学气相沉积等，对航空发动机关键零件的抗磨损、高温防护、隔热、封严以及钛合金零件的防微动磨损、阻燃等性能起着重要作用。

4.4 精密加工和特种加工技术

航空发动机维修企业尽量在覆盖国内所有航空飞机的發动机零件，但仍不可避免技术限制条件限制等问题，一些航空发动机的型号干脆缺少相应的维修厂家，造成无人可修无处可修的情况，只能送往国外检修。所以发动机零件的精密加工技术和特种加工技术也是必不可少，维修企业需要购置先进的加工设备，采用先进技术去解决常规加工方法难以解决的问题，以满足发动机维修的需求，达到维修的高质量和高效率。

5  结束语

航空发动机作为飞机的心脏，其生产制造维修等各个方面都不容忽视，甚至可以说航空发动机的维修产业发展直接衡量着一个国家的综合工业水平。发动机维修既是技术的竞争，又是国家的竞争，在确保发动机维修质量的前提下，缩短维修周期，提高维修效率，不仅能确保我国航空运输业的稳步发展，在增加维修产业的经济效益以及社会效益的同时也能推动航空产业的进步，进而促进我国国民经济增长，提高国际影响力。

参考文献：

[1]任鹏.民用航空发动机维修的项目进度管理研究[J].科技资讯，2020（09）：58.

[2]曹明.民用航空发动机故障诊断与健康管理：现状、挑战与机遇-地面综合诊断、寿命管理和智能维护维修决策[J].航空学报，2019（06）：44.

[3]魏驭.发动机维修业务产业发展趋势[J].互联网+健康，2021（09）：241.

[4]郭保伟.基于模糊层次分析法的民航发动机状态评估[J].装备制造技术，2017（12）：162.

[5]熊明兰.民用航空发动机维修方式及发展趋势[J].计算机集成制造系统，2021（04）：27.

[6]王鹏.基于国外经验浅谈航空发动机军民一体化发展[J].军民两用技术与产品，2020（04）：50.

[7]孙见忠.航空发动机全寿命维修概率建模与仿真[J].航空动力学报，2021（05）：150.