PW306C 发动机孔探设备卡滞分析及预防

■ 张健伟/中国民用航空飞行校验中心

0 引言

PW306C 发动机是加拿大普惠公司于2001 年研制的双转子涡扇发动机，主要结构包括一级风扇、多级轴流式压气机、一级离心式压气机、环形燃烧室、两级高压涡轮和三级低压涡轮，最大推力5770 磅，主要用于奖状680 中型公务机上。孔探检查是该型发动机的一种重要检查方法，在不分解发动机的前提下，可以有效检查发动机的核心区域，评估发动机的使用状况和剩余可使用时间，并及时发现发动机内部损伤缺陷，避免严重后果。受孔探设备本身视角和视野范围限制，加之发动机内部结构复杂，难以接近，孔探设备价格昂贵，使发动机孔探检查具有较高的风险，稍有不慎容易造成重大损失。

1 孔探卡滞

发动机孔探卡滞主要是指孔探的镜头或光纤被发动机内的孔洞、结构缝隙等部位卡住无法取出。造成孔探卡滞的主要因素有发动机内部结构复杂、孔探穿绕距离长、孔探设备自身条件限制等，具体分析如下。

1.1 发动机内部结构复杂

PW306C 发动机涡轮叶片边缘锋利，孔探通道狭窄，燃烧室内壁和外壁密布大小不一的冷却孔，燃烧室与高压涡轮罩环间、导向叶片之间存在宽窄不一的接缝。孔探过程中，镜头和光纤均有可能进入这些冷却孔或接缝中造成卡滞。

1.2 穿绕距离长

PW306C 发动机核心段的孔探检查入口只有两个，分别是位于发动机中部3 点钟位置的点火嘴的安装孔，以及位于低压机匣3 点钟位置的孔探口。对燃油喷嘴、燃烧室、各级涡轮静子叶片的检查均需穿绕360°，而对第一级和第三级涡轮转子叶片的检查均需穿过静子叶片，如图1 所示。

图1 PW306C发动机孔探入口

1.3 孔探设备原因

PW306C 发动机的孔探检查要求及内容如表1 所示。可以用于PW306C发动机的孔探设备的镜头和光纤直径有4mm 和6mm 两种规格，孔探仪本身视野和可视距离有限，可视角度约为150°，可视距离根据镜头焦距的不同在0.5 ～10cm 之间。在进行观察和穿绕时，有时镜头观察的方向与行进的方向无法保持一致，特别是侧视镜头，行进方向与观察方向成90°夹角，只能依靠对发动机内部结构的理解和镜头侧面图像来判断镜头的位置和行进方向，导致镜头进入孔洞和缝隙而卡滞的风险极高。

表1 孔探检查要求及内容

2 风险的预防和处理

我公司于2010 年引进了3 架奖状680 飞机，目前运行时间已超过24000飞行小时，累计对PW306C 发动机进行了上百台次的孔探检查，积累了该型发动机丰富的孔探经验。实践表明，PW306C 发动机易出现卡滞的部位主要包括：燃烧室冷却孔处、燃烧室与导向器的缝隙处、第一级涡轮静子叶片与转子叶片的间隙处，以及第二级涡轮转子叶片和第三级静子叶片穿绕检查时。

2.1 燃烧室冷却孔卡滞

燃烧室内筒和外筒上布满大小不一的冷却孔（见图2），检查燃油喷嘴和燃烧室时，均需沿燃烧室环绕一周。在穿绕过程中，4mm 和6mm 直径的镜头均有可能落入冷却孔中。由于镜头为刚性且有一定长度，而光纤为柔性，当孔与镜头直径接近时，镜头插入一定深度后，会导致镜头卡滞无法取出。

图2 燃烧室内环及外环冷却孔

为避免镜头卡滞，孔探时应选用直视镜头，穿绕过程中应时刻保持视野与行进方向一致，以便观察。此外，应采用先穿绕一周，再在抽回过程中不断调整镜头方向的方法来完成检查，镜头前进过程中应尽量避免调整镜头角度，防止镜头落入冷却孔中。

2.2 燃烧室与导向器的缝隙

检查第一级高压涡轮静子时，镜头需沿燃烧室外筒出口唇边与导向器前缘形成的缝隙穿绕一周，缝隙的宽度略小于4mm，特别是镜头后部光纤的转向部分直径更小，也就更容易卡入缝隙。

为防止镜头卡滞，应避免使用4mm或以下直径的镜头沿燃烧室外筒出口唇边与导向器前缘之间的缝隙穿绕（见图3）。如确需使用4mm 镜头时，应注意两点：首先，在镜头行进过程中应始终保持镜头与缝隙上翘一定角度，防止镜头插入缝隙；其次，在镜头沿缝隙回抽过程中，镜头后部的转向部分很容易卡进缝隙，当回抽过程中感觉到卡阻时，应调整镜头方向与缝隙垂直，然后再扭转光纤，以镜头为支点将转向部分从缝隙中带出。

图3 燃烧室出口与高压涡轮的间隙

2.3 第一级涡轮静子与转子的间隙

如图4 所示，第一级高压涡轮静子与转子之间的缝隙约为6mm，当检查第一级高压静子叶片后缘时，如果使用6mm 孔探镜头沿高压涡轮静子后缘穿绕，因镜头及光纤与间隙的尺寸接近，特别是回抽时光纤勒紧，摩擦力大大增加，静子后缘与回抽方向相逆，光纤极易卡滞。

图4 高压涡轮静子与转子之间的间隙

为防止卡滞，可使用4mm 镜头沿第一级高压涡轮静子叶片后缘穿绕进行检查。如果一定要使用6mm 镜头检查第一级高压涡轮静子叶片后缘，应沿静子叶片前缘穿绕，采取逐个穿过叶片的方式检查叶片后缘。

3 卡滞预防

PW306C 发动机内部结构复杂，孔探设备一旦卡滞，轻则会造成飞机运行任务延误，重则造成孔探设备损坏，甚至发动机送修的严重后果。为避免孔探检查时发生卡滞，应从人员、设备以及卡滞的处理等方面采取预防措施（见表2）。

表2 卡滞的预防措施