某靶機發(fā)動機開車安全性思考

朱文來

興城市92419 部隊，遼寧興城 125106

1 航空發(fā)動機的類型

航空發(fā)動機分為兩類：一類吸取大氣中空氣作為燃料燃燒的氧化劑，故稱吸空氣發(fā)動機；一類不需空氣作為氧化劑，主要包括火箭發(fā)動機、脈沖發(fā)動機和航空電動機?；鸺l(fā)動機的推進劑（氧化劑和燃燒劑）全部由自身攜帶，不適于長時間工作，一般作為運載火箭的發(fā)動機，并可為飛機進行助推加速（如助靶機起飛）。脈沖發(fā)動機主要用于低速靶機和航空模型飛機。航空電動機由太陽電池驅動，僅用于輕型飛機，尚處在研制階段。

下面主要介紹吸空氣發(fā)動機，主要包括下面三種類型。

1.1 活塞式航空發(fā)動機

活塞式航空發(fā)動機是早期在飛機或直升機上應用的航空發(fā)動機，用于帶動螺旋槳或旋翼。大型活塞式航空發(fā)動機的功率可達2500kw。之后被功率大、高速性能好的燃氣渦輪發(fā)動機所取代。目前小功率的活塞式航空發(fā)動機仍廣泛地用于輕型飛機、直升機及超輕型飛機。

1.2 燃氣渦輪噴氣發(fā)動機

燃氣渦輪噴氣發(fā)動機都有壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪。包括渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風扇發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機和渦輪軸發(fā)動機。渦輪螺旋槳發(fā)動機主要用于亞音速的飛機；渦輪軸發(fā)動機主要為直升機的動力；渦輪噴氣發(fā)動機主要用于超聲速飛機；渦輪風扇發(fā)動機為當下比較流行的發(fā)動機，更省油、速度更快。

1.3 沖壓發(fā)動機

該發(fā)動機沒有壓氣機和燃氣渦輪，進入燃燒室的空氣利用高速飛行時的沖壓作用增壓。由于它構造簡單、推力大，特別適用于高速高空飛行。因不能自行啟動和低速下性能較差，而僅用在導彈和空中發(fā)射的靶彈上。

2 航空發(fā)動機的工作原理

活塞式航空發(fā)動機現已基本被燃氣渦輪發(fā)動機取代，而沖壓發(fā)動機僅用在導彈和空中發(fā)射的靶彈上，本文主要簡要介紹一下當下應用較廣的燃氣渦輪噴氣發(fā)動機。

1）渦輪噴氣發(fā)動機是主要由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和噴管五大部分組成，而渦輪風扇發(fā)動機就是在發(fā)動機前/后部分加裝外涵壓氣機（風扇）；

2）工作原理

空氣通過進氣道以最小的流動損失順利地引入壓氣機；壓氣機以高速旋轉的葉片對空氣作功壓縮空氣，提高空氣的溫度和壓力；壓縮的空氣進入燃燒室與燃油混合并燃燒，將化學能轉變?yōu)闊崮?，形成高溫高壓燃氣；高溫高壓燃氣首先在渦輪內膨脹，一部分對渦輪做功，使渦輪旋轉并帶動壓氣機旋轉，另一部分燃氣在噴管內繼續(xù)膨脹做功，使燃氣以較高的速度噴出，產生推力。（壓氣機初始啟動由電動機帶動，從而吸入空氣）

3 航空發(fā)動機開車前檢查的必要性

航空發(fā)動機屬于高速旋轉機械，處于高轉速、高負荷、高應力和高溫的環(huán)境下工作。許多重大的發(fā)動機故障和嚴重的飛行事故都是因為結構強度不足，在高溫、高壓、高離心力、高交變負荷下的疲勞斷裂所引起的，最主要的就是渦輪葉片斷裂。其結果就是發(fā)動機不能正常工作，嚴重的失去動力，失火，導致重大的飛行事故。

1996 年7 月6 日，美國達美航空公司一架執(zhí)行1288 航班任務的MD-80 飛機，從彭薩科拉機場起飛由于葉片破碎發(fā)生事故。經調查是因為葉片軸上的一條疲勞裂紋導致的。

除了葉片斷裂，其他部件由于疲勞而斷裂也可能引發(fā)發(fā)動機失效，引發(fā)事故。譬如：發(fā)動機風扇軸套斷裂、渦輪軸斷裂、啟動機脫離飛出、渦輪盤斷裂等，都能引起發(fā)動機的結構損壞，發(fā)動機停車，導致事故發(fā)生。

另外，發(fā)動機系統故障也會引發(fā)事故。發(fā)動機是多個系統協調工作的，其中有滑油系統、燃油系統、防火系統、啟動系統等。其中任一個系統發(fā)生故障都會導致發(fā)動機不能正常工作。燃油系統一旦失效，直接導致的是不能給燃燒室供油，發(fā)動機不能工作，飛機也就失去動力。而滑油系統如果出現故障，發(fā)動機的散熱、潤滑得不到保證，也會引起發(fā)動機的損壞。【2】

飛機飛行前進行發(fā)動機開車可以有效的檢測發(fā)動機使用性能，包括發(fā)動機啟動情況、各系統工作情況及內部渦輪工作情況等，可以及時發(fā)現故障，分析原因排除安全隱患，避免造成不可挽回的飛行事故。

4 某靶機發(fā)動機開車程序

1）接通操縱臺電源開關；

2）接通起動汽油電磁閥電源開關；

3）將油門推到慢車位置；

4）按下起動按鈕（3s～5s 松開），此時點火信號燈、汽油電磁閥信號燈亮。5s～10s，轉速表開始指示；10s～15s，T4 溫度表開始指示，發(fā)動機進入起動狀態(tài)。當轉速上升到3200 轉/分，滑油壓力信號燈熄滅。80 秒鐘發(fā)動機應達到4100+200轉/分。開車程序參見表1。

表1 發(fā)動機開車程序表

5 某靶機發(fā)動機開車安全性分析

本文主要從某靶機發(fā)動機開車前準備、開車過程中存在的安全隱患展開討論。

5.1 開車前準備

某靶機發(fā)動機開車前主要檢查渦輪葉片、渦輪盤是否存在裂紋及渦輪葉片與尾罩之間的間隙是否過小，檢查發(fā)動機滑油箱的油量是否充足、發(fā)動機進氣道/排氣管/發(fā)動機外表面是否存在異物、放氣帶是否打開等。此過程中要做到嚴謹細致，不漏過一個渦輪葉片，確?；拖溆土窟_到規(guī)定值。同時確保發(fā)射車固定好，防止開車時拉力不夠造成事故。

5.2 開車過程中

開車時主要檢查發(fā)動機是否漏油、發(fā)動機啟動是否正常、發(fā)動機轉速是否與規(guī)定值相符合，并完成機械調參、發(fā)動機轉速狀態(tài)裝訂等工作。

發(fā)動機開車過程中嚴禁非專業(yè)人員入場，此過程中發(fā)動機進氣口吸力很大，發(fā)動機前若有小、輕物體可能被吸入，導致發(fā)動機損壞。發(fā)動機開車若出現漏油情況可能導致燃油系統工作失常，漏出的燃油遇尾噴管高溫氣體可能出現燃燒現象，引發(fā)事故。

經以上分析，該靶機發(fā)動機開車可能出現的安全隱患主要有以下幾點：

1）渦輪葉片/渦輪盤存在裂紋、渦輪葉片與尾罩之間的間隙小于規(guī)定值；

2）發(fā)動機滑油箱的油量不足、發(fā)動機進氣道/排氣管/發(fā)動機外表面存在異物、放氣帶未打開；

3）發(fā)射車后錨釬固定拉力不足；

4）發(fā)動機漏油；

5）發(fā)動機啟動不正常；

6）發(fā)動機進氣口吸入異物。

6 安全隱患解決措施

針對該靶機發(fā)動機開車可能出現的6 點安全隱患，其1-3條可以通過制定嚴格的質量體系操作流程，規(guī)范檢查標準及操作細節(jié)，指定操作手和責任人，確保檢查合格。當發(fā)現渦輪葉片/渦輪盤存在裂紋、渦輪葉片與尾罩之間的間隙小于規(guī)定值時，應及時停止開車準備，匯報情況后做好維修或更換工作。

當發(fā)動機開車過程中出現漏油時，應及時發(fā)停車指令、關閉燃油管路總閥門，并清理漏出的燃油，并備好干粉滅火器以防著火。

當發(fā)動機開車過程中出現啟動不正常時：

1）如果一次啟動不成功，應將油門收到停車位置，待發(fā)動機轉子停止轉動后，再按開車程序進行開車；

2）如果誤按啟動按鈕，應關閉汽油電磁閥電源開關，待啟動箱程序機構工作完畢后，再接通該開關。

同時在開車前，應仔細檢查發(fā)動機進氣口前應無小、輕物品，以防被吸入發(fā)動機；開車時嚴禁非專業(yè)人員在發(fā)動機前方走動，在發(fā)動機處于慢車以上狀態(tài)時，嚴禁任何人在發(fā)動機前方走動。

7 結論

本文講述了航空發(fā)動機的基本情況，并通過講述發(fā)動機故障危害，分析了發(fā)動機開車的必要性，介紹了某靶機航空發(fā)動機開車程序，分析了開車過程中存在的安全隱患，并給出了部分安全隱患的初步解決措施，為航空發(fā)動機使用單位了解航空發(fā)動機及其開車提供了一定的參考。

[1]宋兆泓.航空發(fā)動機典型故障分析.北京航空航天大學出版社.

[2]祁元福，等.世界航空安全與事故分析.中國民航出版社.

[3]廉筱純，吳虎.航空發(fā)動機原理.西北工業(yè)大學出版社，2005，6.