孔探技術(shù)在民航發(fā)動機(jī)健康管理中的應(yīng)用探討

周瀛海

摘 要：民航發(fā)動機(jī)工作的可靠性直接影響到整架民航飛機(jī)的安全性和在機(jī)人員的生命安全。對民航發(fā)動機(jī)進(jìn)行健康管理是非常必要的。在發(fā)動機(jī)的健康管理中對發(fā)動機(jī)內(nèi)部部件狀態(tài)的檢測是關(guān)鍵之處。孔探技術(shù)是目前內(nèi)窺發(fā)動機(jī)部件的最常用技術(shù)。本文首先介紹了孔探技術(shù)的發(fā)展，又描述了孔探技術(shù)在民航發(fā)動機(jī)健康管理中的應(yīng)用，對這方面的研究與應(yīng)用有一定的意義。

關(guān)鍵詞：孔探技術(shù)；民航發(fā)動機(jī)；健康管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.241

0 緒論

民航發(fā)動機(jī)是民航飛機(jī)的“心臟”。民航發(fā)動機(jī)狀況的好壞，極大地影響到整架民航飛機(jī)的安全性能，與在機(jī)人員的生命安全。為了提高民航飛機(jī)的安全性能與保障在機(jī)人員的生命安全，需要對民航發(fā)動機(jī)制定合理系統(tǒng)的健康管理方案。在方案中，重點(diǎn)分為兩個部分，一部分是對民航發(fā)動機(jī)狀態(tài)的監(jiān)探，另一部分是對民航發(fā)動機(jī)進(jìn)行適時的維護(hù)與修理。對民航發(fā)動機(jī)狀態(tài)的監(jiān)探，是民航發(fā)動機(jī)健康管理中的一個難題。早期，由于監(jiān)探技術(shù)落后，需對民航發(fā)動機(jī)做定期維護(hù)和換件，然而這樣不僅會對民航發(fā)動機(jī)造成一定的損害，還會浪費(fèi)很多材料。隨著技術(shù)的發(fā)展，定期維護(hù)轉(zhuǎn)為視情維護(hù)，孔探技術(shù)因其技術(shù)的優(yōu)越性，被應(yīng)用于民航發(fā)動機(jī)狀態(tài)的檢測。

1 孔探技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展

某些重要的復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備，比如民航的發(fā)動機(jī)，因需要保證其工作的可靠性與安全性，需要對其進(jìn)行維護(hù)。定期對民航發(fā)動機(jī)進(jìn)行拆卸，不但對發(fā)動機(jī)造成損害，而且費(fèi)時費(fèi)力。為了獲取民航發(fā)動機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，而且不必?fù)Q件的時候，不對其進(jìn)行拆卸，就需要從定期維護(hù)轉(zhuǎn)為視情維護(hù)。

20世紀(jì)50年代初，利用照明燈泡和反射鏡組成的反射式管道鏡，就可以滿足不將飛機(jī)的發(fā)動機(jī)進(jìn)行分解，而獲取其狀態(tài)數(shù)據(jù)的要求，這也是孔探技術(shù)的雛形。后來，美國空軍利用醫(yī)療器械中的原理，發(fā)明出光學(xué)透鏡硬式孔探儀，這種儀器在進(jìn)行反射的同時，還可以將被觀察的物體進(jìn)行放大。但是這種儀器的缺點(diǎn)是不能彎曲，所以發(fā)動機(jī)靠里的部件不能被輕易的觀察到，為了解決這個問題，能彎曲的孔探儀不久后就問世了[1]。到了60年代初，醫(yī)療器械中，出現(xiàn)了可彎曲的光學(xué)纖維支氣管內(nèi)窺鏡。這種技術(shù)也被應(yīng)用到孔探儀上，光學(xué)纖維軟式孔探儀也就被研制出來了，并且在航空發(fā)動機(jī)的狀態(tài)檢測中得到很大的應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，對孔探儀的長度要求越來越高，孔徑越來越小。目前光學(xué)纖維孔探儀與光學(xué)透鏡孔探儀的直徑最小能做到6毫米，長度可以達(dá)到6米。

2 孔探技術(shù)在民航發(fā)動機(jī)健康管理中的應(yīng)用

（1）民航發(fā)動機(jī)健康管理中的三類孔探工作。1）定期檢測規(guī)定孔探工作。一般對沒有故障的飛機(jī)進(jìn)行定期檢測規(guī)定孔探工作。在進(jìn)行這項(xiàng)工作之前，首先要找出最近一次的孔探報告進(jìn)行閱讀，并將其數(shù)據(jù)作為參考，還要對發(fā)動機(jī)的技術(shù)狀況進(jìn)行了解[2]。2）突發(fā)事件出現(xiàn)后的孔探工作。突發(fā)事件一般指的是發(fā)動機(jī)的溫度多高、發(fā)動機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象、發(fā)動機(jī)里出現(xiàn)異常物體、外部的物體對進(jìn)氣道進(jìn)行打擊、發(fā)動機(jī)的參數(shù)異常等。突發(fā)事件發(fā)生后，通常是對發(fā)動機(jī)的特定部件進(jìn)行檢查。在進(jìn)行這項(xiàng)工作之前，首先要盡可能地了解故障，進(jìn)而分析出可能損傷的部件。3）故障監(jiān)控的孔探工作。故障監(jiān)控的孔探工作是進(jìn)行次數(shù)最多的孔探工作。發(fā)動機(jī)的缺陷能夠分為三種：可以忽略的缺陷、不影響飛行但是再發(fā)展就會出現(xiàn)安全問題的缺陷、超過標(biāo)準(zhǔn)必須換件的缺陷[3]。

（2）孔探檢測發(fā)動機(jī)內(nèi)部損傷的測量方法。對發(fā)動機(jī)內(nèi)部部件的狀態(tài)進(jìn)行檢測的過程中，需要對部件的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化，以便和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，進(jìn)行下一步工作。下面介紹幾種常用的損傷定量方法。1）比較測量法。比較測量法是最早被使用的測量方法。根據(jù)其方法的名字就可以得知，這種方法的原理就是將某一已經(jīng)知道尺寸的物體作為參考，然后通過相對量的比較得到檢測物體上的未知數(shù)據(jù)。孔探技術(shù)中應(yīng)用的比較測量法，就是先把檢測部件的尺寸提供給計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)根據(jù)放大的相應(yīng)比例來獲取檢測部件上需要檢測的距離[4]。在測量的過程中，需要注意的一點(diǎn)就是鏡頭一定要和被檢測的物體保持垂直關(guān)系。這種測量方法只能得到一個不是很精確的數(shù)據(jù)。2）單物鏡陰影測量法。陰影測量的方法的原理使用的是陰影投影和三角幾何關(guān)系的理論進(jìn)行測量的。首先在距離不同的平面上固定裱花，然后根據(jù)裱花的投影位置和距離之間的比例關(guān)系，將計(jì)算機(jī)上出現(xiàn)的畫面中投影線的位置當(dāng)作標(biāo)尺，以此來測量出畫面中需要測出兩點(diǎn)之間的距離。陰影測量法的精度非常高，使用方便，觀察起來非常便捷。由于其具有較大的放大倍數(shù)，所以計(jì)算機(jī)獲取的畫面非常清晰[5]。然而這種方法需要探測頭和被檢測的物體保持垂直的關(guān)系，否則將不能使用這種方法。3）雙物鏡立體測量法。這種方法利用的是人的雙眼看物體的原理來工作的。在兩個不同的位置分別安置一個物鏡，對同一個需要檢測的物體進(jìn)行觀察。這個時候在計(jì)算機(jī)上就會出現(xiàn)不同觀察位置的畫面。兩個探測鏡頭形成的相同的圖像上的相同一點(diǎn)的距離和物鏡到被檢測物體的距離有一定的關(guān)系，然后通過計(jì)算就可以得到需要測量的兩點(diǎn)之間的距離[6]。這種測量方法不要求物鏡和被測物體的平面保持垂直，但是這種方法在計(jì)算機(jī)上形成的畫面不清晰。

3 總結(jié)

民航發(fā)動機(jī)是比較復(fù)雜的設(shè)備，應(yīng)該利用孔探技術(shù)對其內(nèi)部部件的檢測，這樣既能減少不必要的拆卸次數(shù)，又能保障檢測的效果。在民航發(fā)動機(jī)健康管理中的孔探工作有定期檢測規(guī)定孔探工作，這種工作一般是對沒有故障的飛機(jī)進(jìn)行的。還有突發(fā)事件出現(xiàn)后的孔探工作，這種孔探工作是為了快速高效地解決突發(fā)事件而進(jìn)行的。還有就是故障監(jiān)控的孔探工作，排除發(fā)動機(jī)故障。為了方便記錄和分析發(fā)動機(jī)內(nèi)部件的轉(zhuǎn)態(tài)，可以利用比較測量法、單物鏡陰影測量法、雙物鏡立體測量法等方法將發(fā)動機(jī)內(nèi)部部件的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬致仁.孔探技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J].航空精密機(jī)械工程，1986（01）：41-47.

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[3]陳宏杰.基于孔探技術(shù)的民航發(fā)動機(jī)健康管理研究[D].廈門大學(xué)，2014.

[4]戎翔.民航發(fā)動機(jī)健康管理中的壽命預(yù)測與維修決策方法研究[D].南京航空航天大學(xué)，2008.

[5]張勇.航空發(fā)動機(jī)故障診斷中孔探圖像特征提取技術(shù)應(yīng)用研究[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2006.

[6]于輝.孔探技術(shù)及其在航空發(fā)動機(jī)維修中的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2005（06）：94-96，99.