淺談CFM56-5B航空發動機的內窺鏡檢查和案列分析

潘敏嘉

（東方航空技術有限公司-浦東基地發動機維修部，上海 200438）

1 民航發動機內窺鏡檢查的概述

1.1 發動機內窺鏡檢查的簡介

發動機內窺鏡檢查相當于使用電子數字式視頻內窺鏡對發動機的內部構成部件進行檢查，以便可以當內部部件有損傷缺陷和故障時，可以通過不拆解發動機來判斷和評估發動機的綜合性能的一種維護檢查手段。

為何要對飛機的“心臟”做內窺鏡檢查哪？

如今我國民航事業的迅猛發展，飛機每年都快速增長，對其飛機心臟即發動機的孔探檢查工作越來越平凡，對其檢查的要求也越來越高。內窺鏡檢查即孔探檢查，就是通過發動機本體上預留的孔探檢查小孔，使用內窺鏡穿進發動機內部，對其各個部件的重要位置進行檢查工作。發動機的使用時間直接關系到飛機何時需要進行更換其發動機工作。通常我們是對發動機的熱部件主要包括高壓壓氣機，燃燒室，高壓渦輪等部件進行例行的孔探檢查。這幾個核心部件比較容產生凹坑，裂紋，燒蝕等缺陷，這些損傷的程度及大小會直接導致發動機的立即更換或多少時間對其進行監控檢查。通過幫發動機做“胃鏡”，即內窺鏡檢查，就可以不需要拆卸發動機，對其進行在翼檢查。通過發動機本體上預留的孔探孔，把柔性內窺鏡穿進去，可以十分直觀的觀察到發動機內部的使用情況。除了例行的常規孔探檢查，當碰到一些特殊狀況時，例如發動機啟動懸掛，高震動，發動機喘震等故障時，也需要做非例行孔探檢查工作。

1.2 發動機內窺鏡檢查的應用范圍

內窺鏡在民用航空維修領域主要可以用來檢查發動機內部結構，進行在翼打磨修理葉片工作，還可以使用它抓取內部異物等一系列內窺鏡無損檢測工作。

1.3 發動機內窺鏡檢查的重要性

民航飛機都是渦輪風扇發動機，結構比較復雜，發動機運行時，一直處于高溫和高速的工作狀態，而且時常需要改變其運行狀態，發動機需要經受相當大的交變載荷。因此，很多重要部件十分容易產生各種損傷，產生較大的損傷就會極易導致發動機工作異常和各種故障，對飛行安全帶來各種不安全因素。同時，航空發動機的維修費用相當高，維修時間也很長，對發動機使用狀態做出正確的判斷和評估，能有效地減少維修人力，物力以及能夠最大限度地提高其使用效率，給航空公司帶來最大的經濟效益。使用柔性內窺鏡對發動機各部件的損傷進行檢查，分析和評估，并且根據發動機孔探報告擬定相應的維修方案，能夠很好地體現發動機視情維修的重要性?，F在，基于內窺鏡檢查的民航發動機損傷評估與維修決策方法在各大航空公司和發動機維修單位得到了廣泛應用和重視。

2 民航發動機內窺鏡設備

2.1 內窺鏡設備的分類

按照是否能夠彎曲可分為：剛性內窺鏡和柔性內窺鏡，我們現在廣泛使用的是柔性內窺鏡。顧名思義，剛性即不能彎曲。反之，柔性就是能夠彎曲。隨著科學技術的日新月異，我們現在廣泛使用的是柔性電子數字式內窺鏡。

2.2 柔性內窺鏡的應用及特點

柔性內窺鏡不僅適用于直通道外，而且還可用于非直通道，幾乎可以到達發動機中的任何檢查位置及區域。適于檢查發動機轉子、導向器、燃燒室、防磨帶、管道、軸承腔等各類部件和區域，尤其是導向器、燃燒室、管路等非轉動部件的360度范圍全面檢查。

2.3 XLG4內窺鏡的介紹及特點

在電子科技高速發展的今天，研究人員將傳統的內窺技術逐步與其相結合，研發出很多新型的內窺技術產品，它們一般由硬件系統和軟件系統組成：硬件系統完成內窺圖像的采集與觀察功能；軟件系統來完成內窺圖像的分析、處理和測量等功能。美國韋林公司生產的Mentor Visual iQ（XLG4）VideoProbe，是現在最新技術的工業內窺鏡設備之一。

它的系統可檢查渦輪發動機、機身、管道等內部環境，提高分辨率圖像；探頭通過光纖束將光線傳輸至前端，照亮檢查區域。探頭端部的攝像頭組件將圖像轉換為電子圖像，通過探頭傳至手持機；它是采用視頻成像，清晰度有了很大的提高，同時視距加大，內窺探頭更小，操作靈活性提高。這個產品代表了當今世界的先進孔探儀發展水平。目前，基本上各大航空公司和發動機維修單位均配備了這個先進的內窺鏡設備。

3 CFM56-5B發動機的內窺鏡檢查和案列分析

3.1 CFM56-5B發動機的簡介

CFM56-5B是一個雙轉子，可變定子，高涵道比比的渦輪風扇動力裝置。CFM56-5B為單通道的飛機家族提供動力。CFM56-5B發動機有5個有效的推力等級。兩臺CFM56-5B發動機為飛機提供推力，并且為這些系統提供動力：電氣、液壓、氣壓。

3.2 發動機的組成

CFM56-5B運用一個組合式概念來設計的。為了便利的維護和快速地勤務，發動機由4個主要模塊組成-風扇和低壓（LP）壓氣機；高壓（HP）壓氣機、燃燒室和高壓（HP）渦輪；低壓（LP）渦輪和渦輪后框架；轉換和附件齒輪箱。

3.3 CFM56-5B發動機的常見損傷類型

發動機常見的損傷類型包括：凹坑、腐蝕、葉尖卷邊、裂紋、刻痕、壓痕、撕裂、材料缺失、涂層缺失、燒蝕、燒穿、沉積物、搭疊、磨損、磨穿、封嚴失效等。現代飛機大多使用高涵道渦輪風扇發動機，當發動機運行工作時，一直在高溫、高壓、高轉速的狀態下，因此其損傷缺陷大多數位置也集中在這三高狀態下的高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪中。其中高壓壓氣機容易產生凹坑、撕裂、葉尖卷邊等損傷；燃燒室經常發現涂層缺失、裂紋、燒穿等損傷；渦輪則常有燒蝕、材料缺失等損傷。

3.4 案例分析

3.4.1 事件描述

選裝CFM56-5B發動機的空客機型為320的飛機，在深圳飛往上海的起飛過程中一臺發動機的EGT溫度急升至紅區，超出安全極限值，導致飛機中斷起飛，飛機返航。因此我們要根據飛機維修手冊對其發動機進行內窺鏡檢查，來發現并確定故障。

3.4.2 事件分析

根據飛機維護手冊的工作要求和標準，對該臺發動機的熱部件，包括高壓壓氣機，燃燒室，高壓渦輪進行內窺鏡檢查。檢查發現高壓壓氣機第1級前緣有30多片葉片存在多種損傷，使用比較法測量，根據飛機維護手冊上對該葉片的損傷允許極限來判斷，已知高壓壓氣機第1級葉片高67.82mm，取其較嚴重的幾片測量，發現其葉片的缺口在C區，其深度達到6.21毫米和4.77毫米。另外，高壓壓氣機第2，3，5，6級也有不同程度的損傷。綜合進行判斷，得出該發動機高壓壓氣機的葉片損傷已經超出手冊規定的安全使用限制范圍。最終，對該臺損傷超標的發動機進行了非例行的更換，保證了飛機的飛行安全。綜上所述，內窺鏡檢查能及時發現發動機的內部結構損傷，或持續跟蹤損傷的擴展情況，避免造成更大的損失和危害，是現代民航客機不可取少的一種檢測手段。

4 結束語

隨著我國民用航空業的迅速發展，各大航空公司的機隊規模不斷擴大，飛機機型種類也越來越多，飛機數量也不斷遞增。因此，飛機發動機的內窺鏡檢查工作，即對其“心臟”的定期檢查和突發性排故檢測，對飛機持續保持安全可靠的試航狀態尤為重要?？偟膩碚f，內窺鏡檢查技術目前是飛機發動機檢測時不可缺少的無損檢測技術。它在保證飛機飛行安全的前提下，不僅可以提高飛機的使用效率，而且也提升了我們航空維修維護的技術水平。