淺談航空發動機外來物損傷研究

羅俊杰

摘 要：航空器發動機外來物的損傷一般比較隱蔽，很難檢查出，一般存在比如軟物體損傷，沙石類的物體損傷，金屬類外來物損傷，鳥類損傷等，本文比較了這幾種外來物損傷的情況，并提出相應的解決措施，希望能給相關工作人員提供幫助。

關鍵詞：航空；發動機；外來物；損傷；

外來物損傷航空器是全方位的，航空器的各個部位均可能遭到外來物的損傷，但是對于輪胎，機翼，機艙門等的外來物損傷比較明顯，很容易判斷，而航空器發動機外來物的損傷一般比較隱蔽，很難檢查出，同時即便檢查出損傷也會導致發生嚴重的后果。在啟動航空器的發動機時會形成較大的功率，進出口部位有很強的吸力，這種情況下遺留在停車坪上的碎片，包括行李的部件，鐵釘，螺桿等，還有空中的鳥類都可能被吸入航空器發電機，而使發動機起飛過程中或者起飛之后會受到外來物的損傷，給飛行帶來嚴重的安全隱患。發動機是從進氣口處吸入外來物碎片的，首先是對一級壓氣機轉子葉片造成的損傷，如果吸入的外來損傷物是金屬，則還會面臨發生反彈的現象，打到轉子葉片和整流葉片，或者進去導葉葉片之后會打傷一級轉子葉片，并重復多次，進而打傷多級轉子葉片和整流葉片，隨著外來物和碎片可能會通過第一級轉子，進而打傷各級葉片，惡性循環，會導致整個發動機運行失常。

一、軟物體損傷

常見的軟物體有塑料瓶，編織物，木塊，瀝青等，這種軟物體通常會導致航空器發動機的一級壓氣機轉子葉片的尾部進氣邊緣發生發生變形，通常不會使發動機的葉片撕裂，大量的葉片變形會使氣流分離，進而導致壓氣機的功率減小，隨著氣流的分離和發動機狀態的改變，可能會使發動機喘振停車，停車吸入的外來物可能會堵塞氣流通道，使發動機運行失常。軟物體對于航空發動機的損傷一般來說，編織物會是使相鄰的葉片出現損傷，進氣道結冰也會使多數葉片損傷。

二、沙石類的物體損傷

從資料上顯示，細小的沙石對發動機并沒有明顯的損傷，一般尺寸在5mm以下的水泥塊，石灰石等種都會導致一級壓氣機葉片的進氣邊緣發生破裂，或者斷裂，這種損傷的外部是比較粗糙的，并沒有出現明顯的切削痕跡，但如果發生沙石類物體損傷表面粘附沙石微粒，這種情況下工作人員應該及時注意觀察損傷面上是否粘附有沙石粒，雖然只能對一級壓氣機葉片造成一定程度的損傷，但由于其可以會與葉片撞擊，進而導致葉片發生破裂，較大的碎塊反彈還會導致發動機二次沖撞發生，但這種破壞力是比較小的。通常雖然沙石粒的物體對發動機并不會造成較大的安全事故，但是靠近葉片根部的損傷如果工作人員不能及時發現并清除，可能使航空發動機在運行過程中發生疲勞裂紋，并導致這種裂紋程度擴展，最終使裂片斷裂，可利用現代科技技術的電子探針或其他微量元素分析的技術來分析損傷葉片的元素組成，如果是因為與沙石類的發動機外來物損傷，則是可以通過元素分析檢測到硅酸鹽的成分。

三、金屬類外來物損傷

一般來說，對于航空發電機損傷最嚴重的是金屬外來物，會造成嚴重的飛行事故，比如螺釘，螺帽，我們以螺釘為例，當發動機的進氣口吸入螺釘之后，可能會嚴重打傷以及壓氣機轉子葉片，螺釘撞擊葉片后會反彈，然后又被氣流吸進，再次撞擊，直到螺釘將發動機的葉片打碎，并導致發動機停止運行。雖然這一過程可能會經歷較長時間，但是最后造成的后果是比較嚴重的，因此，當航空發動機吸入金屬的外來損傷物時，會對壓氣機葉片發生比較嚴重的算上，進氣道上會存在較多的撞擊裂痕，同時被打散的一級葉片碎塊也是金屬，同樣也會對壓氣機以及各級轉子葉片造成一定程度的損傷。如果壓氣機一級轉子葉片上存在大量的機械損傷，在發動機進氣口和發動機的整流支板存在大量的沖擊坑，說明這種外來損傷物為金屬類，而且金屬體積越大這種損傷程度也就越明顯，較小的金屬比如保險絲，鐵絲等，雖然只能造成少量要親數葉片損傷，但是他們在葉片上會留下缺口，缺口的表面存在明顯的切削裂痕。

四、鳥類損傷

對于民航來說，面臨最嚴重的就是鳥類對發動機的損傷，這類損傷嚴格上屬于軟物體損傷的范圍，但由于鳥類撞擊事故的發生，因此我們將這種鳥類撞擊事故單獨進行分析。近年來，隨著人們對于環境保護和鳥類保護的意識增強，有使得鳥類數量增多，再加上機場一般都比較空曠，也是鳥類活動的理想場所。發生鳥類撞擊事故是影響飛機安全出行的主要因素。一般情況下鳥類撞擊時，撞擊部位會有撞傷或破裂甚至出現血潑濺的情況，流口會有鳥類的羽毛，一般撞擊到的機體比較明顯，相比軟物體損傷一樣，當鳥類被發動機的進氣口吸入之后可能會使轉子葉片發生變形，甚至斷裂，其流通到各級葉片會留有鳥類的尸體或者羽毛等。鳥類撞擊進入發動機的氣道之后可能會直接損傷氣道和壓氣機的第一級葉片，如果吸入體積較大的鳥類或數量較多的鳥禽，可能會堵塞流道，加上鳥血與黏附在葉片和流道上的羽毛，會影響氣流的正常流動，進而改變進入和流過壓氣機的氣流，使壓氣機的流量減小，發動機會出現喘振的現象，同時導致發動機的機械負荷增加，轉速減小，并且過多的鳥類尸體會使發動機的燃燒室異常燃燒，使發動機出現熄火而停止運行，如果進氣道發生嚴重的損傷，壓氣機的葉片的變形程度嚴重或斷裂，將導致發動機其他部件的破壞，使發動機停車和起火。

航空發動機外來物損失最大的特點是隱蔽性強，很多外來物并不會立即對發動機造成嚴重的安全事故，但這種危險是潛在的。通常發動機在受到外來物損傷之后能正常飛行，這時在飛行的過程中可能會出現各種事故，并且這種是發動機外來物損傷會導致發動機運行失常的直接原因。外來損傷物導致發動機異常運行之后如何采取措施，應當根據損傷的程度來確定，不同的發動機所控制的穩定工作是存在差異的，即使是同一臺發動機在不同飛機上也會受到飛機進氣道匹配關系的影響，除此之外，影響發動機運行的因素還有飛行的速度，高度，運行狀態，環境等。

五、對航空發動機外來損傷的預防措施

為了能夠減少為了外來物對航空發動機的損傷，我們可以采用寬弦葉片，這種葉片是由24個直徑為1.5米的寬弦風扇構成的，由于寬弦葉片本身的性質，跑道上的碎片和塵土可以被甩到管道口，因此相比窄弦葉片來說，寬弦葉片能夠減少外來物的損傷。除此之外，工作人員需要增強安全防范意識，有效避免外來物對發動機造成的損傷，具體來看工作人員需要提高安全責任意識，加強對工具和航材的檢查，注意外來物對于飛機運行過程中產生的不良后果，不能隨意丟棄廢棄物，同時要加強停車坪的保潔工作，加強衛生巡查力度，確保飛機在滑行中飛機坪的衛生情況。 最后工作人員需要加強了對停車坪上空鳥類的巡邏，根據季節和鳥種等來制定合理的解決措施，確保本機場區域沒有大量的鳥群和體積較大的鳥類。

小結

總而言之，航空發動機外來損傷一般都比較隱蔽，很難及時發現，通過對發動機外來物損傷的類型進行鑒別，希望能夠幫助工作人員及時發現發動機外來物的損傷，并提醒工作人員加強安全防范意識，意識到外來物損傷對于發動機造成的嚴重事故。

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