新舟600飛機發動機狀態趨勢監控與研究淺析

摘 要：國產新舟600飛機安裝的是加大拿普惠公司生產的PW127J渦槳發動機，用戶可以借助于廠家提供的發動機狀態趨勢監控軟件，通過采集發動機的各種重要空中參數進行分析研究，從而判明發動機的當前工作狀況，并對發動機以后的工作情況作出合理的預測，從而制定更加科學的發動機翻修計劃。同時還能夠及早地發現發動機內部的故障隱患，從而有效降低飛機故障大修成本，提高飛行安全。由于發動機狀態趨勢研究具有眾多的優點，做好狀態趨勢的研究與分析極其重要。

關鍵詞：ECTM ITT 可靠性 飛行安全

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0063-02

發動機被稱為飛機的“心臟”，其工作的好壞與飛行安全直接相關。中國民航飛行學院引進的國產新舟600飛機上安裝的是加拿大普惠發動機公司生產的渦輪螺旋槳發動機PW127J。用戶可以借助于廠家提供的發動機狀態趨勢監控軟件—ECTM，通過將采集到的飛機巡航狀態下的各種重要發動機參數如ITT（渦輪級間溫度）、Wf（燃油流量）、NL（低壓壓氣機轉速）和Nh（高壓壓氣機轉速）錄入ECTM中，再對ECTM生成的狀態趨勢曲線的變化情況進行對比和分析研究，從而判明發動機當前工作是否可靠，并對發動機以后的工作情況做出科學合理的預測，進而制定更加科學合理的發動機翻修計劃。進行發動機狀態趨勢監控分析研究，還能夠及早地發現發動機內部潛在的故障隱患并及早排除，從而有效地降低發動機大修成本，確保飛行安全。同時根據廠家維護手冊規定進行發動機狀態趨勢監控研究，并結合定期的發動機熱檢和內部孔探檢查，可以將該型發動機由常規的定期維修轉變為視情維修，降低飛機維修成本。例如國外某航空公司利用ECTM對發動機狀態趨勢的科學研究與分析，其PW127發動機已在翼使用近1萬小時，遠遠超出廠家規定的7000 h定期翻修周期，其發動機工作仍然可靠穩定，從而大大提高其飛機利用率，有效降低了發動機翻修成本和公司運營成本。

正由于進行發動機狀態趨勢監控有上述眾多的優點，使用好ECTM對機務維修人員極其關鍵，下面筆者就對ECTM曲線中反映出來的一些參數突變情況做一些簡單原因分析并給出相應的排故措施。

1 新舟600飛機發動機簡介

新舟600飛機上安裝的PW127J發動機為加拿大普惠公司生產的三轉子渦輪螺旋槳發動機，該發動機采用數字電子式控制（EEC），其額定功率為2750軸馬力。其核心機由1級離心式低壓壓氣機、1級離心式高壓壓氣機，環形回流式燃燒室、1級高壓渦輪、1級低壓渦輪和2級動力渦輪組成。其中低壓壓氣機和低壓渦輪組成了低壓轉子，高壓壓氣機和高壓渦輪組成了高壓轉子，2級動力渦輪又被稱為“自由渦輪”由一根單獨的軸帶動旋轉。三個轉子軸并沒有連接在一起，而是以不同的轉速和旋轉方向進行轉動。這樣的設計使得飛行員能夠單獨通過壓氣機轉速來改變螺旋槳轉速，由于起動發電機僅由高壓軸帶動，這樣使得發動機的起動更為容易，不易造成起動懸掛。

2 發動機冷端部件故障導致的發動機參數變化情況及原因分析

按照進氣順序，燃燒室前部的發動機部件如進氣道和壓氣機等被稱為冷端部件。發動機冷端部件故障如壓氣機外來物損傷（FOD）、浸蝕或臟物積聚會減少進入燃燒室的氣流數量，這樣就會降低發動機功率。為了使發動機重新獲得功率，導致氣流損失的壓氣機必須進行恢復工作（更換損傷的葉片、進行壓氣機清洗等）。在未進行壓氣機恢復工作前，飛行員為了保持住發動機功率只有向前推油門桿來增加燃油流量，燃油流量增加壓氣機就會轉得更快其轉速Nh就會增加，增加的氣流和燃油流量會使發動機獲得了損失掉的功率，但這時的發動機參數和正常狀況下的參數已有了顯著不同。這些跡象就表明了壓氣機工作不正常。

冷端部件的具體故障可以通過ECTM曲線上的參數變化情況反映出來，具體變化情況、原因分析和排除措施如表1所示。

3 發動機熱端部件故障導致的發動機參數變化情況及原因分析

按照進氣順序，燃燒室后部的發動機部件如燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪和動力渦輪被稱為發動機熱端部件。燃燒室和渦輪等熱端出現的故障如壓氣機渦輪導向器環燒蝕或壓氣機渦輪葉尖間隙增加會減少渦輪獲得的功率。這樣渦輪不能提供壓氣機所需要的功率，導致壓氣機轉速和發動機功率都將降低。為了保持發動機功率，飛行員就會向前推油門桿使得Wf和ITT都增加。由于更多的能量作用在壓氣機渦輪上，壓氣機轉速Nh會增加但仍低于初始的轉速。這樣發動機的能量是由動力渦輪來提供而不是由壓氣機渦輪來提供，這就是發動機在較低的壓氣機轉速下仍能夠保持額定功率的原因。在這種特定功率下，壓氣機轉速過低表明渦輪的效率很低，發動機只能通過增加供油來保持功率。這就表明了發動機的故障出現在熱端。

熱端部件的故障可以通過ECTM曲線上的參數變化情況反映出來，具體變化情況、原因分析和排除措施如表2所示。

4 結語

綜上所述，導致PW127J發動機ECTM上某個參數監控曲線出現突變的原因既可能為發動機冷端問題，也可能為發動機熱端問題。建議結合ITT、Nh、NL和Wf等參數的變化情況綜合分析，必要時結合發動機孔探檢查找故障源。確定最終的排故方案，從而提高PW127J發動機工作的可靠性，提升MA600飛機維修質量，確保飛行安全。

參考文獻

[1]P&WC，WebECTM，&，TREND ANALYSIS Training Manual.

[2]MA600，飛機地勤培訓教材.

[3]PW127J，Maintenance，Manual.