董務江

（南方航空公司 新疆分公司 飛機維修基地，烏魯木齊 830016）

某航空公司新疆分公司在1997年8月1日購進了五架由Avions de Transport Regional公司制造的ATR－72雙螺旋槳民航機，該飛機使用的是PW－127F發(fā)動機。PW－127F發(fā)動機由螺旋槳、壓氣機（低壓壓氣機（LPC）、高壓壓氣機（HPC））、燃燒室（CC）、高壓渦輪（高壓渦輪導向器（HPTNGV）、高壓渦輪葉片（HPT）、罩環(huán)（HPT罩環(huán)））、低壓渦輪（低壓渦輪導向器（LPTNGV）、低壓渦輪葉片（LPT）、罩環(huán)（LPT罩環(huán)））功率渦輪1～2級（PT）轉(zhuǎn)子和導向器、附件等部件組成（圖1）。檢測工作。

圖1 PW－127F發(fā)動機

ATR飛機于2011年5月1日退役，近14年的在役飛行小時為140075h，總起落115920次。PW－127F發(fā)動機孔探約900余臺次，如2003年8月9日～2011年6月23日共計612臺次；1998年10月14日～2009年8月17日故障吊發(fā)共計88臺次。因孔探發(fā)現(xiàn)超標損傷吊發(fā)47臺次，孔探視情監(jiān)控使用31臺次，其它原因吊發(fā)10臺次，孔探吊發(fā)占總吊發(fā)數(shù)的88.6%。因此回顧、分析、總結(jié)PW－127F發(fā)動機在役運行過程中的孔探工作，對于今后的孔探工作是十分必要的。

1 高發(fā)性單一損傷

1998年10月7日，在對ATR飛機3025號PW－127、FAV0033號發(fā)動機（800h）孔探檢查時，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)局部材料丟失（圖2），長度達120mm，相應維修手冊并無具體要求。將此情況反映給發(fā)動機制造廠家普惠公司后，普惠公司就此下發(fā)了服務通告，要求對該型號的發(fā)動機燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)在500h內(nèi)進行孔探檢查（原檢查時間為800h）。在隨后的2年時間里，這樣的損傷在該型號的其它發(fā)動機上也相繼出現(xiàn)。期間因發(fā)動機熱部件損傷超標吊發(fā)共13臺，而因燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)損傷吊發(fā)10臺，其故障吊發(fā)率占到總故障吊發(fā)的83%。

圖2 燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)孔探結(jié)果

在發(fā)動機制造廠家沒有給出合理的解釋之前，工程技術(shù)部門也在努力尋找解決的方案。最終結(jié)論為：① 燃油噴嘴通道內(nèi)的積碳造成噴油的不均勻，使得局部溫度過高。② 新疆地區(qū)沙塵的原因，造成冷卻氣路不暢，致使發(fā)動機燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)局部燒蝕脫落。燒蝕脫落的金屬熔渣堆積在高壓渦輪葉片表面堵塞冷卻通道，使得高壓渦輪葉片表面溫度過高，形成葉片前緣、后緣、葉尖燒蝕。

高壓渦輪葉片葉尖和葉面的狀況是獲得額定功率的關鍵，工程技術(shù)部門提出了定期水洗發(fā)動機、定期孔探檢查燃油噴嘴、縮短更換燃油噴嘴時間的方案。然而問題并沒有得到有效的改善。為了保證飛機的飛行安全，孔探監(jiān)控的時間最終限定在20個飛行小時。

從工程技術(shù)來講，一個部件在某一個部位反復出現(xiàn)特定損傷，不是部件的設計問題就是該部位的加工工藝或材料選用上有問題。在多次的信息反饋下，發(fā)動機制造廠家更改了外環(huán)主冷卻環(huán)的材料及加工工藝，使這一問題得到了根本的解決。

2 突發(fā)事件的應急處理

2.1 空停事件

2009年3月13日，ATR－72／B－3027飛機在執(zhí)行某次飛行時，左發(fā)（PW－127／AV0045）發(fā)生空中停車事件。地面檢查發(fā)現(xiàn)該發(fā)第一級功率渦輪轉(zhuǎn)子一片葉片斷裂，第二級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片全部被打斷。經(jīng)現(xiàn)場和孔探檢查，證實該發(fā)空停是由于發(fā)動機第一級功率渦輪葉片斷裂，并將下游部件打傷所致（圖3）。檢查發(fā)現(xiàn)：

圖3 AV0045空停后的外貌

（1）所有的第二級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片從葉根部位斷裂。

（2）2～3點鐘位置的第二級功率渦輪導向器葉片斷裂，其它位置的導向器葉片均嚴重打傷。

（3）有一片第一級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片從根部斷裂，其它轉(zhuǎn)子葉片后緣明顯打傷，但這些葉片的前緣均狀況良好。

（4）低壓渦輪轉(zhuǎn)子、導向器葉片狀況正常。

（5）高壓渦輪轉(zhuǎn)子、導向器葉片狀況正常。

（6）進氣道、低壓壓氣機和燃燒室狀況正常。

（7）左發(fā)尾噴管和隔熱護套均有損傷現(xiàn)象。

（8）從跑道收集到了大量的金屬碎屑。

查閱空停發(fā)動機AV0045的近期孔探資料發(fā)現(xiàn)：

（1）2008年8月28日，孔探發(fā)現(xiàn)燃燒室外環(huán)多處燒蝕且其中有兩處有裂紋、燒洞，6點鐘方向的外環(huán)有材料丟失現(xiàn)象（長度為兩個小冷卻孔的間距）；一片HPT NGV葉盆處燒蝕并有裂紋，在發(fā)動機維護手冊允許范圍內(nèi)。

（2）2008年11月8日，在上次發(fā)現(xiàn)的損傷基礎上發(fā)現(xiàn)燃燒室外環(huán)7點鐘方向有兩處材料丟失現(xiàn)象，其它損傷沒有擴展，在發(fā)動機維護手冊允許范圍內(nèi)。

（3）2009年1月11日，孔探上次發(fā)現(xiàn)的損傷沒有擴展

（4）自2008年11月1日至今，AV0045發(fā)動機沒有故障記錄。

AV0045空停后的孔探照片見圖4。

2.2 槳葉被卡事件

2007年04月10日和2007年05月23日，3022飛機的右發(fā)AV0033和3025飛機的右發(fā)AV0039在飛行停場后，車間維護人員發(fā)現(xiàn)其槳葉被卡住不能正常轉(zhuǎn)動，并發(fā)現(xiàn)第2級功率渦輪葉片有不同程度的打傷現(xiàn)象。經(jīng)孔探檢查發(fā)動機的熱部件，發(fā)現(xiàn)此兩臺發(fā)動機的損傷情況相似，均為第1、2級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片嚴重打傷，導向器上部材料嚴重脫落，其中AV0039發(fā)動機的第1級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片離根部1／3處斷裂。

在此情況下，為了避免發(fā)動機再次損傷，公司要求在廠家未提供相應的檢查方法之前，根據(jù)發(fā)動機的損傷情況和現(xiàn)有的孔探設備及孔探能力，對裝機后的PW－127F發(fā)動機進行檢查。反復的檢查與分析后認為，造成發(fā)動機嚴重損傷的直接原因是由于第1級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片因扭矩過大致葉片斷裂，而將其它部位打傷。為了提前有效檢查到轉(zhuǎn)子葉片的損傷，避免造成二次損傷，最終確定了結(jié)合飛機做周檢時，對第1、2級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片及罩環(huán)進行孔探檢查，重點檢查第1級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片上的裂紋缺陷的方案。

2.3 空停反映的管理問題

自引進該型號的飛機以來，PW－127F發(fā)動機孔探就沒有得到相應的培訓，孔探技術(shù)人員只能通過實踐總結(jié)經(jīng)驗，因為經(jīng)驗的獲得需要一個時段的過程，以至于技術(shù)人員在很長的時段里不能很好地把握孔探的技能及損傷部位的界定，而該過程可以通過培訓得到縮短。

上級部門主管的重視是孔探人員提高技術(shù)的關鍵。

3 發(fā)動機孔探、視情監(jiān)控與維修成本控制

發(fā)動機各部件：如高壓、低壓、風扇葉片，熱部件（燃燒室、高、中、低壓渦輪葉片）是允許有損傷的，并在發(fā)動機維修手冊中規(guī)定了其損傷容限。損傷的擴展是一個漸進的過程，在不增加維修成本的前提下，提高平均故障工作時間，可以降低飛機的營運成本，因此把握損傷發(fā)展的過程非常關鍵。隨著損傷的漸進，要隨時調(diào)整監(jiān)控的時間間隔，預防損傷的突變，以確保飛機發(fā)動機的安全有效，孔探檢查在此起著至關重要的作用。

圖4 空停AV0045的孔探照片示意

以PW－127F發(fā)動機AV0045為例：此發(fā)動機在2003年7月8日（飛行總小時6864h，起落5328架次）送廠大修，2003年8月25日修理返回，同年11月23日吊上3026飛機使用。表1是其孔探記錄。

至2005年2月4日，其因6，7號軸承腔泄露潤滑油返廠修理，至此總飛行小時10113h，總起落8327架次，修理后飛行小時3249h，飛行起落2999架次。從孔探記錄中可以看出，隨著熱部件損傷部位的不同，損傷程度的不同和損傷發(fā)展速率的不同，技術(shù)人員隨時調(diào)整孔探監(jiān)控的時間間隔，以預防損傷的突變。

4 結(jié)語

14年的ATR飛機在役營運總算圓滿結(jié)束，反思14年的維護過程，所得如下：

（1）專業(yè)技能的培訓十分必要。然而，現(xiàn)行的孔探培訓一般都是在新發(fā)動機上教程，隨后完全靠自我的長時間經(jīng)驗積累，對提高孔探人員維修經(jīng)驗及綜合技能相當不利。PW－127F發(fā)動機維護的過程說明，培訓要切合實際，要與相關的單位取經(jīng)交流，要定期到相關的發(fā)動機維修廠家分解實習，才能使孔探專業(yè)技術(shù)人員對各個熱部件的損傷形態(tài)、發(fā)展趨勢、認識判定有一個全面的結(jié)構(gòu)上的理解。

表1 AV0045孔探記錄

（2）對于單一多發(fā)損傷，一定要向發(fā)動機制造廠家反映，堅持找到解決的方案。PW－127F發(fā)動機冷卻環(huán)損傷的最終解決就是一個典型的范例。

（3）突發(fā)故障一定要與專業(yè)主管技術(shù)人員溝通分析，找出發(fā)生故障的原因，要勇于說明自己的觀點。筆者在AV0045空停前兩年就打過該損傷的專題報告，事后證明筆者的分析是有道理的。

（4）孔探專業(yè)技術(shù)人員可以在控制損傷擴展、維修成本控制、預測大修及修理費用等方面做許多工作，也可以參與到發(fā)動機熱部件損傷機理的分析。PW－127F發(fā)動機AV0045空停過程的全程參與，使得孔探專業(yè)技術(shù)人員從更深的層面得到了提高。