飞机发动机的控制和维护

飞机发动机的控制和维护

田乐杜壮

（中国飞行试验研究院，陕西阎良710089）

摘要：伴随科技的不断创新，将来的航空领域必然会迎来巨大的进步。而且在这个领域中也存在较大的研究价值，对于飞机而言，发动机是必不可少的，它会在经济与环保方面被不断改善，一直沿着时代发展的轨道正常进行。本文浅析飞机发动机的控制和维护。

关键词：飞机；发动机；控制和维护

引言

发动机因为工作环境通常为高温高压，而且持续时间一般较长，其设计难度与要求是其它任何领域都无法比拟的，其发动机设计至出厂的锁消耗的时间要比飞机整体的研制长的多，而且只有发动机正常运转才能确保飞机的正常航行，因此飞机发动机是必不可少的。所以，在飞机发动机的研究领域投入足够的精力可以为航空领域的发展奠定良好的基础，而且具有重大的现实意义。

1航空涡轮发动机控制和维护

1.1控制调节

1.1.1点火启动

下面我们以涡轮风扇式发动机为例，民航飞机常用的CFM56发动机，在辅助动力装置或地面电、气源准备好的情况下，驾驶舱完成一系列发动机启动操作流程后，指令传送至发动机控制组件ECU，它会通过HMU控制燃油系统打开供油通道。与此同时，高压引气由引气管路传到起动机，带动起动机转动。高压引气再由发动机的附件齿轮箱和传输齿轮箱带动发动机的N2转子，并且开始加速。当发动机的N2转子转速达到16％时，再由ECU控制两个点火盒，选择其中一个通电点火。转速达到22％时，燃烧室周围的一圈燃油喷嘴开始喷油，燃烧室开始工作，发动机转速继续增加，这个过程中ECU会监控所有的参数，如果发现不正常的地方例如涡轮排气总温EGT超温等现象，ECU会自动做出选择，中断发动机起动。转速增加到50％时，起动过程结束，ECU控制起动引气管路关闭，起动机和发动机脱开。然后发动机转速会继续增加，一直到59％转速，发动机就可以稳定工作在慢车位。

1.1.2供油调速

EEC（ECU）与HMU（FMU）接口使用力矩马达或电磁活门。力矩马达依照所收到的输入信号来调节挡板活门开度，之后通过改变计量活门一个油腔或上下两个油腔的油压来调控计量活门的开度。大多数FMU采用压力活门保持计量活门前后压差恒定，通过改变计量活门流通的面积改变供油量。

1.2维护方法

1.2.1内部维护

在不破坏、不分解发动机本体结构所进行的内部检查和维护工作被称为内部维护，其中一项重要的目视检查方法就是孔探。其维护周期分为定期维护和非定期维护，定期维护一般是指当发动机运转小时数达到厂家规定时限，为了防止其内部部件或结构出现损伤所进行的预防性检查维护。非定期维护是指发动机在运转时，由于出现了故障且被FADEC系统内相关组件进行了监控、记录和上传给飞机主系统并予以警示。在此情况下，根据故障信息判断所进行的内部检查维护工作。如下图。

1.2.2外部维护

外部维护主要包括定期维护和非定期维护，其周期等同于内部维护时检查的周期。其非定期维护也是基于FADEC系统相关组件对发动机运行时故障的记录，判断相关故障后所进行的维护。

2活塞螺旋桨发动机控制和维护

2.1控制调节

2.1.1点火启动

需要人工手动扳动螺旋桨，是最老式的活塞式螺旋桨发动机，后期的活塞式发动机逐渐配备了电瓶或启动马达可以电启动，类似于汽车发动机启动方法。采用以上启动方法的原因在于螺旋桨飞机的发动机采用活塞式发动机，在做功冲程前必须有一个压缩过程，这一过程需要消耗功。当启动过后这一需要的功就可以由其自身提供了，但启动时必须要对其做功。

2.1.2供油调速

在油门全开或是进气压力稳定的情况下，发动机油消耗量和功率会随着转速的改变而发生变化，其存在的关系叫做转速特性。将定距螺旋桨装置在发动机上，发动机油消耗量和功率与转速之间关系叫做螺旋桨特性。借助对油门杆进行操作可以改变转速。在发动机转速保持不变的情况下，发动机功率、耗油量与飞行高度之间的关系叫做高度特性。

2.2维护方法

2.2.1部件间磨损检查和维护

对于内部磨损情况，通常采取定期采样、化验油液的方式。根据化验油液所得出的结果，对照不同金属屑的材质，分析具体磨损部件。对于发动机目视可及的部件和传动装置，通常采取目视检查，定期加注润滑剂等措施，防止磨损。

2.2.2连杆部分维护

首先，明确连杆失效机理，探索连杆发生问题的原因，结合活塞螺旋桨发动机维修经验，对连杆失效形式及具体情况进行总结。分别从连杆自身结构、连杆日常磨损、使用疲劳失效及电化学腐蚀等多方面分析，列举出连杆失效原因。然后，基础连杆失效相关理论前提上明确连杆维修具体方法，找准引起连杆失效的重要参数，明确维修工艺标准。最后，依据以上研究所得出的最终结论，定期对活塞式发动机内连杆机构进行必要的检查，保证其无磨损、无腐蚀，使其能够正常完成各个机构之间指令的传达和作动。

结语

发动机作为飞机的重要部件之一，由于其结构复杂，对可靠性和安全性的要求极其严格。与此同时，由于发动机工作时间长，工作环境恶劣，且受到多种内在、外在因素的干扰，对其性能提出了更加严苛的要求。这必然要通过各个领域专业人士的共同努力，必须不断完善相关的技术，以实际情况作为出发点，研究出经济环保的发动机，给国内航天领域的发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]梁春华，凌瑶.未来大飞机发动机的发展趋势[J].航空制造技术，2016，3：26-29.

[3]崔涛.大型涡扇发动机低压涡轮的气动设计及相关问题研究[D].哈尔滨工业大学，2016.