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飞机推出后发动机常见故障及处置

2020-07-12

科技视界 2020年26期
关键词:活门漏油燃油

苗 阳

0 引言

飞行安全和航班准点率是决定航空公司发展的关键因素。在航班运行中,飞机从机位推出后的发动机启动阶段是故障发生比较频繁的阶段,而且此时机组的运行压力较大,处理不当,不仅会影响飞行安全,还容易导致航班延误。A320 飞机是目前国内最主流的机型之一,分析A320 飞机推出后的发动机常见故障及其处置策略具有极其重要的意义。

1 C F M5 6- 5 B 发动机正常启动过程

在地面正常启动时,FADEC 系统会对整个启动过程进行控制和监控。当启动旋钮被选择到点火位时,FADEC 自动识别,认为发动机启动程序开始。机组在确认引气压力和滑油量充足后,提起主电门。此时低压燃油活门和启动活门打开,滑油压力上升。当N2 达到16%时,点火开始;当N2 达到22%时,高压燃油关断活门打开,燃油流量、EGT上升;当N2 达到50%,启动活门关闭,点火停止,发动机参数继续上升并达到稳定状态。

2 飞机推出后发动机常见故障及处置方法

飞机推出后发动机启动过程可能发生的故障较多,有些故障被FADEC 系统识别并产生警告信息,有些故障需要地面机务人员和机组观察发现。其中比较典型的故障有以下几种。

2.1 启动活门故障

发动机启动时,启动活门可能会卡阻在关闭位无法打开,也可能会卡阻在打开位无法关闭,这两种情况上ECAM 都会产生警告信息“ENG 1(2)START VALVE FAULT”。

2.1.1 启动活门卡阻在关闭位

故障发生时,ECU 会中断发动机启动,并会给出警告信息。第一次启动失败后,可再次尝试启动,如果两次启动时启动活门都无法打开,常用的处置方法是采用人工超控启动活门的方式启动发动机。此时机组应与地面建立良好的沟通,严格按照手册执行操作。需要注意的是,在这种情况下,采用人工启动发动机的方式并不会有所帮助,因为人工启动发动机模式和自动启动发动机模式下,启动活门的开关都是由FADEC 控制的。

2.1.2 启动活门卡阻在打开位

除启动活门无法打开外,很多航空公司都经历过N2 50%转速后启动活门仍然没有关闭的情况,此时也可采用人工超控启动活门的方式启动发动机。当N2 50%转速时,机组通知机务人员关闭启动活门,此时机务人员应确认启动活门能正常关闭,这一点非常重要。如果启动活门不能完全关闭,飞机不能放行。

2.2 点火故障

自动启动过程中发动机采用单系统点火,发动机点火通常发生在提主电门之后10 秒。如果在10 秒内(极端寒冷情况15秒)未点火,FADEC 系统自动停止点火和燃油供给,并干冷转发动机30 秒;在干冷转开始的第25 秒时,FADEC 系统会自动控制进行双点火。与自动启动不同的是,人工启动过程中,发动机会直接采用双点火方式,提高启动成功率。

如果在启动过程中确认某一发点火系统A 或B 失效,在上ECAM 会产生警告信息“ENG 1(2)IGN A(B)FAULT”,可以参照MEL 保留放行,无M 项,O 项内容是在启动发动机前拔出失效点火系统的跳开关,在发动机启动完成闭合。这里需要特别注意的是点火系统A 的跳开关拔出将会导致双发的点火系统A 失效。当出现点火系统故障时,也可尝试人工启动发动机的方式来提高启动成功率。

2.3 启动失速或EGT 超温

发动机失速是指压气机转速一定时,如果由于某种原因使进入发动机的空气流量减少,导致工作叶轮进口处绝对速度在发动机轴线方向上的分量下降,攻角上升,当攻角上升到一定程度时,气流在叶背处发生分离的现象[1]。CFM56-5B 发动机启动时EGT 的限制为725℃,在自动启动过程中如果探测到EGT超限或者EGT 超过启动包线内N2 转速对应值,FADEC 系统会认为存在超温条件。

失速和超温往往同时发生,当出现失速或者超温时,FADEC 将切断供油7 秒,之后重新供油但燃油流量会减少7%;如果超温第二次发生,FADEC 将会再次断油7 秒并减少7%的燃油流量;如果超温第三次发生,FADEC 系统将第三次断油7 秒并减少7%的燃油流量,此时燃油计划已减少21%;如果超温第四次发生,发动机将放弃启动。

启动时若机组反应EGT 高(低于600℃),如其他参数正常,可正常出港,飞行过程中应密切关注发动机各参数。在自动启动过程中如果探测到存在失速或超温的可能,FADEC 系统会自动发起三次燃油减少7%的再启动程序,在这个过程中上ECAM 可能会闪现“ENG 1(2)STALL”的警告信息。如发动机启动正常且无参数异常,可继续执行航班,但机组人员应把该信息记录下来,以便返回基地后进行进一步的检查。如果发动机启动失败,说明存在失速或超温情况,则需要执行相应的排故程序。飞机在高原运行或有较大尾风时,容易出现启动过程中闪现“ENG 1(2)STALL”的现象,如果启动正常且各参数正常,责无须维护工作。必要时可采取调整飞机朝向或人工启动的方式启动发动机。

2.4 悬挂启动

启动悬挂是指发动机在启动过程中,发动机转速上升缓慢,N2 转速稳定在小于慢车转速的状态。启动悬挂包括贫油的启动悬挂(冷悬挂)和富油的启动悬挂(热悬挂)。富油启动悬挂表现为高燃油流量和快速的EGT 增加,有超温的风险,而贫油的启动悬挂表现为较低的燃油流量和过低的EGT 温度[2]。

短停启动发动机时容易出现富油悬挂,与EGT 超限类似,发生富油悬挂时FADEC 系统会自动发起三次燃油减少7%的再启动程序,不需要人工操纵。如尝试第二次启动,仍然出现启动悬挂,须排故。高高原机场启动时,如果第一次启动失败,可考虑人工启动。炎热天气下,过短的短停时间会导致发动机在下次启动前EGT 余温较高,容易出现启动悬挂,所以在关车时应严格执行慢车冷却程序。如有必要,可在关车时进行发动机冷转,以降低EGT 余温,防止下次启动时出现启动悬挂。

2.5 发动机启动时漏油

2.5.1 发动机余油排放口漏油

发动机冷发启动时,余油排放口最容易出现漏油现象。当发现余油口漏油时,首先要判断油液性质。一般情况下慢车5分钟,发动机预热后漏油现象会消失。如果慢车5 分钟后仍然有漏油现象,可参考AMM 中的检查标准确定是否可以放行,机务人员对此标准都非常熟悉,此处不再赘述。需要提醒的是,如果燃油大量渗漏,有可能被发动机吸入,这是很危险的,此时机务应通知机组立即关车,利用另一发单发滑回机位执行进一步排故检查工作。

2.5.2 附件、管路外漏

发动机启动时,部件或者管路外部漏油是不允许的,必须立即排故。有时油液会从发动机余油口附近的包皮缝隙处流出,在发现漏油时要仔细观察漏油点,判断油液性质。尤其是下雨天,会有较多的雨水从发动机的包皮缝隙处流出,此时一定要认真检查,切不可麻痹大意。

2.6 尾喷冒黑烟

在冬季,发动机启动时尾喷口冒黑烟是比较常见的现象。此外,如果发动机之前执行过冷转工作,尾喷管6 点钟位置可能会积聚一些滑油,发动机启动时尾喷可能会出现少许黑烟,这属于正常现象。此时,空地之间应保持及时、准确的通信联络。机务人员看到黑烟后应通知机组保持发动机慢车功率并关注发动机参数,机组收到信息后切不可惊慌,只要发动机参数正常、无火警警告且黑烟快速消失,飞机即可正常滑出。另外建议,在航前、航后绕机时,如发现尾喷管有油迹,应立即清理干净,可降低发动机启动时尾喷口冒黑烟的概率。

3 总结

飞机推出后发动机启动时,机组和地面人员应建立良好的沟通,提高警惕,密切监控相关参数和相关区域。一旦发生异常情况,信息传递要及时、准确、全面,并及时采取适当处置措施。这样既能防止故障升级,保证飞行安全,又能减少不必要的滑回,保证航班正点率。

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