引言:在现代社会,飞机已经成为主要交通工具之一,极大地提升了交通出行效率。尽管我国的高铁技术已经达到世界领先水平,但高铁不可能完全替代飞机的作用。基于此,发展航空事业任重而道远。发动机作为飞机的核心构件,一般需要包括进气口、压缩机、燃烧室、尾喷口、涡轮。在这些功能性装置同时具备且能够正常发挥作用的情况下,才能够为飞机提供各种推力,从而保证飞机正常运行。总体来看,做好对民航飞机发动机的维修工作至关重要,围绕飞机发动机维修技术进行分析具有积极意义。
1.飞机发动机分解、装配技术的运用分析
当飞机发动机出现故障且无法确定原因时,维修人员需要对发动机进行彻底分解。在这个过程中,维修人员可以不使用精度较高的设备,但必须掌握先进的工艺方法,确保拆卸的发动机零部件不受到任何形式的损坏[1]。当前网络平台中存在的一个具有“嘲讽”性质的段子——完成对一台设备的拆卸及重新组装之后,发现“多”了很多零部件。该段子一般用于嘲讽技术人员水平较差,未能详细掌握维修工艺,导致某些零部件未能被“复位”。对飞机发动机维修人员来说,上述段子中描述的情景绝不能出现。在常规分解飞机发动机的过程中,工作人员需要使用液压、气动类工具,在出现零件“咬死”的情况时,不应使用“蛮力”,而是需要详细了解发动机结构,制定具有较强针对性的拆解方案。比如针对很难松动的断裂构件,可采用钻孔、空探打磨等方法取出。此外,针对“咬死”核心机进行分解作业时,可对轴承外缸套进行加热,使用干冰对冷却压气机前轴进行冷却处理,之后可以“无损”地拆解上述构件。装配飞机发动机的过程如上文所述,必须确保所拆卸的每一个构件都能够“严丝合缝”地安装在拆卸前的位置。现阶段的飞机发动机装配过程已经引入了计算机精密测量技术,能够极大地提升一次装配成功率及合格率。这种新型飞机发动机拆卸后的装配技术相较于传统装配技术的优势在于:传统技术需要借助千分表(主要对盘圆周及平面调动有关参数进行检查),得到相关数据之后,人工围绕整盘与盘的相对位置进行调整。上述作业耗时较长,容易出现各种问题,导致返工率较高。应用计算机精密测量技术之后,相关数据信息的获取及对应的操作均可自动完成,精准率得到极大提升。
2.飞机发动机自动化无损检测技术的运用分析
人工检测飞机发动机的过程中,受技术人员经验的影响,有可能对飞机发动机造成损害。为了从根本层面降低发动机伤损的概率。基于此,自动化无损检测技术应运而生。比如叶片自动荧光探伤技术的工作原理是,将“叶片”放置于“标准篮子”中,之后放置于检测槽之中。经过一系列渗透、浸润、乳化、显像等操作之后,能够在很大程度上促进提升检测效率。此外,传统的基于X线的拍片、洗片的技术已经被计算机实时成像技术所替代,可以有效避免因人工误操作导致成像效果出现偏差的情况。针对飞机发动机的风扇盘、涡轮盘、表面疲劳性裂纹进行检测时,所应用的技术是自动涡流检测技术。具体进行检测作业时,检测过程全部由机械手自动完成,既能够提高检测精确程度,又可以规避很多人为差错。针对零部件进行检测时,技术人员可以操作探头,对零部件表面进行扫查,相关结果会在屏幕中清晰呈现,能够发现很多人类肉眼不可见的微小缺陷。此外,这一检测过程不会对零部件造成影响,即不会在检测过程中损害零部件。
3.工件焊接及涂层技术的运用分析
等离子弧焊技术主要应用于压气机叶片叶尖堆焊作业,这种技术的特点及应用原理如下:在钨极(负极)以及焊件(正极)之间,需要施加较高的电压。在此基础上,基于高频振荡器激发之后,使气体电离,最终形成电弧。为了有效利用这种电弧,需要设置一种孔型较为特殊的喷嘴,之后经过机械压缩、热收缩和磁收缩效应,弧柱被压缩到很细的范围内。此时,电弧的能量会高度集中在一处,能量密度介于10°~ 10°W/cm²之间 ,温度也达到极高程度,其弧柱中心温度可达 16000 ~ 33000℃;弧柱内的气体得到了高度的电离。具有此种特性的等离子电弧在切割、焊接、喷涂飞机发动机的金属、非金属材料制成零部件时,效果远高于常规处理技术。
在维修民用航空飞机的发动机时,围绕关键零部件进行的主要处理作业内容包括磨损修复(如果磨损较为严重,需要直接更换零部件)、设置各种涂层(用于隔绝热量、防止燃烧、避免紫外线照射等)。现阶段,设置涂层的主要方法包括真空等离子喷镀、超音速等离子喷涂、化学气相沉积涂层等。以真空等离子喷涂为例,这种技术是指在气氛可控的负压密闭容器内部进行等离子喷涂作业,可避免空气中的某些成分在喷涂过程中混入涂层,进而导致涂层性能受到影响。此外,超低压等离子喷涂等技术在包括飞机发动机维修、高精医疗器械生产等方面均得到了较为广泛的运用。
4.精密、特种加工维修技术的运用分析
包括激光加工、电火花加工、超声波加工、等离子加工在内的具有较高精密性、针对特殊工件进行加工的技术同样在飞机发动机维修中得到了广泛应用。以等离子焊技术为例。这项新技术提供了使用固体、液体甚至气体原料快速沉积各种材料的能力,这些材料不仅是熔融液滴,而且来自气相[2]。与传统的真空等离子喷涂相比,它还提供了更高的等离子速度。所产生的涂层在许多方面与传统的物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)工艺制备的涂层相似。相较于传统的PVD和CVD等技术,等离子焊技术应用时,对应的沉积速率优化程度已经达到“数量级”程度,优化性能得到了极大提升。如上文所述,在涂层设置时也可应用等离子焊技术,致密性可达到90%以上,对飞机发动机零部件的防护效果会更加强大。总体而言,精密、特种加工技术并非单一技术,可能是多种新技术联合应用,最终获得的效果较为理想。
结语:民航飞机的特殊之处在于,成功起飞并身处空中时,一旦出现问题,很难得到有效帮助。此外,一旦空难发生,机上人员的生还率微乎其微。作为民航飞机的核心构件,发动机原则上不能出现任何问题。基于此,针对飞机发动机进行维修时,技术人员必须详细掌握多种维修技术,在实践操作时务必严格遵守各项要求,基于极高的职业素养、高质量、高效率地完成飞机发动机的维修,达到确保飞行安全的目的。
参考文献:
[1]王梓函. 基于布朗运动航空发动机寿命分析[D].沈阳航空航天大学,2022.
[2]金永宽. 民用航空飞机发动机维修技术应用[J]. 中国航班,2022,(01):93-95.