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1、1孔探技术在飞机发动机上的应用摘 要飞机动力装置是飞机能够起飞的基础，所以飞机发动机的安全是飞机安全的关键。随着技术的发展，飞机发动机检查工具设备及方法变得多样化。目前航空行业都选择用孔探技术来检验发动机损伤，这项技术显著提高发动机检验工作的工作效率和便携性。孔探技术可以在不拆解发动机的情况下，检测出发动机内部损伤，避免对结构复杂精细、价格高昂的飞机发动机造成不必要的损伤。本文可分为八章。第一章主要阐述论文的背景意义，了解孔探技术的原理、发展历程；第二章主要阐述了民用涡轮风扇发动机的基本工作原理和结构特点；第三、四、五章，主要是以第二章为基础，分析了发动机核心结构的常见损伤，了解孔探技术如何应
2、用在飞机发动机的核心结构，并以中国南方航空较常用机型的孔探工作为例子分析如何通过孔探技术检测出飞机发动机内部损伤；第六章讲述孔探工作前后不可缺少的步骤-孔探堵头的拆装，第七章主要阐述孔探设备的不足和未来发展方向，第八章对全文进行总结。关键词：孔探技术 飞机发动机 核心结构 内部损伤Application of borescope technology in aircraft enginesABSTRACTAircraft power plant is the foundation of aircraft to take off, so the safety of aircraft engine
3、s is the key to aircraft safety. With the development of technology, aircraft engine inspection tools and equipment and methods become diversified. At present, the aviation industry has chosen to use borehole technology to detect engine damage, which significantly improves the efficiency and portabi
4、lity of engine inspection. The technology can detect the internal damage of the starting motor without disassembling the engine, so as to avoid unnecessary damage to the complicated and expensive aircraft engines.This paper can be divided into eight chapters. The first chapter mainly expounds the ba
5、ckground and significance of the paper, and understands the principle and development course of the technique. The second chapter mainly expounds the working principle and structural characteristics of civil TURBOFAN Engine. The third chapter, four, five, mainly based on the second chapter, analyzes
6、 the common engine core structure damage, understand how to apply in 2aircraft engine borescope technology at the core of the structure, and with China southern airlines commonly used models of the borescope work for example analysis how the borescope technology to detect the aircraft engine interna
7、l damage; The sixth chapter describes the indispensable steps before and after the work of borehole exploration - the dismantling of the plug, the seventh chapter mainly describes the shortcomings of the borehole exploration equipment and the future development direction, the eighth chapter summariz
8、es the full text.Key words: Borescope inspection Aircraft engine Core structure Internal damage目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 绪 论 .11.1 研究背景 .11.2 研究意义 .11.3 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 .21.4 飞机发动机的发展 .21.5 孔探技术的发展 .32 飞机发动机的基本工作特征分析.42.1 飞机发动机基本工作原理 .42.2 飞机发动机的结构特点 .53 孔探技术在飞机发动机压气机上的应用.63.1 孔探诊断、检测低压压气机损伤的分析 .103
9、.2 孔探诊断、检测高压压气机损伤的分析 .104 孔探技术在飞机发动机燃烧室上的应用.185 孔探技术在飞机发动机涡轮上的应用.225.1 孔探诊断、检测高压涡轮损伤的分析 .225.2 孔探诊断、检测低压涡轮损伤的分析 .2936 孔探堵头的拆装及工具、设备的使用.337 孔探设备的缺陷和未来发展的方向.358 结 语 .36参考文献 .37谢辞 .381 绪论1.1 研究背景飞机的出现给人类带来了巨大的便捷性，出行远方变得简单。与其他运输方式相比，飞机的安全更为重要。在发生事故时，极低的事故拯救率会造成重大的生命和财产损失。此外，从中衍生的政治影响往往伴随着社会影响，因此看出航空安全各方
10、面都异常重要。随着航空业的快速发展，各大航空公司每年会引进大量新的民用航空飞机，维护和保养标准和要求也逐渐提高，以确保飞机的安全，从而有效和准确地执行飞机发动机的维护和检查任务。由于航空运输的特殊性，航空安全是所有国家的最高优先事项。在航空安全方面，飞机的发动机安全至关重要。飞机发动机是在超高速度、负荷和温度等困难条件下也能连续工作的机器。在飞机飞行过程中发生的事故也可能对发动机内部部件造成结构性损害，如裂纹、凹陷和材料丢失等,这些发动机损伤对飞机发动机安全运行构成了严重威胁。由于孔探技术有对发动机内部结构的高清成像能力，能够非常准确地测量和显示各种类型的损坏和缺陷，孔探工作已经成为发动机检验
11、中必不可少的一个部分。当下各航空企业的对发动机维修管理模式也逐步从定期维修转变为航线维修，并按照制造商的建议对在飞、在翼飞机的发动机健康管理进行即时定量评估。各种维护管理方法的改进大大提高了飞机发动机的安全性、可靠性和经济性。1.2 研究意义飞机发动机孔探技术在无损检测中是一项特别详细的目视检查工作，与无损检测另外的涡流检测、超声波检测和 x 射线检测相比，孔探技术直观、节能、易于操作，在飞机发动机内部结构损坏方面发挥着重要作用。孔探设备可以对发动机内部结构进行目视检查，以便直观地检测发动机内部的情况，无需拆卸发动机从而使发动机在检查过程中4不会损坏。孔探仪使用光学手段通过照相机传输发动机内部
12、的环境，然后对光学图像进行评估、检测和计算损坏数据，从而确保是否有损伤出现。其中发动机内部的深热区域如高压压气机、燃烧室和高压涡轮等，维修人员无法进入这些深热区域检测除非将发动机分解，而孔探技术突破了这一限制。由此可见，飞机发动机孔探技术目前已经成为飞机发动机重要的无损检测手段，孔探技术的发展紧紧联系着飞机发动机的安全。1.3 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题1.3.1 研究目标用在飞机的燃气涡轮发动机包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机和涡轮螺旋桨发动机。其中在有独特优势的涡轮风扇发动机已在在民用航空领域得到广泛的使用。本论文的研究内容是通过在大学学习的专业知识，和参考航空相
13、关专业文献，各大飞机发动机手册资料，南航公司飞机发动机的孔探报告，主要讨论飞机发动机无损检测中-孔探技术在飞机发动机上的应用。本文主要以目前中国南方航空国内干线航空的经典飞行器 B737 的 CFM56-7B 和新型飞行器 A321neo 的 PW1100 型号发动机作为研究依据以及模型。并详细阐述孔探技术如何应用在飞机发动机核心结构压气机、涡轮、燃烧室当中，并熟悉各种孔探设备和各种机型的孔探堵头的使用方法。通过大四的实习，知道了解各大公司的飞机发动机的运行性能、工作特点和孔探技术的应用，可以帮助自身在发动机维修和检查过程中发现故障。介绍涡轮风扇基本工作原理及相关技术理论，对飞机发动机进行一个
14、综述，然后通过查阅相关文献、查找民航发动机相关信息和综合自己的知识，分析孔探技术在飞机上的应用。1.3.2 研究内容（1）分析飞机发动机的基本工作特征。（2）分析飞机发动机的结构特点和各个核心结构的结构特点。（3）孔探技术如何应用于飞机发动机核心结构。（4）分析孔探技术对飞机发动机故障的检测和诊断方法。（5）分析目前的孔探设备有哪些不足之处。1.3.3 拟解决问题（1）孔探人员是如何使用设备检查发动机内部情况。（2）孔探人员是如何使用设备诊断发动机内部损伤。（3）如何对发动机核心结构的内部损伤进行归纳分类和解析。（4）如何安全、正确拆装孔探堵头。（5）对孔探工作中人为因素失误的改进措施。51.
15、4 飞机发动机的发展民用航空发动机的发展，从活塞发动机到目前主导民用航空发动机的燃气涡轮发动机，分两个阶段进行:活塞发动机阶段和燃气涡轮发动机阶段。建造第一台活塞发动机后，活塞发动机进入了快速发展阶段。发动机性能在两次世界大战后迅速提高，活塞发动机达到顶峰。第二次世界大战结束后，由于涡轮反应器的诞生，活塞发动机逐渐退出主要航空器使用行列，目前主要用于低速轻型飞机和轻型飞机航空燃气涡轮发动机取代了活塞发动机，迎来了喷气时代。燃气涡轮发动机可分为涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机，其核心结构都由压气机、燃烧室和涡轮等组成。涡轮螺旋桨发动机通常用作短距离运输飞机；涡旋轴发动机主要用于直升机
16、；涡轮风扇发动机通常用于对速度要求较高的飞机。目前涡轮风扇发动机被航空业内广泛使用，涡轮发动机技术已经相当成熟，为各类飞机的发展作出了重要贡献。1.5 孔探技术的发展孔探技术可以扩大眼睛在某些看不到的地方的视野，视野的方向又可以根据需要更改，可以准确观察物体内部表面的状态。此外，在目标检测过程中进行的目视检查是孔探测的一部分 这些物体不相互接触，不会造成破坏或损害，也不需要对目标物体进行解密或解密。因此，这也是工业非破坏性控制技术的一个重要手段。从 1806 年起在德国到目前为止，当人类发明医用内窥镜原型时，孔探仪(又称工业内窥镜)经历了三个主要的发展阶段。第一代孔探仪只能解决很简单的问题，人类当时对孔探仪的直接看法类似于望远镜的功能，经常用于直腔的某些近距离探测工作，不能用于复杂的应用。在很大程度上，观测结果取决于观测者的经验和耐心。第二代孔探仪(柔性光纤镜)通过光导技术，大大提高了图像质量。它在临床医学应用得到了广泛的传播。随后在航空、电力、化学和机械等许多领域以及光纤领域开发了各种应用 最大的缺点是纤维容易断裂，图像上便会出现黑点。第三代孔探仪(柔性电子镜)的研制， 它使内窥镜的
