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1、燃气涡轮发动机空中停车原因在飞行中，一发或多发空中停车，是一种严重的事故征侯，如果处理不当，可能造成严重的 飞行事故。因此，应当在发动机的维护和使用过程中加强预防措施，把发生空中停车的可能 性降到最小。一燃气涡轮发动机空中停车的原因分析燃气涡轮发动机在空中正常运转的情况下，燃烧室中的混合气是在高速向后流 动中燃烧的，它的点火源是后面已经燃烧的混合气的火焰。而火焰的传播也是具有一定的速 度的，如果混合气向后流动的速度大于火焰向前传播的速度，那么火焰将向后运动，最终会 被吹出燃烧室，造成燃烧室中的混合气因失去点火源而熄灭，发动机则因失去维持其运转的 能量而停车。燃烧室中混合气的流速主要和发动机转速
2、(N2)有关，它随N2的增大而增大。 此外，VBV/VSV系统的调节也能改变混合气的流速，当VBV打开，VSV关小时，流速也减小。火焰的传播速度主要与下列因素有关：(1)混合气的余气系数(a)GaGLfoa= 式中：G 实际供入燃烧室的空气流量(kg/s)aGf实际供入燃烧室的燃油流量(kg/s)Llkg燃油完全燃烧所需空气量(对于航空煤油，L=14.7)当a=1时，表示油气混合正好完全燃烧；a1则表示供油量大于完全燃烧的需油量，即富油；a1则表示贫油。实验证明，在a稍小于1时，火焰的传播速度最大, a大于或小于1,火焰传播速度都减小，当a过大或过小超过一定数值时，火焰将不能传 播。如图1 所
3、示，由于余气系数对火焰传播速度的影响，当混合气压力和温度一定时，燃烧 室进口气流速度C2与余气系数a的关系就决定了燃烧室中的混合气能否稳定燃烧。余气系数是由发动机燃油控制系统(燃调)调节向燃烧室的供油量与供气量来 控制的，而与余气系数密切相关的一个发动机参数是EGT (涡轮排气温度)。一般来说，EGT 随着 a 的减小而升高。(2)混合气的初温、初压。实验证明，火焰的传播速度随着混合气的初温、初压的升高而增大。由于随着 飞行高度的增加，混合气的初温、初压是下降的，所以稳定燃烧的a范围也减小，如图2 所示。而随发动机转速的增加，混合气的初温、初压也增大，同时燃烧室进口气流速度也增 大，但对前者的
4、影响大于后者，所以随着发动机转速的增加，稳定燃烧的a范围是增大的， 如图 3 所示。与混合气的初温、初压密切相关的发动机参数有CIT/T2、CDP/CBP。(3) 混合气的流动状态。实验证明，紊流状态下，火焰传播速度比静止混合气快20多倍。发动机燃烧室 前端的旋流器就是为了在燃烧室中产生涡流。4) 燃油的雾化情况。燃油雾化颗粒越细，雾化速度越快，则越有利于火焰传播。燃油的雾化好坏主要取决于燃油喷嘴和燃油压力。采用双油路燃油喷嘴可以在低转速时、燃油流量小而压力低 时产生较好的雾化效果。综上所述，发动机正常运转时，发动机控制系统（燃调）根据对2 （N1）、CIT（T2）、CDP/CBP信号进行计算
5、，调节VBV/VSV系统和燃油计量活门（FMV）来控制进入燃 烧室的供气量和供油量，使燃烧室中混合气的余气系数（a）在发动机的任何状态下都处在 稳定燃烧范围内。因此，燃调故障、CIT （T2）、CDP/CBP传感器故障，VBV/VSV系统故障或 燃油喷嘴故障，都将使正常的供油、供气计划改变，从而使余气系数向稳定燃烧范围边界偏 移，如果偏移越出边界，就会造成空中停车。另外，正常使用的发动机，随着使用时间的增 加，其各部件的性能衰退导致发动机效率下降，同样条件下为了保证推力，必须向发动机多 供油，从而余气系数减小向富油极限边界偏移，导致发动机空中停车的可能性也随之增大。（主要表现在EGT的增加和E
6、GTM的减小，一些厂家规定EGTM减小到一定值时必须换发。） 此外，FOD （外来物打伤）和飞行操作失误也是造成发动机空中停车的原因之一。二发动机空中停车的预防措施（针对CFM56-3C发动机） 根据以上对发动机空中停车的原因分析，可以从以下几个方面着手进行预防：（一）发动机状态监控对于CFM56-3C这种典型的以可靠性为中心的视情维修的发动机，通过对发动机 状态监控，提出适当的视情维修计划，以恢复发动机原有的可靠性水平或在发生空中停车之 前更换发动机是预防发动机空中停车的主要措施。主要包括以下工作：1. 通过监控发动机排气温度裕度EGTM的衰减情况，在合理的使用间隔安排清 洗发动机，以最大可
7、能地恢复EGTM。由于发动机使用中气路和燃油喷嘴积垢而造成发动机 性能衰退，从而使EGT增高，EGTM减小。一般每使用1000小时，EGTM有7-10C的衰减。正确地清洗发动机一般可使EGTM恢复510C。南航根据珠海分公司总结的清洗发动机数 据结果，认为CFM56-3C发动机水洗和药液清洗效果相差不大，且以4A （800小时）间隔进 行水洗发动机比较合理。除水洗发动机外，也可考虑安排检查和更换积碳严重的燃油喷嘴。当EGTM以及相应的0ATL （外界温度限制）达到或接近警戒值时，则应考虑更换发动机。南 航1997年737飞机换发记录中，有两台发动机因EGTM太低而换发。2. 根据对EGT的监控
8、，若发现有EGT的突然增加，则应考虑是否有核心发动机 部件的磨损和打伤，而安排进行孔探检查。如果孔探检查发现的损伤超过维护手册允许的标 准，则必须换发，对损伤未超标的发动机，则要视损伤程度，确定重复检查周期，在监控下 继续使用，并根据以后的孔探检查损伤发展情况及时换发。南航1997年737飞机换发记录 中，因孔探发现高压压气机叶片裂纹或叶尖材料丢失而换发的有两台，另有5台因孔探发现 有内部缺陷而处于重复检查和监控使用中。3. 在监控EGT的同时，也要考虑MEC的使用时间。因CFM56-3C发动机的燃调 （MEC）在使用6000-8000小时后，其内部计量系统磨损会造成起动富油，使EGT增高，所
9、以当发现起动时EGT高且MEC的使用时间接近上述时间，则应当考虑安排更换MEC。4. 通过对发动机平均滑油消耗量（AOC）的监控，结合磁堵检查，可及时发现 发动机润滑系统封严损伤及发动机转子、轴承及附件齿轮磨损，并根据维护手册中的标准， 安排修理行动或及时安排换发。1997年南航737机群中，有两台发动机因磁堵检查发现超 标的磨损材料而换发，另有一台发动机监控发现AOC 上升且发现起动机余油管漏油，经更换 碳封严后AOC恢复正常。（二）保证外场维护和排故工作质量外场维护和排故过程中，对与发动机空中停车直接有关的部件及系统，如燃调、CIT （T2）传感器、VBV/VSV系统、燃油喷嘴等，要加强检
10、查与维护，对于涉及这些部件和系统的故障要及时、彻底地排除。这里提出几点注意事项：1. 尽量避免盲目进行MEC的调节，以防止改变燃调正常的供油计划。如在进行排除油门杆不一致故障时，应首先考虑CIT传感器堵塞和VBV/VSV系统卡阻或调节不当的可 能性。2. 对燃油喷嘴的拆装和维护工作，要注意避免使喷孔划伤或变形，并防止燃油 喷嘴锈蚀或积碳，否则将造成燃油雾化不良。3. 保证每日维护工卡的完成质量，按规定排放燃油沉淀。（三）正确使用飞机和发动机飞行人员应按规定使用飞机和发动机，操作动作应柔和，尽量避开不利的天气和区域，并注意防止外来物打伤（FOD）。南航1997年737飞机换发记录中因FOD而换发的 有两台，占了不小的比例。另外，一旦发生空中停车，飞行人员应按照正确的方法和程序进行空中起动。总之，CFM56-3C发动机是一种可靠性很高的发动机，只要我们在正确地维护和 使用过程中加强预防，发动机空中停车是可以被杜绝的。
