1 身份证号码：37082919951116XXXX 辽宁锦州 1210002 身份证号码：21071119790201XXXX 辽宁锦州 1210003 身份证号码：42058219850220XXXX 辽宁锦州 121000
摘要：经济的发展，社会的进步推动了综合国力的提升，也带动了航空业的发展，众所周知，航空发动机是一种复杂的旋转机械，现代民用航空发动机为满足高推重比的需求，往往采用高涵道比双转子结构布局，滚动轴承是其中的关键部件，在运行中起到负载支撑和动力传输的作用，然而由于制造工艺、装配误差、结构耦合振动致使轴承产生磨损、脱落、裂纹等失效形式，进而出现振动异常乃至抱死现象，严重威胁到了航空发动机的可靠性和结构完整性。本文主要对航空活塞发动机排故基本原则与常见故障进行分析，希望通过本文的分析研究给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：航空活塞发动机；排故；基本原则；常见故障
引言
传统的故障模拟装置主要有两种：一种以控制柜的形式串接进台架线路，柜体面板上的按钮开关连接故障模拟信号。该控制柜体积偏大，一般放置在操纵间靠墙壁的地方，作为台架电气系统的固定设备，在型号设计初期搭建；一种将信号接入PLC，通过上位机控制继电器触点实现线路的断开功能。在试验初期，这两种故障模拟方式均能满足试验要求，但随着试验次数的不断增多，该方式带来的弊端也比较明显：台架直通电缆增加４～５个断点，实际长度增加６～９ｍ。试验时电缆在强烈的振动下易出现虚连或开焊等情况，造成采集信号时断连，或者在某个试验状态信号抖动；同时增加的电缆长度也会造成采集信号一定程度的衰减，导致试验延误。基于上述情况，研制了改进型故障模拟装置，在不改变试车台现有电气系统结构的前提下，解决了传统装置的弊端。
1航空活塞发动机排故基本原则
首先是，排故知识系统性原则。排故知识系统性原则是对发动机维修人员的基本能力要求，区别于其他排故工作，飞行器发动机的排故更加复杂，要求也更加严谨，因此需要对排故维修人员进行长期的专业训练，保证维修技术人员具有快速检索故障信息的能力，对故障产生的原因进行准确定位，以保证活塞发动机维修工作的顺利开展。其次是，试验排除原则。在航空活塞发动故障发生时，必须使用试验排除法逐一排除怀疑部件。
2航空发动机检测校准技术的定位与现状
航空发动机的安全性、可靠性、舒适性、经济性、环保性成为世界各国商用航空发动机研制不断改进的方向。计量校准/检测为产品全生命周期提供了量值准确、工艺改进、故障分析、制造符合性、维护大修方案等的数据支撑，在发动机研制过程中发挥着极为重要的作用。目前，我国民用航空发动机产业测量过程主要涵盖50余项关键测量环节、2万余项关键测量参数，发动机部件/系统预计进行28.9万小时试验，核心机预计开展1900小时试验，整机预计开展1.84万小时试验。其中，中国航发集团所属企业承担80%以上的设计研发及制造试验任务。航空发动机结构极为复杂，性能参数基本上覆盖了十大常规校准专业，其中几何量、热学、力学及电学等校准技术是发动机研制过程中涉及最多的专业，也是我们的通用计量技术建设的主要方向。几何量检测/校准技术（长度、厚度、直径、平面度、同轴度、跳动）主要用于发动机叶片的叶形检测、发动机轴的内外柱面的同轴度、量测具的校准等。热学校准技术（温度、湿度）主要用于温度计、温湿采集系统、发动机各部件温度场测量设备等校准。力学校准技术（质量、扭矩、拉力、压力、振动）主要用于动态压力传感器、材料试验机、扭矩倍增器、加速度计等校准。电学校准技术（电工类设备、无线电类设备）主要用于各类电表、数采系统等的校准。
3发动机叶片精密制造特定工装夹具的研究与加工
发动机中的叶片部件是一种非常典型的薄壁类构件，此类零件在进行机械加工成型过程中针对零件的装夹固定历来非常困难。假如没能科学合理地将零件装夹固定妥当，成型的加工过程容易使零件发生形变，使得操作者很难精确把控待加工零件的表面品质。常规的工装夹具的加工平稳性较差，处在零件刚度最薄弱的叶片尖端的位置采用的是顶尖方式固定零件，这类方式对较大切削力的承受能力不足；并且常规的工装夹具针对待加工的叶片实施有预紧的压力载荷，这样使得叶片产生更大的“让刀”形变。由于此类薄壁类型的叶片的构造特性，相关工程技术人员必须针对常规夹具实施结构改进的优化操作，让改良之后的特定工装夹具可以达到薄壁型叶片零件的精准固定，而且需要显著提升整个切削结构的总体刚度，从而保证叶片零件的最终成型后的实际精度。薄壁型结构叶片铣削加工的工装夹具设计过程中需要符合如下的根本需要：（1）固定位置须精确：定位精准是航空发动机叶片铣削成型工装夹具的最根本要求，叶片的榫根位置即为叶片结构的基础定位面，所以固定榫根位置的部位精度及位置度均要符合严格的尺寸规定。（2）工装夹具的构造必须尽可能简单，体积要尽可能小，以便加工过程中的实际操作。（3）平稳性要好，零件在成型过程中，叶片尖端位置的刚度最差，所以在此处需要尽最大可能限制更多的零件的自由度，提升整个结构的安全性。
4基于半实物仿真的航空发动机推力测量
推力是飞机的重要性能参数，由于存在着安装效应，发动机安装在飞机上的推力同发动机试车台推力相比存在着明显的变化，在某些飞行条件下发动机装机后的推力损失可达发动机净推力的20%以上。目前飞机发动机推力测量方法分为推力间接测量法和直接测量法。间接测量法以燃气发生器法（GasGeneratorMethod，GGM）使用最广泛并且精度最高，它将发动机核心机看作为一个燃气发生器，利用质量、能量、动量守恒定律以及飞行中测得的流量参数，间接地由部件特性参数计算出各流程截面参数，求出喷口截面参数后计算出发动机理论总推力，再利用事先通过缩比模型吹风校准的喷管压力恢复系数确定出实际的总推力。GGM方法较复杂，费用成本高，到目前为止，国内仍未完全掌握GGM方法实现飞机在飞行中的推力测量。直接测量法主要针对支撑式安装的发动机，在发动机安装节的支撑连接结构上粘贴应变片，在地面进行载荷标定试验，获得已知的载荷同应变响应的关系，得到载荷标定方程，进而反算出飞行中测得的应变响应下的载荷。由于直接测量法应变改装测试相对简单、可靠性高，因此国内主要以直接测量法为主进行飞行中发动机推力测量。直接测量法对载荷应变电桥的要求高，在测试中，载荷应变电桥会受到许多意外环境因素的影响（振动噪声环境，电磁干扰，人为触碰等），一旦载荷应变电桥出现故障或异常，则整个载荷测试数据就无法判断正确性，导致发动机推力直接测量方法的失败。半实物仿真是在计算机仿真回路中接入一些实物或实测结果进行的仿真，半实物仿真是系统研制中常用的手段，同其它类型的仿真方法相比具有更高真实度的可能性，是仿真技术中置信水平最高的一种仿真方法。采用基本的飞参数据和机体结构上的应变数据作为输入，引入半实物仿真模型来反演得到推力的辅助测量的方法简单快捷，与直接法测量的推力相比，具有较高的可靠性，可为航空发动机推力测量提供一种辅助验证手段。
结语
总之，活塞发动机作为当前航空领域中应用较多的发动机装置，明确其原则和故障可以避免航空发动机事故的发展，为安全飞行提供保障。
参考文献：
[1]王鲁川.航空活塞发动机常见故障分析及预防[J].内燃机与配件，2019（7）：125-126.
[2]刘，丁发军.浅析我国通用航空活塞发动机维修现状及建设远程支持系统需求分析[J].技术与市场，2019（1）：48-50.