某靶机发动机开车安全性思考

朱文来

兴城市92419 部队，辽宁兴城 125106

1 航空发动机的类型

航空发动机分为两类：一类吸取大气中空气作为燃料燃烧的氧化剂，故称吸空气发动机；一类不需空气作为氧化剂，主要包括火箭发动机、脉冲发动机和航空电动机。火箭发动机的推进剂（氧化剂和燃烧剂）全部由自身携带，不适于长时间工作，一般作为运载火箭的发动机，并可为飞机进行助推加速（如助靶机起飞）。脉冲发动机主要用于低速靶机和航空模型飞机。航空电动机由太阳电池驱动，仅用于轻型飞机，尚处在研制阶段。

下面主要介绍吸空气发动机，主要包括下面三种类型。

1.1 活塞式航空发动机

活塞式航空发动机是早期在飞机或直升机上应用的航空发动机，用于带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500kw。之后被功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。目前小功率的活塞式航空发动机仍广泛地用于轻型飞机、直升机及超轻型飞机。

1.2 燃气涡轮喷气发动机

燃气涡轮喷气发动机都有压气机、燃烧室和燃气涡轮。包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。涡轮螺旋桨发动机主要用于亚音速的飞机；涡轮轴发动机主要为直升机的动力；涡轮喷气发动机主要用于超声速飞机；涡轮风扇发动机为当下比较流行的发动机，更省油、速度更快。

1.3 冲压发动机

该发动机没有压气机和燃气涡轮，进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲压作用增压。由于它构造简单、推力大，特别适用于高速高空飞行。因不能自行启动和低速下性能较差，而仅用在导弹和空中发射的靶弹上。

2 航空发动机的工作原理

活塞式航空发动机现已基本被燃气涡轮发动机取代，而冲压发动机仅用在导弹和空中发射的靶弹上，本文主要简要介绍一下当下应用较广的燃气涡轮喷气发动机。

1）涡轮喷气发动机是主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和喷管五大部分组成，而涡轮风扇发动机就是在发动机前/后部分加装外涵压气机（风扇）；

2）工作原理

空气通过进气道以最小的流动损失顺利地引入压气机；压气机以高速旋转的叶片对空气作功压缩空气，提高空气的温度和压力；压缩的空气进入燃烧室与燃油混合并燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压燃气；高温高压燃气首先在涡轮内膨胀，一部分对涡轮做功，使涡轮旋转并带动压气机旋转，另一部分燃气在喷管内继续膨胀做功，使燃气以较高的速度喷出，产生推力。（压气机初始启动由电动机带动，从而吸入空气）

3 航空发动机开车前检查的必要性

航空发动机属于高速旋转机械，处于高转速、高负荷、高应力和高温的环境下工作。许多重大的发动机故障和严重的飞行事故都是因为结构强度不足，在高温、高压、高离心力、高交变负荷下的疲劳断裂所引起的，最主要的就是涡轮叶片断裂。其结果就是发动机不能正常工作，严重的失去动力，失火，导致重大的飞行事故。

1996 年7 月6 日，美国达美航空公司一架执行1288 航班任务的MD-80 飞机，从彭萨科拉机场起飞由于叶片破碎发生事故。经调查是因为叶片轴上的一条疲劳裂纹导致的。

除了叶片断裂，其他部件由于疲劳而断裂也可能引发发动机失效，引发事故。譬如：发动机风扇轴套断裂、涡轮轴断裂、启动机脱离飞出、涡轮盘断裂等，都能引起发动机的结构损坏，发动机停车，导致事故发生。

另外，发动机系统故障也会引发事故。发动机是多个系统协调工作的，其中有滑油系统、燃油系统、防火系统、启动系统等。其中任一个系统发生故障都会导致发动机不能正常工作。燃油系统一旦失效，直接导致的是不能给燃烧室供油，发动机不能工作，飞机也就失去动力。而滑油系统如果出现故障，发动机的散热、润滑得不到保证，也会引起发动机的损坏。【2】

飞机飞行前进行发动机开车可以有效的检测发动机使用性能，包括发动机启动情况、各系统工作情况及内部涡轮工作情况等，可以及时发现故障，分析原因排除安全隐患，避免造成不可挽回的飞行事故。

4 某靶机发动机开车程序

1）接通操纵台电源开关；

2）接通起动汽油电磁阀电源开关；

3）将油门推到慢车位置；

4）按下起动按钮（3s～5s 松开），此时点火信号灯、汽油电磁阀信号灯亮。5s～10s，转速表开始指示；10s～15s，T4 温度表开始指示，发动机进入起动状态。当转速上升到3200 转/分，滑油压力信号灯熄灭。80 秒钟发动机应达到4100+200转/分。开车程序参见表1。

表1 发动机开车程序表

5 某靶机发动机开车安全性分析

本文主要从某靶机发动机开车前准备、开车过程中存在的安全隐患展开讨论。

5.1 开车前准备

某靶机发动机开车前主要检查涡轮叶片、涡轮盘是否存在裂纹及涡轮叶片与尾罩之间的间隙是否过小，检查发动机滑油箱的油量是否充足、发动机进气道/排气管/发动机外表面是否存在异物、放气带是否打开等。此过程中要做到严谨细致，不漏过一个涡轮叶片，确保滑油箱油量达到规定值。同时确保发射车固定好，防止开车时拉力不够造成事故。

5.2 开车过程中

开车时主要检查发动机是否漏油、发动机启动是否正常、发动机转速是否与规定值相符合，并完成机械调参、发动机转速状态装订等工作。

发动机开车过程中严禁非专业人员入场，此过程中发动机进气口吸力很大，发动机前若有小、轻物体可能被吸入，导致发动机损坏。发动机开车若出现漏油情况可能导致燃油系统工作失常，漏出的燃油遇尾喷管高温气体可能出现燃烧现象，引发事故。

经以上分析，该靶机发动机开车可能出现的安全隐患主要有以下几点：

1）涡轮叶片/涡轮盘存在裂纹、涡轮叶片与尾罩之间的间隙小于规定值；

2）发动机滑油箱的油量不足、发动机进气道/排气管/发动机外表面存在异物、放气带未打开；

3）发射车后锚钎固定拉力不足；

4）发动机漏油；

5）发动机启动不正常；

6）发动机进气口吸入异物。

6 安全隐患解决措施

针对该靶机发动机开车可能出现的6 点安全隐患，其1-3条可以通过制定严格的质量体系操作流程，规范检查标准及操作细节，指定操作手和责任人，确保检查合格。当发现涡轮叶片/涡轮盘存在裂纹、涡轮叶片与尾罩之间的间隙小于规定值时，应及时停止开车准备，汇报情况后做好维修或更换工作。

当发动机开车过程中出现漏油时，应及时发停车指令、关闭燃油管路总阀门，并清理漏出的燃油，并备好干粉灭火器以防着火。

当发动机开车过程中出现启动不正常时：

1）如果一次启动不成功，应将油门收到停车位置，待发动机转子停止转动后，再按开车程序进行开车；

2）如果误按启动按钮，应关闭汽油电磁阀电源开关，待启动箱程序机构工作完毕后，再接通该开关。

同时在开车前，应仔细检查发动机进气口前应无小、轻物品，以防被吸入发动机；开车时严禁非专业人员在发动机前方走动，在发动机处于慢车以上状态时，严禁任何人在发动机前方走动。

7 结论

本文讲述了航空发动机的基本情况，并通过讲述发动机故障危害，分析了发动机开车的必要性，介绍了某靶机航空发动机开车程序，分析了开车过程中存在的安全隐患，并给出了部分安全隐患的初步解决措施，为航空发动机使用单位了解航空发动机及其开车提供了一定的参考。

[1]宋兆泓.航空发动机典型故障分析.北京航空航天大学出版社.

[2]祁元福，等.世界航空安全与事故分析.中国民航出版社.

[3]廉筱纯，吴虎.航空发动机原理.西北工业大学出版社，2005，6.