以下介绍发动机单机延寿的一个例子,可详见甘晓华等[9]的相关资料介绍。
某引进发动机陆续进入首翻期,而且部分机件出现了不同程度的损伤,按照传统的定寿方法,发动机不能继续使用,需要返厂大修。由于修理问题一时得不到解决,相关飞机面临大面积停飞问题。因此,尝试按发动机单机技术状态确定使用寿命,在保证使用安全的前提下延长发动机的使用寿命。
11.5.4.1 调查论证
从2003年11月起,开展了延长首翻期的调研和方案论证工作,收集了该发动机使用维护特别是故障信息,分析故障模式和对首翻期寿命的影响,确定延长首翻期工作的重点。调研了同类发动机的有关设计、制造信息,发动机的关键零部件试验、生产、质量控制情况,以及长期试车情况。
根据获得的发动机使用技术状况,以及设计制造、使用维护特别是故障信息,提出了延长发动机寿命的技术方案。
11.5.4.2 发动机分解检查
2003年12月起,对首翻期到寿的4 台发动机进行分解和故检。根据故障信息分析,重点通过清除积炭、抛光、探伤(着色、荧光、X 光)、磁力探伤检查等,以及微分测量和发动机转子轴承的检测,确定了影响发动机使用寿命的关键部件主要是:涡轮高压导向器内叶片烧蚀、燃烧室机匣裂纹、主轴承磨损等。
11.5.4.3 寿命关键件损伤容限研究
对涡轮高压导向器内叶片烧蚀、燃烧室机匣1 号进气肋裂纹、6 主轴承磨损等损伤容限进行了试验研究,确定其在使用载荷下从裂纹萌生、扩展至失效的寿命状况。
11.5.4.4 长试大纲编制和实施长试
2004年3月起,编制长试大纲搜集飞参数据,统计了年度飞行任务和飞行科目,编制发动机的使用载荷谱和发动机延长首翻期长期试车考核的大纲,以及长试期间特定检查监控程序。(www.xing528.com)
2004年8月至9月,发动机顺利通过了预定延长寿命期内的长试考核。
11.5.4.5 单机寿命监控软件编制
自2004年10月开始,开展了单机寿命监控的技术研究,编制了通过飞参数据自动提取发动机寿命消耗记录的软件及发动机状态监控的软件,达到对发动机按实际使用强度计算寿命消耗和技术状态管理的目的,交付部队使用。
通过追溯和累计单机历史使用载荷,可得出单机发动机寿命消耗值。但发动机的剩余寿命还应考虑设计制造和使用维护因素对寿命的影响,这要根据发动机状态监控结果才能确定,综合两种因素得出的寿命值是单机实际使用寿命值。最终,确定发动机使用寿命确定取决于单机使用载荷+健康状态。
11.5.4.6 延寿发动机领先使用
在有关使用单位的实施中,进行了发动机延长首翻期领先使用的技术培训,总结外场使用维护和状态监控经验,制定延长首翻期的特定检查内容,以及飞行员和地面指挥员加强对发动机状态掌握、飞行限制以及特情处置的要求和操作规程,并完善相关技术保障体系。
将发动机首翻期延长的有关技术要求纳入使用单位的维护手册、工艺规程;全程跟踪领先使用情况,按照有关节点对领先使用的发动机进行定期检查,并对发动机状况和维护措施进行评估,为全面实施延长首翻期寿命打下基础。
11.5.4.7 单机延寿后的复查及结论
2005年4月,对延长首翻期使用的发动机进行了复查,部分发动机已经延长到预期的使用寿命,每台均安全使用到累计1 000 h,延长寿命的发动机能够正常使用。最后,这批发动机均按照新的寿命值使用。
单机定寿的本质是按技术状态(使用载荷强度+健康状态)确定使用寿命。该方法借鉴发动机视情维护的先进理念,在现行定时维修体制下,既挖掘了发动机寿命使用潜力,又保障了使用安全,实现了发展寿命和安全协调的统一。单机寿命控制的技术方法是一种以主要结构件损伤容限控制研究、使用寿命综合验证、单机技术状态评估、外场配套体系保障等为基础的先进寿命管理模式。经实际应用表明,其能够实现合理确定发动机单机使用寿命的目标。
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