航空發(fā)動機是航空器的動力裝置,，為其提供飛行推力，被譽為飛機的心臟,。在服役過程中,，由于不斷的啟動、關(guān)停,，以及各種飛行需求,，各個部件都承受著復(fù)雜的循環(huán)載荷。盡管隨著制造工藝和維護水平的提高,，發(fā)動機的可靠性越來越強,，但空中停車的情況還是偶有發(fā)生。在60年代,，平均每年每臺發(fā)動機失效一次,。在今天，平均每臺發(fā)動機每30年失效一次,。這意味著很多現(xiàn)在開始職業(yè)生涯的飛行員可能很難機會親歷發(fā)動機失效的情況,。圖1給出了2008年國內(nèi)外發(fā)動機空停千時率。

　　圖1：2008年國內(nèi)空停情況介紹（民航局飛行標準司）

　　盡管發(fā)動機的可靠性顯著提高,，但當發(fā)動機失效后,，由于機組處理不當所導(dǎo)致的事故數(shù)量卻沒有明顯變化。這也是我們飛行員需要研究的課題,。模擬機訓(xùn)練極大的提高了飛行員處理特情的能力,，但是它無法說明所有故障特征，而且有的故障不易識別（如探測系統(tǒng)出現(xiàn)問題）,。這令很多飛行員在決斷的選擇上十分糾結(jié),。本文就航班運行中發(fā)動機故障的判斷與處置展開探討。

　　一,、發(fā)動機火警

　　發(fā)動機火警可以發(fā)生在飛行的任何階段,，包括空中和地面。發(fā)動機火警一般發(fā)生在短艙內(nèi),，但在發(fā)動機核心和氣道之外,，故而稱之為外部火警,。通常由以下原因?qū)е拢?.泄露?？扇家后w遇到高溫發(fā)動機部件被點燃,。可燃液體包括：燃油（自動燃點230℃）,；滑油（自動燃點260℃,；液壓液體（自動燃點450℃）。2.管道開裂（例如發(fā)動機轉(zhuǎn)動部件開裂）,。3.燃燒室開裂（會導(dǎo)致火舌式火焰）,。

　　由于有專門的探測環(huán)路和鈴聲警告，這種故障容易被識別,。但是不幸的是,，機組人員將看不到，聽不到也聞不到發(fā)動機起火,。這使得飛行員失去了其他參照的對照,，有時難以做出最佳決斷。

　　有時油門收在慢車位,，火警信號會消失,。這說明是可能是由于高溫氣體吹在火警探測環(huán)路上。例如熱引起管道開裂,。發(fā)動機低功率工作時,，進氣量減小，火警信號消失,。這說明發(fā)動機并未著火,。發(fā)動機火警探測是基于放置在發(fā)動機和吊架敏感區(qū)域內(nèi)的溫度傳感器（環(huán)路）工作的。如圖2,。不同型號的發(fā)動機特性不同,，放置的位置也不同。單側(cè)環(huán)路故障也會引起火警警報,。這經(jīng)常發(fā)生在剛剛做完維護的發(fā)動機上,。準確判斷火警警告指示，可以避免不必要的發(fā)動機空中關(guān)車,。

　　圖2：典型火警探測傳感器（環(huán)路）位置

　　一般情況下,，如果確定判斷確實存在火警，需要在第一時間進行發(fā)動機關(guān)停和拔出滅火手柄,，這可以迅速切斷發(fā)動機的供油,，進氣，點火,。無論何時發(fā)生火警,，控制飛機狀態(tài)是最重要的,。經(jīng)過證實，即使在離地后立即出現(xiàn)火警,，飛機也有足夠的時間爬升到安全高度（公司規(guī)定滅火高度為400英尺以上）,。著火的破壞性會時間的流失而增強，長時間的燃燒可導(dǎo)致滅火時間增長甚至滅不了火（如滅火器線路燒斷）,，后果是毀滅性的,。滅火是一個與時間賽跑的過程，需要在控制好飛行狀態(tài)的前提下盡可能快的滅火,。滅火后不要嘗試重新啟動發(fā)動機,，那可能導(dǎo)致復(fù)燃。

　　二,、發(fā)動機尾管噴火

　　這是由于發(fā)動機內(nèi)部燃油積壓,，在啟動或關(guān)車時，積壓的燃油從尾噴管噴出,，然后被點燃。發(fā)動機的尾部會形成一道十幾米長的火焰,，場面十分壯觀,。由于其發(fā)生在設(shè)計溫度很高（1000-1200℃）的那一部分內(nèi)，所以對發(fā)動機影響不大,。但它有可能對飛機本身產(chǎn)生影響（如損壞襟翼）,。由于發(fā)生區(qū)域位于氣道內(nèi)部，通常稱之為內(nèi)部火警,。

　　這個特情無法在模擬機訓(xùn)練中表達,，所以機組可能接觸較少。尾管噴火僅發(fā)動在地面發(fā)動機啟動火關(guān)車期間,。由于駕駛艙沒有任何警告,，這個特情的判斷需要依靠機務(wù)人員、乘務(wù)員或ATC的報告,。由于尾管噴火伴隨大量火焰,，他們可能會匯報為發(fā)動機著火。若駕駛艙沒有火警指示,，不要按照火警檢查單處置,。而且滅火劑噴射區(qū)域位于發(fā)動機整流罩與核心之間，執(zhí)行火警檢查單并釋放滅火瓶對該故障沒有任何效果,。如圖3,。尾管噴火檢查單中的很多程序在其他發(fā)動機失效檢查單中不存在，準確判斷將幫助發(fā)動機盡快冷轉(zhuǎn)滅火,。

　　圖3　滅火劑與噴火區(qū)域分布圖

　　三,、發(fā)動機喘振/失速

　　當壓氣機轉(zhuǎn)速一定時,，由于某種原因壓氣機的空氣流量減少，導(dǎo)致工作葉輪進口處絕對速度在發(fā)動機軸線方向上的分量下降,，氣流在葉背處發(fā)生分離,。這種發(fā)生在葉背上的現(xiàn)象叫做失速。如果失速葉片過多,，會導(dǎo)致壓氣機喘振,。

　　通常意義上，發(fā)動機喘振上說的是壓氣機喘振,。喘振是氣流沿壓氣機軸線方向發(fā)生的低頻率,，高振幅的震蕩現(xiàn)象。壓氣機喘振根本原因是氣流分離,。這種分離是由于壓氣機工作狀態(tài)嚴重偏離了設(shè)計工作狀態(tài)所引起的,。以下幾種情況會導(dǎo)致發(fā)動機喘振：1.發(fā)動機性能降低（如壓氣機葉片開裂或高度磨損）2.吸入異物（如鳥類）或冰3.引起系統(tǒng)故障4.發(fā)動機控制故障（燃油控制或喘振保護裝置）。

　　如果在大馬力起飛功率下發(fā)生壓氣機喘振,，模擬機訓(xùn)練中我們聽到的嘭嘭聲不足以說明聲音的巨大,。曾經(jīng)經(jīng)歷過此種情況的機組在報告中說，那聲音好像是有人在他旁邊開了一槍,。這容易造成機組慌亂,，誤認為是輪胎爆破或者是炸彈爆炸。航班中的這類事件顯示出,，機組容易對發(fā)動機喘振錯誤判斷導(dǎo)致V1以上中斷起飛,，沖出跑道造成飛機損壞，乘客受傷甚至死亡,。實際上,，那僅僅是一聲巨響而已。

　　根據(jù)壓氣機的不同故障,，發(fā)動機喘振分為以下幾種情況：1.單次可自我恢復(fù),。機組人員可能聽到一聲或兩聲巨響，發(fā)動機參數(shù)迅速波動,。通常在幾分之一秒之內(nèi),，儀表指示就會恢復(fù)正常，難以通過觀察儀表指示來判斷,。2.多次可自我恢復(fù),。根據(jù)不同原因和條件，喘振會發(fā)生多次,，每次間隔2-3秒鐘,，然后指示恢復(fù)正常。在此期間會伴隨EGT的上升,。3.機組處置后喘振停止,。機組人員會觀察到發(fā)動機參數(shù)連續(xù)幾次波動,。油門桿收回會，參數(shù)指示與油門位置相匹配,。單如果重新前推油門到高功率,，喘振再次發(fā)生。在此種狀況下,，如機組不及時處理,，喘振會持續(xù)，直至發(fā)動機失效,。4.機組處理后不可恢復(fù),。這將會有一次單一的爆破聲。伴隨巨響,，發(fā)動機減速到零功率,，就像不供油一樣。這通常意味著發(fā)動機嚴重損壞,。油門收回慢車后,，EGT還將以15℃/秒的速度上升，持續(xù)8秒左右,，然后回落,；N1，N2指示與油門位置一致,；燃油流量在2秒內(nèi)下降到喘振前的25%，在接下來的6秒內(nèi)繼續(xù)降至10%,。

　　單次可恢復(fù)的喘振導(dǎo)致發(fā)動機損壞可能性很小,。多次持續(xù)喘振會損壞壓氣機葉片。造成壓氣機效率降低,，進入燃燒室氣體體積增加,，這將導(dǎo)致過量燃油供給。燃燒室冷卻區(qū)無法保證空氣在到達渦輪前充分冷卻,，造成EGT超限,，渦輪葉片工作在超溫狀態(tài)。單次不可恢復(fù)的喘振說明壓氣機葉片可能折斷,，需盡快關(guān)斷以避免進一步惡化,。

　　四、發(fā)動機熄火

　　熄火意味著伴隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和EGT的下降,，燃燒室內(nèi)的燃燒過程停止,。造成發(fā)動機熄火的原因多種多樣。比如燃油缺乏,，遭遇火山灰,，大雨/冰雹/結(jié)冰,，發(fā)動機喘振失速等等。發(fā)動機熄火會導(dǎo)致多個駕駛艙指示異常,，比如電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng),。在發(fā)動機熄火后的一段時間內(nèi)，由于失效發(fā)仍在風(fēng)轉(zhuǎn),，轉(zhuǎn)速不會低于慢車,，液壓低壓燈不會亮;如這時油門處于慢車位，飛機滾轉(zhuǎn)不明顯,，機組可能誤判為電氣系統(tǒng)故障而不是發(fā)動機失效,。建議當出現(xiàn)電氣系統(tǒng)故障指示時先關(guān)注一下發(fā)動機參數(shù)，畢竟飛機動力才是最重要的,。

　　大約有10%的熄火發(fā)動在起飛階段,。在中低功率設(shè)定下，熄火發(fā)生最頻繁,，如巡航和下降,。這時很可能是在使用自動駕駛儀飛行。自動駕駛儀將在最大限度的彌補推力不對稱后斷開（假定接通的是工作發(fā)的自動駕駛儀）,。這意味著機組需要一個較大的桿力才能控制住飛機狀態(tài),。如果沒有目視參考，如跨洋,，夜間,，云中飛行，飛機失控的可能性增加,。國外已經(jīng)發(fā)生了數(shù)次在低功率下發(fā)動機熄火,，由于機組操作不當導(dǎo)致事故的案例。

　　五,、發(fā)動機嚴重損壞/分離

　　發(fā)動機嚴重損壞意味著硬件已經(jīng)損壞,，發(fā)動機無法正常運轉(zhuǎn)。例如軸承故障,，異物吸入損壞風(fēng)扇葉片,，轉(zhuǎn)子盤故障等等。判斷發(fā)動機嚴重損壞的界限難以界定,。發(fā)動機生產(chǎn)廠商認為：出現(xiàn)明顯破損（如出現(xiàn)大洞或部分缺失）且移動油門桿無反應(yīng),，可判定為發(fā)動機嚴重損壞。如圖4,。

　　圖4：發(fā)動機嚴重損壞示意圖

　　發(fā)動機嚴重損壞會伴隨有其他狀況,。如火警（熱引氣泄漏）或喘振。可能會有一聲巨響,，N1,，N2，燃油流量會下降,，EGT短時上升,，發(fā)動機迅速失去推力。其特點類似于第三部分所說的不可恢復(fù)的喘振,。

　　發(fā)動機分離極為罕見,。通常發(fā)生在起飛爬升階段或著陸滑跑過程中。受影響一側(cè)發(fā)動機主要和次要參數(shù)指示全部消失,。在高功率情況下出現(xiàn)時,，飛機滾轉(zhuǎn)明顯。盡快抵舵壓盤控制飛機狀態(tài),，改平坡度,。拔出受影響發(fā)動機的滅火手柄，這將最快速的關(guān)閉翼梁燃油活門防止大規(guī)模燃油泄漏,。

　　六,、發(fā)動機極限

　　發(fā)動機極限分為發(fā)動機超轉(zhuǎn)和EGT超限。

　　發(fā)動機超轉(zhuǎn)時,，一方面渦輪葉片離心力過大,，渦輪葉片容易失效；同時,，發(fā)動機處于超壓狀態(tài),，超出了發(fā)動機強度，直接威脅發(fā)動機安全,。

　　目前高涵道渦扇發(fā)動機,，無論是渦輪部件還是風(fēng)扇，都有包容環(huán)外罩,，能保護葉片斷裂后，防止葉片飛出打壞飛機部件,。所以,，若因使用或發(fā)動機故障引起的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子超轉(zhuǎn)，將使用風(fēng)扇轉(zhuǎn)子負荷過重,，轉(zhuǎn)子容易斷裂,，進而使低壓渦輪失去負荷，進一步加劇N1超轉(zhuǎn),。低壓渦輪或風(fēng)扇轉(zhuǎn)子一旦飛出,，后果將是毀滅性的。此時適當收小油門，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,。

　　EGT是影響渦輪安全工作的最主要參數(shù),。EGT紅線是唯一可以偶爾超過而發(fā)動機不會故障的紅線。

　　由于發(fā)動機的熱能慣性,，EGT在起飛滑跑馬上要離地或剛剛離地時達到峰值,。最大允許的EGT(紅線）和起飛中的EGT峰值之間的差值(TO/GA推力）叫做EGT裕度。實際飛行中,，空氣中的沙塵等會隨氣流進入發(fā)動機,，沉積到進氣道，壓氣機葉片,，和發(fā)動機機匣等表面,，引起積污。到一定程度時,，將引起氣流分離加劇,，壓氣機增壓效率降低。如要維持發(fā)動機產(chǎn)生的推力不變,，則需要更多的燃油供給,，導(dǎo)致EGT升高，裕度變小,。如CFM56發(fā)動機,，若壓氣機效率下降1%，EGT上升10℃,，燃油消耗率上升0.6%,。因此，EGT裕度也是監(jiān)控發(fā)動機性能衰退的參數(shù),。如圖5

　　圖5：發(fā)動機性能衰退

　　發(fā)動機會在沒有故障的情況下超出EGT紅線,，這時發(fā)動機繼續(xù)產(chǎn)生推力。因此如果機組注意到EGT在起飛滑跑中稍稍超出紅線,，且較為穩(wěn)定,，可繼續(xù)起飛，將飛機建立在初始爬升航徑上再執(zhí)行程序,。落地后在飛行記錄本中報告,，這說明發(fā)動機需要及時維護。

　　EGT突然異常變化說明發(fā)動機故障,。EGT高可能意味著：1.發(fā)動機喘振/失速2.尾管噴火3.發(fā)動機熄火,。需要及時按照檢查單處置。

　　七,、發(fā)動機鎖死

　　這里要提到一個誤區(qū),。高壓渦輪和高壓壓氣機相連,，低壓渦輪和低壓壓氣機相連。保持架把軸承之間均勻隔開,，以避免相互碰撞摩擦,。高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸和低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸并沒有機械聯(lián)系，只有氣動聯(lián)系,。高壓渦輪旋轉(zhuǎn)帶動高壓壓氣機葉片旋轉(zhuǎn),，吸入空氣。由于空氣沖擊,，低壓壓氣機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),，帶動低壓渦輪。所以發(fā)動機軸承之間不會由于滑油泄露等故障造成發(fā)動機鎖死,。

　　可能引起該故障的原因分別為：1.蓖齒式封嚴上下蓖齒接觸,。這是由于發(fā)動機溫度升高，導(dǎo)致內(nèi)部零部件膨脹,，使蓖齒封嚴和蓖齒相接觸,，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子鎖死。2.壓氣機或渦輪中轉(zhuǎn)子和靜子相對鎖死,。通常發(fā)生在發(fā)動機嚴重損壞空中關(guān)車后,，飛機快速俯沖，由于沖壓空氣持續(xù)沖擊風(fēng)扇,，前,，后葉片保持器損壞，轉(zhuǎn)子葉片發(fā)生位置移動,，與靜子葉片（導(dǎo)向器）卡在一起,。這意味渦輪和壓氣機大多數(shù)葉片被毀。這不是一個瞬間的過程：打破相對固定的靜子和轉(zhuǎn)子部件需要極大的能量,。

　　發(fā)動機鎖死會導(dǎo)致發(fā)動機震動,，零轉(zhuǎn)速，輕度飛機偏航并可能有異常噪音（風(fēng)扇轉(zhuǎn)子損壞）,。在正常工作的發(fā)動機一側(cè),，由于燃油自動補償系統(tǒng)，燃油流量會有一定程度增加,。如果沒有別的故障指示,，不需要機組進行處置。

　　在航班運行中會遇到的發(fā)動機故障不限于以上所述,，但有些故障極少發(fā)生或是與其他系統(tǒng)有較大關(guān)聯(lián)，這里不一一贅述,。

　　下面是一個圖表,，它給出了各種故障下有可能出現(xiàn)的狀況。

　　在航班運行中，對于故障的處置分三步走,。第一步：操控,。使飛機處于正常飛行的安全包線內(nèi)。第二部：判斷/處置,。發(fā)現(xiàn)辨別故障,，執(zhí)行相關(guān)檢查單。第三部：決斷,。評估航空器當前安全形勢,，通知ATC，報告機組意圖,。

　　在任何情況下,，控制飛機狀態(tài)都是第一位的。發(fā)動機已獲得極端條件下取證,，為飛行員在重大發(fā)動機故障執(zhí)行相關(guān)程序前,，穩(wěn)定飛機提供了足夠的反應(yīng)時間。例如測試發(fā)動機鳥類吸入,。根據(jù)FAR 33部要求,，起飛推力下的發(fā)動機必須要能夠承受3.65KG的飛鳥撞擊而不會熄火，也必須能夠承受同時吸入幾只小鳥（大約1KG),，而推力喪失不超過25%,。同樣，發(fā)動機必須能夠在N1,，N2,，N3（如有）在紅線上時運行5分鐘。即使在火警狀態(tài)下,，在執(zhí)行相關(guān)程序前先穩(wěn)定飛機航跡.雖然會導(dǎo)致發(fā)動機受損更嚴重,，但發(fā)動機已取證，火警維持幾分鐘的情況下不會影響到飛機安全,。在飛行關(guān)鍵階段千萬不要倉促關(guān)斷發(fā)動機,。如果可能,，保持發(fā)動機的繼續(xù)工作,。航班運行經(jīng)歷表明，當機組發(fā)現(xiàn)某些發(fā)動機參數(shù)（EGT,，震動指數(shù)等）偏離了正常范圍,，經(jīng)常決定要預(yù)防性的關(guān)閉發(fā)動機。如果儀表分析不足夠,，機組應(yīng)該平穩(wěn)移動推力手柄并檢查發(fā)動機參數(shù)是否異常變化,，盡量保持發(fā)動機運轉(zhuǎn),，除非程序指令關(guān)車。參考盡量多的發(fā)動機指數(shù)將幫助機組更全面的了解故障,。

　　準確的判斷/處置是最困難也是最關(guān)鍵的一部,，它直接影響著航空器的安全和機組的決斷。這也是本文所討論的內(nèi)容,。準確的識別發(fā)動機故障及判斷其可能后果是保證安全的關(guān)鍵,。全動模擬機是訓(xùn)練的收效工具，但無法準確反應(yīng)全部故障,。這就要求機組在航班運行中,，對自己所飛機型各個系統(tǒng)有深入的了解，對故障的表征和誘發(fā)原因做到心中有數(shù),，對飛機的當前狀況有一個清晰的情景意識,。航空公司可考慮在不同的訓(xùn)練階段，采用逐級深入的方式,，使用生產(chǎn)廠商或行業(yè)內(nèi)部提供的各種文件,，從原理上幫助機組深入了解發(fā)動機系統(tǒng)。這將加深機組對于檢查單和操作手冊程序的理解,，提高航班生產(chǎn)安全系數(shù),。

　　由于本文較多的參考了一些外文資料，如與公司標準飛行操作手冊有不一致之處,，請以手冊為準,。

來自：飛機維修磚家