飛機發動機維護：如何延長使用壽命？

在飛機發動機是復雜的機械設備，怎么才能讓發動機保持長時間壽命，需要精心保養和定期維護。發動機需要根據其飛行小時數（EFH）或飛行循環次數（EFC）進行維護、修理和大修（MRO）檢修。

窄體發動機與寬體發動機

窄體飛機每飛行小時數 (EFC) 的累計飛行時間通常在 2 到 4 小時之間。而寬體飛機則通常每飛行小時數 (EFC) 飛行 6 到 8 小時。發動機飛行小時數 (EFH) 與 EFC 的比值通常決定了是否需要進行發動機維修。

根據發動機的尺寸、類型和推力等級，是否需要進行維修取決于具體情況。現代窄體飛機發動機的大修間隔時間 (TBO) 為 7,000 到 15,000 EFC。此外，發動機上安裝的壽命限制部件 (LLP) 的使用壽命可能為 5,000 到 30,000 EFC，具體取決于 LLP 的類別。

例如，為波音 737 NG 飛機提供動力的 CFM56-7B 發動機有各種 LLP 組，其限制各不相同—熱段的限制為 20,000 EFC，壓氣機段的限制為 25,000 EFC，而相對較冷的低壓系統的限制為 30,000 EFC。

▲△通用電氣航空航天公司

為空客A230ceo系列飛機提供動力的國際航空發動機公司（IAE）V2500發動機，其所有模塊均采用統一的LLP（發動機壽命限制）限值——20,000 EFC（有效飛行小時）。寬體飛機的維修保養通常根據實際飛行小時數（EFH）來確定。平均而言，寬體發動機大約在20,000 EFC時需要進行大修。例如，通用電氣GE-90等寬體發動機的LLP壽命，根據部件組的不同，介于3,500 EFC至20,000 EFC之間。無論發動機的類型和尺寸如何，運營商都可以選擇將發動機的首次維修保養時間與最低部件組的LLP限值相匹配。除了更換LLP之外，原始設備制造商（OEM）和維修中心（MRO）的目標還在于恢復發動機性能，通常以排氣溫度（EGT）裕度來衡量。EGT裕度是指運行EGT與制造商規定的極限EGT之間的差值。

發動機維護理念概述

飛機發動機維護理念可分為兩大類：預防性維護和按需維護。預防性維護是一種較為傳統的策略，旨在確保飛機始終處于最佳運行狀態。因此，需要進行頻繁的檢查、維修和部件更換。所有關鍵和非關鍵部件、系統和模塊都會定期進行檢查，以防止機械故障。通過這種方式，可以對功能正常的部件和系統進行及時維修或更換。雖然預防性維護是一種非常積極主動的方法，但它耗時耗力。

▲△勞斯萊斯

相比之下，按需維護依賴于狀態監測系統的數據和觸發信號，這些系統能夠檢測故障和潛在失效。根據系統的關鍵程度，預測性警報和通知會驅動發動機維護。波音全球服務公司高級技術專家達倫·梅瑟強調了預測性維護的重要性，他指出：“數據已成為航空航天業的命脈。我們致力于改進飛機系統和部件，以提供更多傳感器數據，從而進行分析，為飛機運行性能提供越來越準確、有價值的見解。”“這種關注促使人們越來越重視評估預測模型的性能，特別是預測準確性和警報觸發的行動。這種關注正在重塑預測模型的反饋回路數據共享，需要航空公司、原始設備制造商 (OEM)、供應商、維修和大修 (MRO) 服務商以及零部件供應商之間的合作，才能取得更大的成功。”維護基于部件的缺陷和可用極限。明確定義了具體的檢查和維修工作范圍，以防止對功能部件進行過度檢查和維護。

維修車間訪問期間會發生什么

飛機發動機在運行過程中承受著極大的結構和熱應力。飛機飛行時所處的各種氣候條件都會加劇噴氣發動機的物理磨損。飛機維護始于進場檢查，并制定詳細的工作范圍，其中列明維護級別和標準。

初步檢查

故障發動機被送入車間，清洗并檢查以確定其進廠狀態。使用帶有攝像頭和光源的軟管進行高度精密的內窺鏡檢查（BSI）。

▲△勞斯萊斯

通過錄制發動機內部難以觸及部件的實時視頻，評估其內部狀況，診斷故障，并確定維護范圍。同時，對包括附件在內的外部部件進行目視檢查，以識別缺失或損壞的部件。

為這項工作準備一份量身定制的工作范圍

維護工作范圍是根據客戶要求和發動機的現有狀況制定的。范圍從較為簡單的低負荷部件更換到更詳細的性能恢復不等。維護工作范圍決定了所需的拆卸程度。隨著檢查的深入，工作范圍通常會在施工過程中多次更新。對于調查性發動機，例如鳥擊、熄火等事故的發動機，多次更新的情況尤為常見。

發動機拆卸

根據維護工作范圍，發動機需要進行拆解。最小維護工作范圍可能只需要進行模塊化拆解（通常拆解成低壓模塊、高壓模塊和渦輪模塊）。

▲△勞斯萊斯

相反，全面的工作范圍可能需要將發動機拆解到零件級別——需要拆解和檢查各個零件（包括內部翼型）

維修和更換

拆卸后的部件會逐一進行檢查，如有需要，則送去維修。無法維修或超出維修范圍的部件將更換為新的或二手的（售后市場）可用部件。物流和供應鏈團隊會確保新舊部件的采購附帶所有必要的、可追溯的文件。

對航空部件進行的任何維修都必須符合發動機手冊或原始設備制造商 (OEM) 發布和認證的其他文件。完成必要的維修后，維修中心必須提供適航證書。

引擎構建和測試

在組裝階段，新的、二手的和維修過的零部件會匯集在一起——這是發動機在運行條件下進行測試前的最后一步。各個零部件被組裝成模塊，然后進行最終組裝。此時，發動機上的所有單個組件都已可以維修，但發動機本身還不能維修。

在專門設計的測試中心，發動機在運行工況下進行運轉測試。一系列性能參數，包括排氣溫度裕度（EGT Margin），都會被測量以評估其適航性。在發動機交付客戶之前，會頒發最終適航證書。合格的發動機被安裝在機翼上，并將上次檢修后的循環次數（CSLSV）設置為零。

所以對發動機的維護還是很大成本的！