波音777飞机装载的PW4077D发动机喘振故障分析.pdf

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1、波音777飞机装载的PW4077D发动机喘振故障分析PW4077DEngineSurgeFaultAnalysisOnB777Aircraft●吴征李震／中国国际航空股份有限公司摘要：国航PW4077D机队自引进至今发生多起空中喘振故障造成了飞机延误和非计划换发等后果，根据发动机厂家建议，国航采取了多种措施，但效果不明显。本文通过对QAR数据、放气系统逻辑图等的深入分析寻找喘振的根本原因．以期为解决喘振故障提供一些思路。关键词：发动机：喘振：反压：放气系统；控制逻辑；构型Keywords：enginesurge：counterpressure：bleedsystem

2、：controllogicmodel0引言低压转子速度的下降比高压转子滞后约主要由2．9放气活门和2．5放气环组成，自1999年引进至今，中国国际航10％)。由于高压转子的转速低于低压其中2．9放气活门有两个，一个是起动放空公司(国航)装载在波音777-200飞转子，导致通过发动机高压涵道的空气气活门，另一个是稳态／瞬态放气活门；机上的PW4077D发动机共发生了10起空流量比低压涵道提供的空气流量低，大2．5放气环为一圈环状活门，安装在低压中喘振故障，喘振均发生在飞机爬升量的压缩空气堵塞在高、低压压气机之压气机后方。转平飞或初始巡航状态机组收油门时间，形成反压。若

3、发动机的喘振裕度较2．12．9起动放气活门(飞行高度34000～41000英尺，N2转低，转子叶片的转动没有能力将气流压当飞机高度在2万英尺以下、N2转速84％～87％)，喘振发生后均自动恢向后方以克服较强的反压，压气机涵道速在69％以下时，2．9起动放气活门打复，未对飞行安全造成严重影响，地面中的气流流量就会急剧下降，当气流瞬开，其余时间该活门关闭。喘振发生时检查没有发现硬件故障。根据发动机厂家时中断并发生倒流时，就发生了喘振。活门应处在远离开放区域的常关状态。的建议，采取了发动机送修时加大低压压反流的结果使压气机后方的反压降至很2．22．9稳态，瞬态放气活门气机

4、的修理力度，缩短低压压气机的维低，整个压气机气路在此时又变得很通2．9稳态／瞬态放气活门有稳态和瞬修间隔(由6000循环缩短至2500～3000循畅，压气机恢复正常工作。但是如果喘态两种工作状态，在发动机工作于巡航环)，合理安排发动机的水洗，提高水洗振的条件没有改变，即机组收油门减速状态时活门由稳态逻辑控制，在发动机的效果等措施，但这些措施对降低机队喘过程还在延续，发动机的喘振欲度也没工作于起降、加减速、反推状态时活门振发生率没有产生明显效果。有提高，随着低压压气机后方反压的再由瞬态逻辑控制。图1为活门的稳态控次升高，高压气体再次倒流或瞬间中制逻辑图，从图中可以看出

5、，该活门处1喘振发生的机理断，喘振又会发生。于稳态、N2<70％～71％时活门打开，从发动机工作原理可知，当飞机其余状态时关闭。发生喘振时如果该活爬升到高点，机组开始收油门时，由于2喘振故障的原因分析门由稳态逻辑控制，则活门也处于关闭燃油供应的减少，燃烧室对高压涡轮的通过逻辑控制打开发动机防喘放状态。图2为2．9稳态／瞬态放气活门在瞬作功能力减弱，高压转子的转速开始下气系统，释放压气机内涵道中堵塞的气态时的控制逻辑图。降。与高压转子气动连接的低压转子转体，保证压气机的稳定工作，可以有效国航机队的喘振均发生在飞机爬升速也随之下降，但其下降的时间明显滞避免此类喘振的发生

6、。转平飞的转换状态(机组收油门时)，后于高压转子(QAR数据分析表明，PW4077D发动机的防喘放气系统此时应是2．9稳态／瞬态放气活门由瞬态48l∞工作状态由瞬态逻辑控制；在飞而在飞机处在稳定状态时关闭。机爬升转平飞时(即飞行高度在通过分析发动机QAR参数关联性30000-40000英尺之间)，发动可以发现，飞机在加减速状态下2．5放气机N2转速完全进入瞬态逻辑图中活门的开关是由发动机N2转速的减速率0Z的过渡态，但活门却没有随之打来控制的，N2的减速率较大时，活门瞬开，这种情况与活门瞬态控制逻间打开。喘振发生前，如果N2在一个较辑不符。长时间内处于缓慢减速期，系

7、统逻辑侦分析发现喘振均发生在瞬态测到N2的减速率较小，没有达到活门打0510152O2530354045逻辑图中标示的圆点位置，如果此开的临界点，活门就不会打开；而在喘飞行高度(X1000英尺)图12．9稳态／瞬态放气活门稳态控制逻辑图时发动机按照瞬态逻辑控制，则大振发生后，N2转速迅速下降，减速率突部分的发动机在发生喘振前活门已增，瞬间达到活门打开的临界点，系统经打开，堵塞的空气将从高低压压逻辑侦测到后立即打开2．5放气活门，帮气机间排出，发动机的喘振欲度将助发动机退出喘振状态。大大增高，即不会发生喘振。国航机队的10起喘振多发生在N20Z由此可以得出结论，调