如果身上不舒服，我們會去醫(yī)院檢查、開藥；為預防重大疾病，還會定期體檢。

比人們更害怕“生病”的，航空發(fā)動機得算一個。它的工作崗位在幾千甚至上萬米高空，如果出現(xiàn)問題導致飛機失去動力，后果可能是機毀人亡。因此對它來說，時刻保持“身體健康”至關重要。

航空發(fā)動機是怎樣“體檢”的？近日航空發(fā)動機專家、重慶天驕航空動力有限公司生產(chǎn)總監(jiān)陳華向科技日報記者進行了介紹。

8月24日，2017中國國際通用航空大會上，觀眾在一家航空發(fā)動機企業(yè)的展位參觀。

工程師正將發(fā)動機放入試車臺，為發(fā)動機試車做準備。

上崗前要做“入職體檢”

航空發(fā)動機是高度復雜的精密機械，包括進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管五大部件。“一臺中型發(fā)動機的零件數(shù)就有2萬多件。”陳華說，這些零件結構、工藝復雜，對材料和制造精度要求很高，加工難度也很大。

航空發(fā)動機在設計制造過程中要經(jīng)歷各種試驗和測試，包括部件試驗、核心機試驗、整機地面試驗、高空試驗、飛行試驗等。以高空試驗為例，主要包括環(huán)境試驗、風車狀態(tài)試驗、系統(tǒng)控制試驗、高度和速度特性試驗、發(fā)動機狀態(tài)特性試驗、投鳥試驗、防冰試驗、姿態(tài)試驗、匹配試驗等內(nèi)容。這些試驗如同人生中大大小小的考試。航空發(fā)動機也必須通過一次次考試，才能從設計走向量產(chǎn)，最終交付給客戶。

正式踏上工作崗位前，航空發(fā)動機還要經(jīng)歷“入職體檢”。與人類體檢相比，它的體檢有些類似，但項目更繁多、更復雜，包括成分檢測、尺寸和外觀檢查、宏觀和內(nèi)部微觀組織檢測，以及物理、化學、力學性能檢測等。

陳華介紹，零件用材料成分檢測，類似于人體的DNA檢測，這個基本參數(shù)可作為“身份”的確認。尺寸和外觀檢查，類似于人類檢查身高體重，將決定發(fā)動機外形尺寸是否符合要求。物理、化學、機械性能檢測等，如同人類的視力、聽力等檢查，目的是看發(fā)動機材料的功能是否能滿足要求。

可別嫌這些試驗和檢測繁瑣，正是它們保障著發(fā)動機的可靠性。以烏克蘭制造的TV3-117系列渦軸發(fā)動機為例，該產(chǎn)品用于60多個國家，配裝在90%以上的米系列和卡系列直升機上，累計在役3萬多臺，卻沒有一臺出現(xiàn)過空中停車。這樣連歐美都無法達到的可靠性，正是源于大量嚴謹、周密的試驗。

不過，上述檢測都屬于破壞性檢查，一般是從一批樣品中抽取一件，或是從產(chǎn)品預留的試樣取樣區(qū)取樣進行檢查。陳華說，在發(fā)動機制造維修過程中，更常用的是無損檢測方法。其不會對零件造成損傷，又能反應出零件內(nèi)部有沒有大問題，同時還能夠?qū)娇瞻l(fā)動機實時監(jiān)控，防止因產(chǎn)品失效引起災難性的后果。隨著技術的發(fā)展，無損檢測已成為控制航空發(fā)動機零件質(zhì)量、保證飛行安全的重要技術手段。

體檢還能評估壽命

目前無損檢測方法有數(shù)十種。該技術已從單純的檢測，發(fā)展到能對發(fā)動機零件的安全使用壽命進行評估。

發(fā)動機零部件射線檢測就像人體體檢中的X光透照一樣，只是電流電壓等一些控制參數(shù)設置不同。陳華說，射線檢測是基于被檢測對象對透入射線的不同吸收，檢測零件的內(nèi)部缺陷。檢測結果能直觀地顯示缺陷影像，便于對其進行定性、定量分析。該方法對體積型缺陷比較敏感，主要用于鑄件和焊接件的檢測，包括渦輪葉片、鑄造機匣、殼體、焊縫缺陷以及空心葉片殘余型芯等。但難于發(fā)現(xiàn)與射線方向垂直的薄層缺陷。

發(fā)動機超聲波檢測與B超類似，只是功率、頻率等參數(shù)不同。陳華說，該方法利用超聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生衰減，以及遇到界面發(fā)生反射的性質(zhì)來檢測缺陷。其優(yōu)點是僅需從一側接近試件，可對金屬、非金屬和復合材料進行檢測，對確定內(nèi)部缺陷的大小、位置、取向、埋深和性質(zhì)等參量具有綜合優(yōu)勢。發(fā)動機的鍛件和管、棒、板等型材，一般采用該方法排除原材料中的缺陷；盤軸等旋轉件，則可采用水浸超聲波檢測，以排除人為因素影響。