某型涡轴发动机恢复性能清洗分析

1、某型涡轴发动机恢复性能清洗分析    关键词：涡轴发动机，恢复性能，清洗。0引言 军用直升机最大的特点就是机动性好、使用环境复杂多变，经常进行低空悬停和低空机动(快速升降、侧飞、后飞、悬停回转等)飞行，再加上直升机在进行这些动作飞行时旋翼下洗气流的影响，尤其是在多沙尘地区、沿海的潮湿盐雾环境工作，特别容易在发动机气流通道内形成沉积物，导致发动机功率下降，易发生喘振和超温，直接影响军用直升机的飞行安全和综合作战能力。 由于直升机使用环境特殊，发动机进口环境恶劣复杂，如沙尘、盐雾、工业粉尘、昆虫、油类等天气，长期使用致使发动机各部件型面如压气机和涡轮叶片积尘

2、、腐蚀、几何变形等1，3，严重影响发动机的性能。因此，需要在直升机使用或涡轴发动机试飞期间，定期对发动机进行恢复性能清洗。恢复性能清洗一般是指发动机在慢车状态时，向发动机喷入蒸馏水或合适的清洗剂来清除叶片上的油脂污垢，从而恢复发动机性能。 油腊污垢在叶片上附着力较强而冷转时转速较低，一般很难进行有效清除。发动机在慢车时，发动机转速较高，工作时间又较长，此时向发动机气流通道喷入蒸馏水或清洗剂，利用液滴与叶片的冲击力可以基本消除叶片上的污垢、油渍等杂质，提高压气机和涡轮的效率，同时增加空气流量，从而使发动机性能提高。 随着化工技术的不断发展，新型高效防护型清洗剂不断涌现，使得恢复性能的清洗完全可以

3、在冷转状态实施。 1对象发动机描述 某型涡轴发动机本体由附件传动单元体、冷端单元体(前段组件、压气机部件)、热端单元体(燃烧室和燃气涡轮)、和动力涡轮单元体组成。此发动机采用单元体结构设计，内部设有清洗装置一在进气机匣前部设有一环形流道和20个中1.4的喷口，在7点钟位置(从后向前看)，设有一个清洗系统接口。该发动机推荐的清洗间隔是100h4。 2清洗的要求 安装在直升机上的涡轴发动机的清洗防护，不需要将发动机从直升机上拆下，一般都是在发动机冷转状态进行。综合各种因素，外场维护时对涡轴发动机的清洗防护有如下要求2： 1)有效性。清洗的效果一定要明显： 2)安全性。由于清洗防护是在直升机上进行，

4、而且发动机处于冷转状态，操纵一定要注意安全可靠，不能因清洗而对涡轴发动机造成损坏、腐蚀或维修故障： 3)经济性。所需费用低，工作量不能太大，操作简单： 4)规范化。整个清洗过程必须在严格技术规范控制下进行，保证清洗防护顺利实施。 3清洗试验的步骤 该涡轴发动机清洗程序按以下循环进行： 1)洗涤循环。洗涤剂为98蒸馏水和2的ARDROX6345清洁剂的混合液。冷转发动机在燃气发生器转速Ng到5时喷入洗涤剂，15s后停止冷转，在Ng下降到5时停止喷液，如此反复3次。浸泡15min30min，冷转发动机2次： 2)冲洗循环。冲洗剂为100蒸馏水(或软水)。冷转发动机在燃气发生器转速Ng到5时喷入洗涤

5、剂，15s后停止冷转，在Ng下降到5时停止喷液，如此反复3次。冷转及动机2次； 表1发动机恢复性能清洗前后飞行科目大气温度条件对照表 3)干燥循环。在地面慢车状态运转发动机至少3min。 4试验内容与结果分析 在该涡轴发动机试飞期间工作100小时后，对发动机进行了恢复性能的清洗工作，将清洗前后发动机的飞行性能数据进行对比，较准确的得出清洗后发动机性能的恢复情况。在飞行高度为1000m、2000m、3000m、4000m、5000m、5500m，发动机状态为起飞、中间、最大连续、巡航状态进行发动机性能对比试验，清洗前后飞行试验的大气温度条件见表1，清洗前后性能参数(轴功率、耗油率)随转速变化比较

6、曲线见图1图2，清洗前后性能高度特性对比曲线见图3图4，清洗后与清洗前性能高度特性差值()曲线如图图5图6所示。 通过图3图6的飞行试验数据比较得出：清洗后发动机轴功率试验值比清洗前高5.2kW17.3kW，相对清洗前提高了1.22.6：清洗后发动机单位燃油消耗率试验值比清洗前降低10.42gkWh12.45kgkWh，相对清洗前降低了-2.83.6。 另外，通过孔探仪对清洗前后的发动机流道各机件进行了检查表明，清洗后的发动机流道内各机件比清洗前清洁、干净、反光度高。 由此可知，定期对发动机进行恢复性能清洗能够获得性能收益。 5结论与展望 本文以某型发动机为研究对象，通过对其进行恢复性能的清洗

7、工作，获得该发动机在清洗前后阶段的飞行试验数据，对比分析了其清洗前后的性能高度特性，清洗后的性能优于清洗前的性能，清洗效果显注，为同类型发动机的清洗工作及外场维护提供了依据。 随着清洗技术的不断发展，发动机可以不必从飞机直升机上拆下，就可进行简单、快捷的清洗维护。清洗时发动机均在冷转状态，更加安全可靠，且所需费用低，经济性好。目前，先进发动机公司在发动机设计阶段之初，就已将发动机的清洗工作考虑在内，发动机清洗技术已经成为直升机发动机外场维护不可或缺的有效方法之一。        参考文献： 1航空发动机，北京：航空工业出版社，2008，6. 2孙护国等，涡轴发动机清洗技术及