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300万个部件组成的喷气发动机是如何维修的?

关键词 发动机 , 研磨 , 抛光 , 砂纸|2014-03-07 09:40:26|来源 人民网
摘要 坐飞机的时候,您最中意哪个位置?是靠近过道还是靠窗?是前排还是后排?座位的选择能体现每个人的个性。顺便一提,笔者最喜欢靠窗的座位,而且是机翼后边一点的位置。原因是机翼上悬挂的发动机...
       坐飞机的时候,您最中意哪个位置?是靠近过道还是靠窗?是前排还是后排?座位的选择能体现每个人的个性。

       顺便一提,笔者最喜欢靠窗的座位,而且是机翼后边一点的位置。原因是机翼上悬挂的发动机。尤其是刚刚着陆的时候,为了形成反推力,当发动机上的导流叶片悉数张开,露出内部配管的一瞬间,实在是令人欲罢不能。无论是令人联想到肌肉的机翼外观,还是猛烈的声音,无不体现着阳刚之美。但这种美只会持续几秒,很快就恢复为原状。

       不久前,笔者得到了进入位于成田机场维修区的JAL维修子公司“JAL工程”的发动机维护中心的许可,终于有机会仔细欣赏喷气发动机的“内部”了。

       是现代艺术的纪念碑还是海豚的背鳍?

       在入口处迎接笔者的首先是这个物件。乍一看好像是现代艺术的纪念碑,但其实是喷气发动机的重要部件“涡轮叶片”。从发动机前方可以看到发动机上安装着一个巨型“风扇”,这就是风扇的叶片。叶片由钛合金制造,价格似乎相当贵。
不是海豚的背鳍,而是喷气发动机的涡轮叶片

很多部件都采用耐高温的钛等材料,价格高得惊人

       技术人员手工打造出超高仿真的模型飞机!

       再往里走就能看到模型飞机,这里展示的是最先进的“波音787-8”的模型,这个模型可不一般,这是由工厂的技术人员利用与真机一样的碳纤维材料,手工制作而成的。因为是维修发动机的专业人员,所以他们对发动机部分格外精益求精。虽说小,但叶片一枚不少,有风吹过的时候,还会轱辘轱辘转起来。
看似普通的模型飞机,但发动机部分格外真实
       在模型的后面,往年的喷气客机使用的发动机分解模型赫然在目。单是这个模型,就令人不禁感慨“好大”,但实际上,随着喷气发动机向巨型化发展,与维修现场看到的实物相比,这还是小巫见大巫。

       终于进入工厂! “荧光渗透探伤法”是什么?

       在从入口进入维修厂之前,笔者先来简单介绍一下“发动机维修中心”。

       JAL的飞机基本上是在羽田和成田两座机场进行维修的,但发动机维修中心只设在成田。发动机要与机身分离,用卡车运送到这里。

       实际上,机身与发动机并不是一一对应的,在发动机送修时,换上其他已经维修好的发动机的情况不在少数。为了以防万一,还准备了备用发动机。发动机翻修(全部拆成零部件之后进行维修)本身虽然没有固定的周期,但每种部件有各自的耐用期限,大约每隔3~5年,就要进一次维修中心。这里每年维修的发动机总数约为80台。

       下面就让我们按照维修的流程参观现场。首先,运来的发动机在拆解之前,要使用内窥镜等设备来确认其内部是否存在损伤。然后就要拆解并清洗每一个部件。这并不仅仅是为了去污,也是为了方便发现细微的损伤。

       损伤中也有不少是肉眼难以发现的。比如微小的损伤和部件内部的损伤。这些要采用“非破坏性检查”的方法进行检查。笔者参观了其中之一——“荧光渗透探伤法”的工作现场。

       首先要把部件浸泡在荧光液中。荧光液为绿色,似乎是荧光笔的涂料。然后取出部件,用水洗掉表面附着的荧光液,目的是让荧光液只残留在损伤部位。然后将部件放入干燥机,去除水分后,在暗室中照射黑光,找出损伤。因为只有损伤部位才会有残留的荧光液,所以损伤处会发光。工作人员介绍说,这次为了参观特意准备了受损的部件,在实际的检查中,发现损伤的几率并不算高。
部件浸泡在绿色的荧光液中
在暗室中照射特殊光线
损伤部位闪烁绿色

       那么,盛放荧光液的水槽里放不下的大部件要怎么办?这里还准备了巨大的房间,可一次性完成荧光液的喷涂、清洗和干燥。但最近的发动机越来越大,这座建成于十多年前的设施,也逐渐无法满足所有需求了。
喷涂荧光液

       巨大的涡轮叶片要如何打磨?

       发现了损伤,就必须修复。接下来参观的是在入口看到的涡轮叶片的研磨工序。

       发动机的大小因涡轮叶片的大小和数量而不同。此次参观的是大型客机波音777-200的叶片,1枚叶片的重量约为12公斤。研磨的部位,是朝向发动机外侧的边缘部分。因为叶片在超高速下暴露于空气中,表面会逐渐变得毛糙,这会导致空气阻力增加、燃效恶化。因此,每往返飞行6000次就要更换一次叶片,换下的叶片要用砂纸打磨表面。

等待打磨的涡轮叶片
研磨机夹住叶片打磨表面

       一次研磨大约需要15~20分钟,削掉的厚度约为1毫米。一枚叶片最多可研磨7~8次。因为涡轮叶片采用中空构造,如果继续打磨,表面就会出现空洞。打磨到这样的程度后,叶片就只能报废了。
打磨后表面闪亮如新

       为安装300万个部件的“鬼斧神工”而感动!

       变得像新品一样闪亮的部件要重新组装成巨大的发动机。工作人员似乎不用参照身旁的组装手册,就能把大约300万个零部件一个不差地安装在发动机上,这样的景象充分显现出了工人精湛的技艺。
约300万个部件逐一手工组装
还有需要钻到发动机里面进行安装的工序
每一个部件都标有编号
发动机的涡轮叶片多达30枚以上

       组装好的发动机进行调试

       最终组装好的发动机重约5吨。用起重机吊起后,运送到最后一道工序“调试”的现场。
       调试需要两天时间,分两次进行。第一次是检查发动机能否启动、燃料是否存在泄漏,输出功率并不大。第二次是连续运转大约一小时,会把输出功率升到最大,检查性能是否符合规定。为了防止噪音传播,运行是在隔音室中进行。
       在运送到调试场所的发动机上安装测试装置
       调试就在左右两个房间内进行。在外面听不到多大声音

       通过调试的发动机会被装回机身。至此,整个维护需要大约1~2个月的时间。每一天的飞行安全,就是靠这样踏实的工作保障的。(作者:佐藤嘉彦,日经技术在线!供稿)
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