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300萬個部件組成的噴氣發動機是如何維修的?

關鍵詞 發動機 , 研磨 , 拋光 , 砂紙|2014-03-07 09:40:26|來源 人民網
摘要 坐飛機的時候,您最中意哪個位置?是靠近過道還是靠窗?是前排還是后排?座位的選擇能體現每個人的個性。順便一提,筆者最喜歡靠窗的座位,而且是機翼后邊一點的位置。原因是機翼上懸掛的發動機...
       坐飛機的時候,您最中意哪個位置?是靠近過道還是靠窗?是前排還是后排?座位的選擇能體現每個人的個性。

       順便一提,筆者最喜歡靠窗的座位,而且是機翼后邊一點的位置。原因是機翼上懸掛的發動機。尤其是剛剛著陸的時候,為了形成反推力,當發動機上的導流葉片悉數張開,露出內部配管的一瞬間,實在是令人欲罷不能。無論是令人聯想到肌肉的機翼外觀,還是猛烈的聲音,無不體現著陽剛之美。但這種美只會持續幾秒,很快就恢復為原狀。

       不久前,筆者得到了進入位于成田機場維修區的JAL維修子公司“JAL工程”的發動機維護中心的許可,終于有機會仔細欣賞噴氣發動機的“內部”了。

       是現代藝術的紀念碑還是海豚的背鰭?

       在入口處迎接筆者的首先是這個物件。乍一看好像是現代藝術的紀念碑,但其實是噴氣發動機的重要部件“渦輪葉片”。從發動機前方可以看到發動機上安裝著一個巨型“風扇”,這就是風扇的葉片。葉片由鈦合金制造,價格似乎相當貴。
不是海豚的背鰭,而是噴氣發動機的渦輪葉片

很多部件都采用耐高溫的鈦等材料,價格高得驚人

       技術人員手工打造出超高仿真的模型飛機!

       再往里走就能看到模型飛機,這里展示的是最先進的“波音787-8”的模型,這個模型可不一般,這是由工廠的技術人員利用與真機一樣的碳纖維材料,手工制作而成的。因為是維修發動機的專業人員,所以他們對發動機部分格外精益求精。雖說小,但葉片一枚不少,有風吹過的時候,還會轱轆轱轆轉起來。
看似普通的模型飛機,但發動機部分格外真實
       在模型的后面,往年的噴氣客機使用的發動機分解模型赫然在目。單是這個模型,就令人不禁感慨“好大”,但實際上,隨著噴氣發動機向巨型化發展,與維修現場看到的實物相比,這還是小巫見大巫。

       終于進入工廠! “熒光滲透探傷法”是什么?

       在從入口進入維修廠之前,筆者先來簡單介紹一下“發動機維修中心”。

       JAL的飛機基本上是在羽田和成田兩座機場進行維修的,但發動機維修中心只設在成田。發動機要與機身分離,用卡車運送到這里。

       實際上,機身與發動機并不是一一對應的,在發動機送修時,換上其他已經維修好的發動機的情況不在少數。為了以防萬一,還準備了備用發動機。發動機翻修(全部拆成零部件之后進行維修)本身雖然沒有固定的周期,但每種部件有各自的耐用期限,大約每隔3~5年,就要進一次維修中心。這里每年維修的發動機總數約為80臺。

       下面就讓我們按照維修的流程參觀現場。首先,運來的發動機在拆解之前,要使用內窺鏡等設備來確認其內部是否存在損傷。然后就要拆解并清洗每一個部件。這并不僅僅是為了去污,也是為了方便發現細微的損傷。

       損傷中也有不少是肉眼難以發現的。比如微小的損傷和部件內部的損傷。這些要采用“非破壞性檢查”的方法進行檢查。筆者參觀了其中之一——“熒光滲透探傷法”的工作現場。

       首先要把部件浸泡在熒光液中。熒光液為綠色,似乎是熒光筆的涂料。然后取出部件,用水洗掉表面附著的熒光液,目的是讓熒光液只殘留在損傷部位。然后將部件放入干燥機,去除水分后,在暗室中照射黑光,找出損傷。因為只有損傷部位才會有殘留的熒光液,所以損傷處會發光。工作人員介紹說,這次為了參觀特意準備了受損的部件,在實際的檢查中,發現損傷的幾率并不算高。
部件浸泡在綠色的熒光液中
在暗室中照射特殊光線
損傷部位閃爍綠色

       那么,盛放熒光液的水槽里放不下的大部件要怎么辦?這里還準備了巨大的房間,可一次性完成熒光液的噴涂、清洗和干燥。但最近的發動機越來越大,這座建成于十多年前的設施,也逐漸無法滿足所有需求了。
噴涂熒光液

       巨大的渦輪葉片要如何打磨?

       發現了損傷,就必須修復。接下來參觀的是在入口看到的渦輪葉片的研磨工序。

       發動機的大小因渦輪葉片的大小和數量而不同。此次參觀的是大型客機波音777-200的葉片,1枚葉片的重量約為12公斤。研磨的部位,是朝向發動機外側的邊緣部分。因為葉片在超高速下暴露于空氣中,表面會逐漸變得毛糙,這會導致空氣阻力增加、燃效惡化。因此,每往返飛行6000次就要更換一次葉片,換下的葉片要用砂紙打磨表面。

等待打磨的渦輪葉片
研磨機夾住葉片打磨表面

       一次研磨大約需要15~20分鐘,削掉的厚度約為1毫米。一枚葉片最多可研磨7~8次。因為渦輪葉片采用中空構造,如果繼續打磨,表面就會出現空洞。打磨到這樣的程度后,葉片就只能報廢了。
打磨后表面閃亮如新

       為安裝300萬個部件的“鬼斧神工”而感動!

       變得像新品一樣閃亮的部件要重新組裝成巨大的發動機。工作人員似乎不用參照身旁的組裝手冊,就能把大約300萬個零部件一個不差地安裝在發動機上,這樣的景象充分顯現出了工人精湛的技藝。
約300萬個部件逐一手工組裝
還有需要鉆到發動機里面進行安裝的工序
每一個部件都標有編號
發動機的渦輪葉片多達30枚以上

       組裝好的發動機進行調試

       最終組裝好的發動機重約5噸。用起重機吊起后,運送到最后一道工序“調試”的現場。
       調試需要兩天時間,分兩次進行。第一次是檢查發動機能否啟動、燃料是否存在泄漏,輸出功率并不大。第二次是連續運轉大約一小時,會把輸出功率升到最大,檢查性能是否符合規定。為了防止噪音傳播,運行是在隔音室中進行。
       在運送到調試場所的發動機上安裝測試裝置
       調試就在左右兩個房間內進行。在外面聽不到多大聲音

       通過調試的發動機會被裝回機身。至此,整個維護需要大約1~2個月的時間。每一天的飛行安全,就是靠這樣踏實的工作保障的。(作者:佐藤嘉彥,日經技術在線!供稿)
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