[航空发动机孔探教学仪的设计与应用] 航空活塞发动机

航空发动机孔探教学仪的设计与应用

经过多年的教学总结，逐渐构思并研制出一套新的教学设备， 既能很好地实现既定的教学效果，又能减少昂贵孔探设备的 损坏。这是针对航空发动机孔探教学的首创，也是国内航空 院校迄今为止独一无二的航空发动机教学设备。

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2015）20-0040-03 Design & Application of Aero Engine Borescope Inspection Tea-ching Instrument//CHEN Yuqin， XING Ruishan， JI Xiaobing Abstract There are some problems in the traditional aero engine borescope inspection（BSI） practical course， which results in some damage of equipment and poor teaching effect. Based on several years teaching summaries， the BSI teaching instrument is a new teaching equipment which is a pioneering and uniqueteaching equipment in the aviation colleges so far. It can both achieves original teaching effect and reduces the damage of expensive borescope equipments. Key words aero engine；

borescope inspection；

teaching instrument 1 简介 航空发动机是飞机的心脏，除了给飞机提供动力之外， 还给飞机的许多重要系统提供动力或气源。因此，它的健康 状况直接影响到飞机的飞行安全。发动机的健康状况的检查 主要是通过对其进行孔探检查。孔探是指利用发动机壳体上 的孔探口，在不分解发动机的情况下，用孔探仪对发动机进 行可视检查。而且，孔探越来越成为节省发动机维修成本和 其日常监控的有效途径[1]。

航空发动机中，43%的故障由孔探发现，而且根据波音 公司提供的资料表明，在被拆下的发动机中90%以上是根据 孔探检查出的[2]。由此可见，孔探工作对于航空发动机的 健康管理、对于飞行安全都起着非常重要的作用。

从1806年德国人Philipp Bozzini发明医用内窥镜的雏形至今的200多年里，内窥镜（航空业称为孔探）经历了三 个大的发展阶段，分别是刚性内窥镜、柔性内窥镜和柔性视 频内窥镜[3]。而具体按照不同的分类方法，内窥镜又可大 致分类为：1）按照其能否弯曲分为刚性内窥镜和柔性内窥 镜；
2）按照其成像原理分为光学镜和视频镜；
3）按照其测 量性能分为测量内窥镜和非测量内窥镜[4]。

2 传统孔探教学中遇到的问题 传统的航空发动机孔探教学方式是让学员直接利用这 几种内窥镜对某型号航空发动机进行孔探练习。但由于学员 没有任何经验，缺乏航空发动机密闭空间内的空间感和方向 感，并对设备操作不熟悉，从而比较容易造成设备损坏。其 主要设备损坏方式有以下几种：
1）由于不正确地开关设备，造成主机的电路烧坏或灯 丝寿命减短；

2）过度弯曲柔性光纤探头，从而造成探头柔性镜内的 操纵钢丝断裂；

3）由于对设备或发动机内部结构不熟悉，在过窄的通 道内弯曲探头，从而造成探头卡滞在发动机内无法取出；
4）在孔探设备已穿过转子叶片的情况下，转动发动机 转子，从而造成孔探镜探头的损坏甚至折断；

5）在观察转动的转子叶片时，探头与转子叶片相距太 近，从而造成探头前端的磨损。

所以，用传统的航空发动机孔探教学过程中，容易导致 比较高的孔探设备的损坏率，而一台孔探设备的价格最便宜 也得十万左右，贵则可达上百万，从而会带来高昂的设备维 护费用，并导致设备送修而影响正常的教学。

3 发明新的教学设备器以解决教学中的问题 在发现航空发动机孔探实训教学过程中所遇到的问题 之后，教学团队一直在努力寻找解决之道。经过多年的本课 程教学经验积累，以及几位教师的设计和制作，成功研制出 一台航空发动机孔探教学仪，并申请了国家实用新型专利 （专利号：ZL 201220610536.1），如图1所示。

本航空发动机孔探教学仪主要解决的技术问题是：提供 一种航空发动机孔探教学设备，它能够模拟飞机发动机内的 环境，让教师可以使用其作为发动机实物的替代品对学生进行孔探教学，在极大地方便孔探教学的同时，减小孔探设备 的人为损坏。

4 航空发动机孔探教学仪的结构 航空发动机孔探教学仪，包括箱状的主体，所述主体内 设有若干个隔板，这些隔板间隔布置，并且部分隔板上设有 通孔，从而模拟航空发动机内部的障碍物及孔探路径；
主体 的壁上亦设有至少一个供外设的孔探设备伸入到主体内的 孔探口，如图2所示。

作为上述结构的进一步改进，所述隔板的下方设有插脚， 主体的内底板上设有供所述插脚插入、让隔板直立的插脚 孔；
所述主体内设有圆形隔框区域，所述圆形隔框区域由上 设通孔的、直立的圆周壁围闭成，圆形隔框区域内装有燃油 喷嘴和旋流器，外设的孔探设备可以在绕过或穿过隔板之后， 进入到所述圆形隔框区域内；
所述主体具有可打开的上盖， 当所述上盖盖上时，主体内形成暗室；
所述主体内还设有航 空发动机损伤叶片。