关键词：发动机起动 发动机故障 特情处置
摘要：在运行中，机组偶尔会遇到发动机起动困难或故障的情况，此时就要求飞行员能迅速判明原因并做出正确处置，从而避免对发动机造成损害或产生其他不安全事件。本文介绍了B737NG发动机起动原理、发动机指示参数和地面非正常起动保护等基础知识，并将发动机起动过程中可能遇到的不正常情况进行了逐一分析，追溯产生原因，探究处置方法，给出注意事项，希望对飞行员的实际飞行和模拟机训练有所帮助。
2015年8月6日，某航空公司一架B737-800飞行执行徐州-深圳航班，在徐州准备好后推出，起动发动机过程中，左发起动失败，随后再次起动发动机，左发出现发动机火警，机组执行相应检查单后起动应急撤离程序，最后造成3名旅客受伤。在实际运行中，机组有时会遇到类似这样发动起动困难或发动机故障的情况，如果处置不当，轻则损坏发动机，重则造成机损人伤的不安全事件。只有飞行员熟悉发动机起动原理，知晓发动机中止起动条件，熟记中止起动记忆项目，并且了解发动机起动过程中可能出现特情故障的诱发原理、现象、处置方法以及注意事项，在遇到不正常起动后，才能根据起动环境和驾驶舱现象迅速判明原因，并根据手册要求及时做出正确处置，从而减少损失，确保安全。本文结合飞行员模拟机训练，将发动机起动过程中可能遇到的特殊情况进行了总结分析，希望对大家的实际飞行和模拟机训练有所帮助。
发动机起动原理
发动机起动需要电源和气源，是由气源供给起动机能量，由起动机带动发动机转动，并由燃油系统、点火系统等协同控制完成起动。一般情况下，由辅助动力装置APU提供发动机起动的电源和气源，如果飞机APU故障，可由地面电源或电瓶电源来提供电源，由地面气源车或另一台发动机提供发动机起动气源。
从发动机前方看，在发动机的风扇后方五点半位置有一台气动起动机，由气源给起动机提供动力，带动发动机初始转动。发动机右侧三点钟位置有两个点火器，用于将来自飞机电源的115交流电转变为一万五至两万伏高压直流电（左侧点火由左交流转换汇流条供电，右侧点火由交流备用汇流条供电），产生电火花，点燃燃油燃烧，提供发动机后续工作的持续能量。
起动过程如下：飞行员完成起动前程序，关闭空调组件，将发动机起动电门放到GRD （地面）起动位，这时发动机起动电门使用电瓶汇流条电流关闭发动机引气活门并打开起动活门发动机打开起动活门，预位选择的点火器（以便在发动机起动手柄提到IDLE位时，提供点火）。引气经由管道通过起动活门到达起动机，带动起动机转动，起动机再经发动机的附件齿轮箱和传输齿轮箱带动发动机的N2转子转动。
标准情况下，N2在25%时，飞行员提燃油手柄，信号传到发动机控制组件ECU，ECU会控制燃油系统，打开翼梁活门和发动机燃油活门，给发动机供油，同时点火，由ECU控制选择的点火线圈通电点火。此时，燃烧室周围的一圈燃油喷嘴开始喷油，燃烧室开始工作，发动机转速继续增加，这个过程中ECU会监控所有的参数，如果发现不正常的情况，例如涡轮排气总温EGT超温等现象，ECU会自动做出选择，中止发动机起动。
N2转速增加到56％时， ECU控制起动活门关闭，起动引气管路关闭，点火盒停止点火，起动机与发动机脱开，发动机参数稳定，完成发动机起动。
发动机参数和地面非正常起动保护介绍
发动机的N2是衡量起动机工作能力的一个尺度，即进入发动机的空气流量能否维持稳定的燃烧，N2持续慢车50%，发动机N2小于50%认定发动机停车。
N1是衡量进入发动机的空气流量是否足以使发动机起动的第二个尺度。N1压气机必须开始转动，才能提供空气以维持燃烧。
EEC非正常起动保护仅用于地面起动。在地面起动过程中，发动机电子控制器EEC监控各个发动机参数以探测是否发生热起动、发动机排气温度EGT超温及湿起动。
（1） 如果由于发动机排气温度EGT迅速升高或EGT接近起动限制，发动机电子控制器EEC探测到即将发生热起动或压气机发生失速，EGT的数字读数白框会闪烁。发动机电子控制器EEC可在即将热起动时自动关闭点火并关断流向发动机的燃油。
（2） 如果发动机排气温度EGT超出了起动限制，EGT的显示白框和刻度盘都变成红色。发动机电子控制器EEC自动中断点火并切断对发动机的燃油供应。
（3） 起动手柄移至慢车位置后，如果EGT不升高，则发生了湿起动。如果发动机电子控制器EEC探测到发动机湿起动，在起动手柄移至慢车位置后15秒，EEC中断点火并切断对发动机的燃油供给。
发动机起动故障分析
以时间先后顺序分析起动过程中可能遇到的不正常情况：
1、引气压力不够
起动气源在标准海平面最小30PSI，高于海平面每1000ft允许减少约0.5PSI。例如：昆明机场标高6900ft，起动气源达到27PSI就满足起动条件。引气压力不够会导致，N1、N2上升缓慢，起动时间加长，甚至不能完成起动。如APU气源不满足起动条件，告知机务人员，申请地面气源起动。
2、起动电门无法卡在GND位
通常为起动电门开关故障，告知地面机务排故，通知塔台取消起动指令。手动将起动电门固定在GND位，N2上升至56%关闭起动电门，也可完成发动机起动。
3、起动活门打不开，START VALVE OPEN灯不亮
可能是由于没有引气所致，查看APU引气活门是否关闭。如上述情况正常，可能起动活门卡阻，告知地面机务排故，通知塔台取消起动指令。（起动活门是由电动控制和气压操作的。）
4、N2上升缓慢
查看引气压力，可能由于引气压力不够或起动活门未完全打开所致。如果使用地面气源车起动，可通知机务加大气源压力满足起动要求。否则，将关闭发动机起动电门，中止起动，通知机务工程师排故。
5、N1出现晚，或最大冷转转速没有出现，但N1上升
N1出现晚可能由于飞机顺风起动，气流倒挂，严重时导致发动机喘振。当N1转动后且N2达到25%，或（如果N2不可能达到25%）在最大冷转转速（大约每5S增速率小于1%）且N2最小为20%时，提燃油手柄。发动机N2达到最大冷转转速，却没有N1，可能由于风扇或N1转子等卡住，通知机务工程师排故。
6、提起动手柄后，无燃油流量指示
看翼梁活门和发动机燃油活门灯是否明亮，判明是否因燃油活门未打开所致。查看FILTER BYPASS油滤旁通灯是否亮，如果灯亮说明油路堵塞，无燃油输送至发动机。再查看EGT，如果EGT上升，其它发动机参数正常，说明燃油流量探测器故障。将起动手柄切断，通知机务工程师排故。
7、湿起动：提起动手柄后，有燃油流量指示，10秒后EGT未上升
通常燃油流量会低于正常值，10秒后EGT未上升，切断起动手柄，执行《发动机中断起动检查单》。如在地面EEC探测到湿起动，15S后切断燃油，向地面机务人员证实是否看到发动机尾部喷出白雾。此故障可能是点火线圈没电或点火线圈工作不正常，可查看相应汇流条电压确认相应汇流条是否供电正常。右点火由备用交流汇流条供电，左点火由1号交流转换汇流条供电。飞机排故后，再次起动时一定要冷转发动机60秒，再提发动机起动手柄，排空上次起动失败残留于发动的燃油，避免发生尾喷着火等不安全事件。
8、悬挂：N1、N2不上升，或上升很慢
故障原因：燃油计量活门位置的偏差造成发动机起动过程中低于正常燃油流量。现象：（1）发动机点火正常，但是燃油流量低于正常值，N1和N2比正常情况加速慢，N2稳定在55%以下；（2）发动机达不到起动机断开速度，起动过程无法完成。操作：切断起动手柄，执行《发动机中断起动检查单》。高原起动时，由于空气稀薄引起压力不足，N1和N2上升缓慢，注意和悬挂进行区分。
9、热启动：EGT迅速上升，或超过起动极限
故障原因：燃油计量活门位置的偏差造成发动机起动过程中高于正常燃油流量。现象：（1）发动机点火正常，但是燃油流量高，发动机排气温度EGT上升过快，探测到热起动；（2）发动机电子控制器EGT数字读数一直闪动，直到起动手柄被关断；（3）如果没有人工中止起动，发动机排气温度EGT将到达起动上线（725℃），EEC将自动关断发动机（仅限于地面）；（4）当两部发动机电子控制器EEC没有电源时，如果发生发动机超速，发动机排气温度EGT读数框将变成红色；（5）如果飞机在地面由A/C供电，发动机控制灯ENG CONTROL、主警戒灯MASTER CAUTION和发动机ENG的警戒灯将亮（如果发动机未关断）。操作：切断起动手柄，执行《发动机中断起动检查单》。
10、N2达到56%，起动电门保留在GND位不跳开
N2达到起动机关断速度（约56%），起动电门保持电磁线圈断电，发动机起动电门返回关位。如果此时起动电门仍保持在GND位，通常由于电磁锁线圈故障所致。执行QRH7.36《起动活门打开检查单》，手动将起动电门扳回关断位。
11、起动电门关断，起动活门保持开
N2达到起动机关断速度（约56%），起动电门应自动脱开，发动机引气活门恢复选择的位置，起动活门关闭。如果起动活门仍然保持在非指令的打开位，无法关闭，START VALVE OPEN、OIL FILTER BYPASS、LOW OIL PRESSURE三个方框将在闪亮10秒后保持警示稳亮，琥珀色实线方框消失。如果此时起动机继续长时间转动，可能会损坏发动机。执行QRH7.36《起动活门打开检查单》，依据检查单将隔离活门、受影响组件、受影响发动机引气电门、APU引气电门关闭，切断气源或脱开地面气源，切断受影响发动机起动手柄，关断发动机，通知机务工程师排故。
12、发动机已稳定到慢车时，无滑油压力
此类故障原因为：滑油泄露或滑油泵故障。切断起动手柄，执行《发动机中断起动检查单》。
13、起动后，地面报告尾喷着火
此类故障原因为：发动机内部燃油积压，在起动或关车时，积压的燃油从尾喷管喷出后被点燃，发动机的尾部会形成一道可长达十几米的火焰。由于其发生在发动机设计温度很高（1000-1200℃）的部分，所以对发动机影响不大，但有可能对飞机本身产生影响（例如襟翼损坏）。因发生区域位于气道内部，也被称为内部火警。
执行QRH8.6《发动机尾喷管着火检查单》。尾管喷火仅发生在地面发动机起动或关车期间，由于驾驶舱没有任何警告，这个特情的判断需要依靠机务人员、乘务人员或ATC的报告。由于尾管喷火伴随大量火焰，可能被误报为发动机着火，飞行人员应当根据报告和现象准确判断，若驾驶舱没有火警指示，不应执行火警检查单。灭火剂喷射区域位于发动机整流罩与核心之间，执行火警检查单并释放灭火瓶对该故障没有任何效果，需执行QRH 8.6《发动机尾喷管着火检查单》。依据检查单关断发动机，冷转发动机将剩余燃油排空，通知塔台，请附近人员、车辆避让。
14、起动后，发动机喘振
此类故障原理如下：喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的震荡现象，通常发动机喘振指的是压气机喘振，而压气机喘振的根本原因是气流分离。当压气机转速一定时，由于某种原因，压气机的空气流量减少，导致工作叶轮进口处绝对速度在发动机轴线方向上的分量下降，气流在叶背处发生分离，这种发生在叶背上的现象叫做失速。如果失速叶片过多，就会导致压气机喘振。这种分离是由于压气机工作状态严重偏离了设计工作状态所引起的。起动时可能导致喘振的几种情况为：（1）发动机性能降低，如：压气机叶片开裂、高度磨损；（2）吸入异物，如：人、动物或大量冰雪；（3）发动机控制系统燃油控制、喘振保护装置等系统故障；（4）发动机大顺风起动。
现象表现为：驾驶舱机组和地面机务会听到“嘭嘭”的低频响声，并伴随机体振动，曾经经历过此种情况的机组在报告中描述该声音好像是有人在身旁开枪。有时声音出现突然且音量巨大，可能导致机组慌乱，误认为是轮胎爆破或炸弹爆炸，因此必须结合驾驶舱仪表参数进行判断和处置。驾驶舱仪表将指示N1和N2值波动、EGT上升，如果处置不及时，EGT会超过极限值。
执行QRH 7.2《发动机限制或喘振或失速检查单》，关断发动机，通知机务工程师排故。
15、起动后，发动机火警
此类故障原理如下：与尾喷管着火不同，发动机火警一般发生在短舱内，但在发动机核心和气道之外，故称之为外部火警。通常由以下原因导致：（1）泄露，可燃液体遇到高温发动机部件被点燃。可燃液体包括：燃油（自动燃点230℃）、滑油（自动燃点260℃）、液压油（自动燃点450℃）。（2）管道开裂，例如：发动机转动部件开裂。（3）燃烧室开裂，引发火舌式火焰。
现象表现为：与尾喷管着火不同，驾驶舱有明显的火警指示警告，相应的发动机火警手柄灯亮、主FIRE WARN警告灯亮、发动机过热警示亮、火警铃响、地面火警铃声警告响。
执行QRH 8.2《发动机火警或严重损坏或脱落检查单》，完成发动机火警记忆项目，关断发动机，执行灭火处置。
16、起动后，EEC ALTN灯亮或ENGINE CONTROL灯亮
出现EEC ALTN灯亮，是由于DEU断电或EEC故障所致，机组需证实在PFD速度带下是否伴有CDS FAULT琥珀色故障警戒信息。如果仅是电源系统导致的DEU断电，在电源恢复后DEU需要进行3分钟自检，自检完成后相关信息消失，恢复正常。如果EEC故障，关车通知机务工程师排故，或按照MEL第73章办理保留放行，但如果出现CDS FAULT信息则不能放行。
如果ENGINE CONTROL灯亮（此灯仅在地面时会亮），说明发动机控制系统存在故障，不能放行飞机，需执行关车，并通知机务工程师排故。
17、中断起动时切断起动手柄，燃油流量不下降，无法关车
可重复提起动手柄再关断，如仍无反应，可拉起相应灭火手柄，关断高压，切断活门，观察燃油控制面板上发动机活门关闭灯ENGVALVE CLOSED亮，强制关断燃油输入，使发动机停车。
综上，介绍了发动机起动原理，分析总结了发动机起动过程中不同阶段可能遇到的各种不正常情况，究其原因，给出对策，愿能帮助飞行员更好地处置起动特情，减少损失，为平安民航、平安中国做出贡献。
参考文献
1. 《B737NG FCOM飞行机组操作手册》
2. 《B737NG QRH快速检查单》
3. 《B737NG MEL最低设备清单》
4. 《B737NG FCTM飞行机组训练手册》
5. 《B737NG MEL最低设备清单》
6. 《B737NG AMM飞机维护手册》
7.
7. 《空中发动机故障判断与分析》 作者：高玉杰 来源：民航资源网
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