直入主題，航空發(fā)動機的故障大致可以分為五種：機械結(jié)構(gòu)故障、震動故障、磨損故障、軸承故障、熄火故障即空中停車。

1.喘振的危害

發(fā)動機喘振為航空發(fā)動機震動故障中的一個典型類型，常指壓氣機喘振。發(fā)動機喘振是發(fā)動機一種非正常的工作模態(tài)，對發(fā)動機危害極大，尤其是加力狀態(tài)下的喘振，危害性更為嚴重。發(fā)動機喘振是一種低頻高幅的氣流振蕩現(xiàn)象，可導(dǎo)致發(fā)動機機件強烈振動乃至嚴重損壞、發(fā)動機熱端超溫、性能急劇惡化、發(fā)動機熄火空中停車等故障嚴重危及飛行安全，因此喘振對于發(fā)動機的危害及其嚴重。

(資料圖)

對于航空發(fā)動機喘振發(fā)生機理的研究、喘振實時監(jiān)測、防喘系統(tǒng)的設(shè)計等已經(jīng)成為各軍事強國航空領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。

我們以北部戰(zhàn)區(qū)空軍某殲11B旅的某型渦扇發(fā)動機加力喘振故障為例。

北部戰(zhàn)區(qū)空軍某殲11B旅某次發(fā)動機喘振故障，飛機在飛出飛行包線后，飛行員操縱發(fā)動機關(guān)油門加力，機身傳來異響，左發(fā)以及右發(fā)轉(zhuǎn)速波動較大，在飛行員關(guān)發(fā)動機油門加力后，飛行員還由于巨大的慣性力身體急劇向前，甚至頭部撞擊到座艙蓋上。

飛行參數(shù)顯示，該機型在發(fā)動機退出大表速后，飛行員關(guān)閉加力的過程中，在部分加力階段左發(fā)喘振32次，右發(fā)喘振25次，而且在某次喘振過程中，機身發(fā)生了一次劇烈震動導(dǎo)致飛機出現(xiàn)了強大的軸向沖擊力，飛行員身體被迫慣性向前，且因此出現(xiàn)瞬時被迫推桿加油門的情況。

最終該機返回地面時，地勤人員檢查，該飛機發(fā)動機左發(fā)一級壓氣機葉片有13個葉片不同程度損傷，飛機進氣道一級活動調(diào)節(jié)板與二級活動調(diào)節(jié)板有干涉卡傷痕跡、局部變形；飛機輔助進氣門條板、進氣道結(jié)構(gòu)口蓋和蒙皮多處鼓動變形，（右發(fā)動機壓氣機、發(fā)動機加力燃燒室、飛機進氣道外觀檢查良好）；連接調(diào)板的液壓作動筒搖臂與后調(diào)節(jié)板的拉桿在耳環(huán)螺栓根部斷裂；發(fā)動機與進氣道轉(zhuǎn)接段錯位; 左、右發(fā)動機分流環(huán)呈撕裂狀態(tài)。

除此之外，黎明所與試飛院也發(fā)布過相關(guān)資料，某機型在高空進行某機動動作時，由于發(fā)動機喘振累計導(dǎo)致發(fā)動機空中停車數(shù)次，差點造成機毀人亡的一等空情事故。

2.喘振的表現(xiàn)與形成機理（簡述）

發(fā)動機喘振常見的名詞類型有很多，除了本文主要敘述的壓氣機喘振外還會出現(xiàn)其他名詞，比如有加力階段的喘振、進氣道喘振等。

2.1進氣道喘振

進氣道喘振是指進氣道出口流場隨時間變化的在亞臨界狀態(tài)，嚴重到一定程度時的一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)。表現(xiàn)為進氣道有氣體吞流聲，飛機出現(xiàn)較為劇烈的縱向沖擊，發(fā)動機轉(zhuǎn)速與排氣溫度表現(xiàn)的極不穩(wěn)定，通常會表現(xiàn)為發(fā)動機轉(zhuǎn)速急劇降低，排氣溫度升高，發(fā)動機工作狀態(tài)極其不穩(wěn)定。且在振動加劇時，飛行員不光會感受到縱向沖擊，還會額外感受到較為嚴重的縱向振動。（說白了你不光會感覺飛機前后沖擊力比較大，還會出現(xiàn)很強的震蕩感，就比如你開車急剎車要面臨極大的沖擊力外，你的車還會上下振動），因此危害較大。

2.2加力階段的喘振

字面意思了，壓氣機喘振是發(fā)動機喘振的主要形式，但是對于有些帶有加力燃燒室的渦扇發(fā)動機來說（有些不帶加力燃燒室），加力階段喘振也是一種危害性比較大的情況（雖然他的表征情況也是壓氣機相關(guān)出了問題），這里可以單獨拿出來說。

提到加力喘振情況就得說一下戰(zhàn)機在大表速下的情況。此時發(fā)動機工作在加力階段，發(fā)動機供油量、耗油量大，進氣量大，發(fā)動機葉片轉(zhuǎn)速以及渦前溫度高，這個時候進氣道的進氣流暢情況對發(fā)動機狀態(tài)工作影響極大，如果出現(xiàn)進氣畸變，發(fā)動機此時的不穩(wěn)定狀態(tài)與風險就會超級高，再有一個調(diào)節(jié)板一直處于調(diào)節(jié)之中，稍微出現(xiàn)調(diào)節(jié)角度的偏差，就會造成進發(fā)不匹配，引起壓氣機出現(xiàn)工作故障，可能誘發(fā)壓氣機喘振。

這里就要吐槽一下長空之王電影里邊主角的謎之操作，王一博駕駛殲-10戰(zhàn)機，高空＋長時間垂直爬升＋開加力高速爬升，buff簡直拉滿，戰(zhàn)機長時間處于大表速還處于大迎角狀態(tài)，高空氣體密度本來就低，而且長時間處于大迎角狀態(tài)，發(fā)動機進氣量相對減少，壓氣機壓縮空氣量較小，單這一條就會造成發(fā)動機推力損失。而且長時間處于這個角度，發(fā)動機進氣溫度變化幅度大，發(fā)動機與調(diào)節(jié)板一直在調(diào)節(jié)狀態(tài)，易出現(xiàn)進氣道進氣畸變，同時發(fā)動機供油規(guī)律狀態(tài)一直在不斷調(diào)節(jié)，這么多不穩(wěn)定因素加持，你這發(fā)動機不寄就有鬼了，自己開寄的你還怪發(fā)動機不行？硬黑中國航發(fā)了屬于是。

如上圖，加力喘振的根本原因是發(fā)動機低壓渦輪出口壓力值高于其理想值太多，通過外涵道影響風扇氣流流通，風扇工作點靠近甚至越過喘振邊界。

很多人覺得王一博開著飛機在高空隨意加速隨意做各種機動動作非常輕松。實際情況卻是，不同型號戰(zhàn)機在高空且大馬赫飛行狀態(tài)下的時間有嚴格限制。試飛員的極限也不是能像王一博那樣隨隨便便隨心所欲想咋飛就咋飛，這里舉例為我空軍某單位某型戰(zhàn)機的一點點操作建議，如下：

在大表速飛行時，應(yīng)以 2-3 s 收油門的速度（避免在小加力、部分加力區(qū)域停留過長），并在中間狀態(tài)停留2-3s后，再行收油門到中間狀態(tài)以下。這樣可以避免發(fā)動機幾何通道不跟隨。進入大表速900 km/h以上時，盡量保持在8 km左右平飛加速，避免發(fā)動機與調(diào)板始終處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，在退出大表速飛行時，可以嘗試大迎角爬升減小速度，在速度小于1000 km/h ( Ma≤0. 85) 時，又不失時機地放減速板減速。

在飛機馬赫數(shù)達到1. 35左右，進氣道調(diào)板起調(diào)時，盡量規(guī)避高度在6 km附近飛行，而且避免進氣道調(diào)板提前工作與遲后退出工作（Ma≤1. 35或H≤6 km進氣道調(diào)板工作，會減小發(fā)動機工作供氣量）。如果發(fā)現(xiàn)進氣道調(diào)板提前工作與遲后退出工作，可視情將進氣道調(diào)板轉(zhuǎn)到手動，收回調(diào)板，減小發(fā)生喘振時對飛機結(jié)構(gòu)與發(fā)動機結(jié)構(gòu)的損傷。當發(fā)生加力狀態(tài)喘振后，飛行員應(yīng)直接以 2-3 s 柔和收油門桿到中間狀態(tài)，退出加力，并在中間狀態(tài)穩(wěn)定2-3 s后，方可收油門到中間狀態(tài)以下。

2.3壓氣機喘振

壓氣機喘振只是表象，是發(fā)動機處于氣流中斷一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)，常見原因是氣流分離，流經(jīng)壓氣機的氣流與其葉片通道不匹配而出現(xiàn)氣流的嚴重分離，出現(xiàn)運行不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)動機的工作狀態(tài)與設(shè)計工作狀態(tài)大不相同而引起的現(xiàn)象。若流量系數(shù)不在設(shè)計值所允許的范圍，則會在壓氣機的進口位置出現(xiàn)氣流分離。流量系數(shù)相對設(shè)計值過高跟過低都會不同程度引發(fā)喘振，這里以流量系數(shù)過低為例：

此時葉片進口位置沖角數(shù)值為正，氣流往壓氣機葉片的凹面流動，則在凹面上形成一個強烈的渦流，形成的渦流繼續(xù)發(fā)展膨脹，葉柵出入口壓力不同，在葉柵前后氣流反復(fù)流動、分離和中斷，引起氣流循環(huán)的振蕩現(xiàn)象，然而部分氣流還會從壓氣機中反向流出，在旋轉(zhuǎn)渦輪的影響下，產(chǎn)生強烈分離，而導(dǎo)致喘振。

除了這些之外，人為操作因素也會引起壓氣機喘振，如飛行員操作油門踏板過猛，飛機姿態(tài)發(fā)生一定變化，導(dǎo)致進氣道內(nèi)氣流分離，改變氣流流量而呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)。

以及飛行過程中拉桿的牽引力過猛，將導(dǎo)致迎角急劇增大，進氣道內(nèi)氣流嚴重分離，這些條件進一步使壓氣機內(nèi)的氣流分離情況復(fù)雜化，并導(dǎo)致壓氣機喘振增強。

壓氣機喘振帶來的氣流震蕩帶有極大的破壞力，輕則損壞發(fā)動機部件，比如傳動軸，轉(zhuǎn)子葉片，就文章開頭某型加力渦扇發(fā)動機13個轉(zhuǎn)子葉片受損，或進氣溫度升高引發(fā)的熱端過熱問題，嚴重時可能直接撕裂熱端部件。更為嚴重的就是諸如上圖F-35驗證機那樣，壓氣機處于深度喘振狀態(tài)誘發(fā)燃燒室的尾焰倒流進前邊的非熱端部件，也會導(dǎo)致發(fā)動機部件損壞進而有整機停車的風險。

因此長空之王里的這番隨心所欲的謎之操作，你就算是宇宙機來了該寄還得寄。

早期F-14在裝配上TF-30發(fā)動機后經(jīng)常會出現(xiàn)在大迎角飛行時，飛行員推桿加大油門導(dǎo)致進氣道調(diào)節(jié)出現(xiàn)失衡，進氣畸變，出現(xiàn)壓氣機失速與喘振，導(dǎo)致燃氣溫度過高，熱端部件過熱，最后發(fā)動機部件損壞引起發(fā)動機出現(xiàn)空中停車險情，這種情況下飛機極容易失去動力進入到失速尾旋狀態(tài)，壯志凌云電影里阿湯哥就有過這一幕。

關(guān)于發(fā)動機防喘，各航空強國目前在三代，四代航發(fā)上進行的防喘振設(shè)計與研究相對已經(jīng)初見成熟。

這里稍微簡述一下：（關(guān)系圖我自己做的）

其中防喘系統(tǒng)常見分為兩類：一個為短時增穩(wěn)系統(tǒng)、第二為消喘復(fù)原系統(tǒng)。

短時增穩(wěn)系統(tǒng)：具體調(diào)節(jié)措施包括壓氣機可調(diào)靜子導(dǎo)流葉片、放氣、改變發(fā)動機尾噴管臨界面積、迅速減少燃油、改變超聲速進氣道斜板的位置。

消喘復(fù)原系統(tǒng)：它是在短時增穩(wěn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了壓氣機不穩(wěn)定工作的信號檢測裝

置、信號轉(zhuǎn)換器、時間繼電器和功率放大器，使發(fā)動機擴穩(wěn)執(zhí)行機構(gòu)的執(zhí)行速度比短時增穩(wěn)系統(tǒng)快得多。該系統(tǒng)典型的在AL-31發(fā)動機里有運用。

3.機載武器發(fā)射對航空發(fā)動機的影響

最后一個，關(guān)于電影里出現(xiàn)的導(dǎo)彈發(fā)射造成發(fā)動機吸入發(fā)射后廢氣導(dǎo)致發(fā)動機喘振的問題，先下結(jié)論，主演王一博的裝逼結(jié)論是一個字都不對。

由于篇幅關(guān)系這里直說結(jié)論。

機載武器發(fā)射確實會對發(fā)動機的穩(wěn)定狀態(tài)造成一定影響。戰(zhàn)斗機發(fā)射機載武器如火箭、導(dǎo)彈、航炮時，這些武器排出的高溫高壓燃氣容易經(jīng)進氣道被飛機發(fā)動機所吸入，使發(fā)動機進口溫度急劇升高，且進口氣流溫度場不均勻，致使發(fā)動機入口環(huán)境惡化，引起發(fā)動機工作不穩(wěn)定，造成壓氣機失速喘振、發(fā)動機過熱甚至熄火。上邊提到的早期F-14裝備的TF-30發(fā)動機就有這個問題。

機載武器發(fā)射影響發(fā)動機穩(wěn)定工作的因素有: 發(fā)動機進口溫度突升、發(fā)動機進口壓力突變、發(fā)動機進口流場發(fā)生畸變、惰性氣體吸入發(fā)動機、火藥氣體快速擾動引起進氣道嗡鳴。其中，對發(fā)動機危害最大的即為發(fā)動機進口溫度突升。

從上圖可知，武器發(fā)射引起的瞬時溫升，引起發(fā)動機推力瞬間降低，且推力的降低幅度隨溫升率的增加而增加。

上圖可以看出，發(fā)動機入口溫度突升引起壓氣機工作線顯著變化，特別是在溫度瞬間升 高過程中，使得工作線顯著靠近喘振邊界線（上邊的直線為喘振邊界線，實際工作線越靠近喘振邊界線，對于發(fā)動機來說發(fā)生喘振損傷的幾率就越大）。若發(fā)動機正常工作時，預(yù)留喘振裕度較小，則武器發(fā)射引起的溫度突升會造成壓氣機喘振。

因此，一般成熟的戰(zhàn)斗機發(fā)動機要匹配現(xiàn)有部隊的常見空射導(dǎo)彈型號，在經(jīng)過地面一系列驗證以及長期的飛行使用中，對于空射導(dǎo)彈引起發(fā)動機喘振的裕度按理來說應(yīng)該是留足的。

現(xiàn)實中為了試驗新型發(fā)動機通常會留足足夠的裕度，一邊裝新發(fā)一邊裝老發(fā)，機載武器發(fā)射如上文所說確實會可能引起發(fā)動機喘振。電影里邊確實也是一發(fā)新一發(fā)老，但是你電影里邊新發(fā)寄了就算了，怎么老發(fā)也能跟著一起寄？在發(fā)生喘振故障之后主演分析的簡直是離天下之大譜，編劇你們寫臺詞的時候真的不去查查相關(guān)專業(yè)論文嘛？真的不問問業(yè)內(nèi)真正的專業(yè)人員意見嘛？這樣強行讓新老發(fā)因為機載武器發(fā)射一起寄是不是為了強行劇情殺，突出wyb的神仙強無敵形象，我實在是不好評判。

關(guān)于里邊尾旋傘的離譜操作，下篇繼續(xù)講。

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