直入主題，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障大致可以分為五種：機(jī)械結(jié)構(gòu)故障、震動(dòng)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(dòng)機(jī)喘振為航空發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)故障中的一個(gè)典型類型，常指壓氣機(jī)喘振。發(fā)動(dòng)機(jī)喘振是發(fā)動(dòng)機(jī)一種非正常的工作模態(tài)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)危害極大，尤其是加力狀態(tài)下的喘振，危害性更為嚴(yán)重。發(fā)動(dòng)機(jī)喘振是一種低頻高幅的氣流振蕩現(xiàn)象，可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件強(qiáng)烈振動(dòng)乃至嚴(yán)重?fù)p壞、發(fā)動(dòng)機(jī)熱端超溫、性能急劇惡化、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火空中停車等故障嚴(yán)重危及飛行安全，因此喘振對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的危害及其嚴(yán)重。

(資料圖)

對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)喘振發(fā)生機(jī)理的研究、喘振實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、防喘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等已經(jīng)成為各軍事強(qiáng)國(guó)航空領(lǐng)域的重要研究?jī)?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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)喘振故障，飛機(jī)在飛出飛行包線后，飛行員操縱發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)油門加力，機(jī)身傳來(lái)異響，左發(fā)以及右發(fā)轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大，在飛行員關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)型在發(fā)動(dòng)機(jī)退出大表速后，飛行員關(guān)閉加力的過(guò)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(guò)程中，機(jī)身發(fā)生了一次劇烈震動(dòng)導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)了強(qiáng)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(shí)被迫推桿加油門的情況。

最終該機(jī)返回地面時(shí)，地勤人員檢查，該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)左發(fā)一級(jí)壓氣機(jī)葉片有13個(gè)葉片不同程度損傷，飛機(jī)進(jìn)氣道一級(jí)活動(dòng)調(diào)節(jié)板與二級(jí)活動(dòng)調(diào)節(jié)板有干涉卡傷痕跡、局部變形；飛機(jī)輔助進(jìn)氣門條板、進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)口蓋和蒙皮多處鼓動(dòng)變形，（右發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)加力燃燒室、飛機(jī)進(jìn)氣道外觀檢查良好）；連接調(diào)板的液壓作動(dòng)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(dòng)機(jī)與進(jìn)氣道轉(zhuǎn)接段錯(cuò)位; 左、右發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)相關(guān)資料，某機(jī)型在高空進(jìn)行某機(jī)動(dòng)動(dòng)作時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)喘振累計(jì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車數(shù)次，差點(diǎn)造成機(jī)毀人亡的一等空情事故。

2.喘振的表現(xiàn)與形成機(jī)理（簡(jiǎn)述）

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

2.1進(jìn)氣道喘振

進(jìn)氣道喘振是指進(jìn)氣道出口流場(chǎng)隨時(shí)間變化的在亞臨界狀態(tài)，嚴(yán)重到一定程度時(shí)的一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)。表現(xiàn)為進(jìn)氣道有氣體吞流聲，飛機(jī)出現(xiàn)較為劇烈的縱向沖擊，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與排氣溫度表現(xiàn)的極不穩(wěn)定，通常會(huì)表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇降低，排氣溫度升高，發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)極其不穩(wěn)定。且在振動(dòng)加劇時(shí)，飛行員不光會(huì)感受到縱向沖擊，還會(huì)額外感受到較為嚴(yán)重的縱向振動(dòng)。（說(shuō)白了你不光會(huì)感覺飛機(jī)前后沖擊力比較大，還會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)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(huì)上下振動(dòng)），因此危害較大。

2.2加力階段的喘振

字面意思了，壓氣機(jī)喘振是發(fā)動(dòng)機(jī)喘振的主要形式，但是對(duì)于有些帶有加力燃燒室的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)（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(jī)相關(guān)出了問(wèn)題），這里可以單獨(dú)拿出來(lái)說(shuō)。

提到加力喘振情況就得說(shuō)一下戰(zhàn)機(jī)在大表速下的情況。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在加力階段，發(fā)動(dòng)機(jī)供油量、耗油量大，進(jìn)氣量大，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速以及渦前溫度高，這個(gè)時(shí)候進(jìn)氣道的進(jìn)氣流暢情況對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)工作影響極大，如果出現(xiàn)進(jìn)氣畸變，發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)的不穩(wěn)定狀態(tài)與風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)超級(jí)高，再有一個(gè)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(huì)造成進(jìn)發(fā)不匹配，引起壓氣機(jī)出現(xiàn)工作故障，可能誘發(fā)壓氣機(jī)喘振。

這里就要吐槽一下長(zhǎng)空之王電影里邊主角的謎之操作，王一博駕駛殲-10戰(zhàn)機(jī)，高空＋長(zhǎng)時(shí)間垂直爬升＋開加力高速爬升，buff簡(jiǎn)直拉滿，戰(zhàn)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于大表速還處于大迎角狀態(tài)，高空氣體密度本來(lái)就低，而且長(zhǎng)時(shí)間處于大迎角狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量相對(duì)減少，壓氣機(jī)壓縮空氣量較小，單這一條就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)推力損失。而且長(zhǎng)時(shí)間處于這個(gè)角度，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度變化幅度大，發(fā)動(dòng)機(jī)與調(diào)節(jié)板一直在調(diào)節(jié)狀態(tài)，易出現(xiàn)進(jìn)氣道進(jìn)氣畸變，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)不寄就有鬼了，自己開寄的你還怪發(fā)動(dòng)機(jī)不行？硬黑中國(guó)航發(fā)了屬于是。

如上圖，加力喘振的根本原因是發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪出口壓力值高于其理想值太多，通過(guò)外涵道影響風(fēng)扇氣流流通，風(fēng)扇工作點(diǎn)靠近甚至越過(guò)喘振邊界。

很多人覺得王一博開著飛機(jī)在高空隨意加速隨意做各種機(jī)動(dòng)動(dòng)作非常輕松。實(shí)際情況卻是，不同型號(hào)戰(zhàn)機(jī)在高空且大馬赫飛行狀態(tài)下的時(shí)間有嚴(yán)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(jī)的一點(diǎn)點(diǎn)操作建議，如下：

在大表速飛行時(shí)，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(guò)長(zhǎng)），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(dòng)機(jī)幾何通道不跟隨。進(jìn)入大表速900 km/h以上時(shí)，盡量保持在8 km左右平飛加速，避免發(fā)動(dòng)機(jī)與調(diào)板始終處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，在退出大表速飛行時(shí)，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(shí)，又不失時(shí)機(jī)地放減速板減速。

在飛機(jī)馬赫數(shù)達(dá)到1. 35左右，進(jìn)氣道調(diào)板起調(diào)時(shí)，盡量規(guī)避高度在6 km附近飛行，而且避免進(jìn)氣道調(diào)板提前工作與遲后退出工作（Ma≤1. 35或H≤6 km進(jìn)氣道調(diào)板工作，會(huì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)工作供氣量）。如果發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣道調(diào)板提前工作與遲后退出工作，可視情將進(jìn)氣道調(diào)板轉(zhuǎn)到手動(dòng)，收回調(diào)板，減小發(fā)生喘振時(shí)對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷。當(dāng)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(jī)喘振

壓氣機(jī)喘振只是表象，是發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)的氣流與其葉片通道不匹配而出現(xiàn)氣流的嚴(yán)重分離，出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)與設(shè)計(jì)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(jì)值所允許的范圍，則會(huì)在壓氣機(jī)的進(jìn)口位置出現(xiàn)氣流分離。流量系數(shù)相對(duì)設(shè)計(jì)值過(guò)高跟過(guò)低都會(huì)不同程度引發(fā)喘振，這里以流量系數(shù)過(guò)低為例：

此時(shí)葉片進(jìn)口位置沖角數(shù)值為正，氣流往壓氣機(jī)葉片的凹面流動(dòng)，則在凹面上形成一個(gè)強(qiáng)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(dòng)、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(huì)從壓氣機(jī)中反向流出，在旋轉(zhuǎn)渦輪的影響下，產(chǎn)生強(qiáng)烈分離，而導(dǎo)致喘振。

除了這些之外，人為操作因素也會(huì)引起壓氣機(jī)喘振，如飛行員操作油門踏板過(guò)猛，飛機(jī)姿態(tài)發(fā)生一定變化，導(dǎo)致進(jìn)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(guò)程中拉桿的牽引力過(guò)猛，將導(dǎo)致迎角急劇增大，進(jìn)氣道內(nèi)氣流嚴(yán)重分離，這些條件進(jìn)一步使壓氣機(jī)內(nèi)的氣流分離情況復(fù)雜化，并導(dǎo)致壓氣機(jī)喘振增強(qiáng)。

壓氣機(jī)喘振帶來(lái)的氣流震蕩帶有極大的破壞力，輕則損壞發(fā)動(dòng)機(jī)部件，比如傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)子葉片，就文章開頭某型加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)13個(gè)轉(zhuǎn)子葉片受損，或進(jìn)氣溫度升高引發(fā)的熱端過(guò)熱問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)可能直接撕裂熱端部件。更為嚴(yán)重的就是諸如上圖F-35驗(yàn)證機(jī)那樣，壓氣機(jī)處于深度喘振狀態(tài)誘發(fā)燃燒室的尾焰倒流進(jìn)前邊的非熱端部件，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)部件損壞進(jìn)而有整機(jī)停車的風(fēng)險(xiǎn)。

因此長(zhǎng)空之王里的這番隨心所欲的謎之操作，你就算是宇宙機(jī)來(lái)了該寄還得寄。

早期F-14在裝配上TF-30發(fā)動(dòng)機(jī)后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在大迎角飛行時(shí)，飛行員推桿加大油門導(dǎo)致進(jìn)氣道調(diào)節(jié)出現(xiàn)失衡，進(jìn)氣畸變，出現(xiàn)壓氣機(jī)失速與喘振，導(dǎo)致燃?xì)鉁囟冗^(guò)高，熱端部件過(guò)熱，最后發(fā)動(dòng)機(jī)部件損壞引起發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)空中停車險(xiǎn)情，這種情況下飛機(jī)極容易失去動(dòng)力進(jìn)入到失速尾旋狀態(tài)，壯志凌云電影里阿湯哥就有過(guò)這一幕。

關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)防喘，各航空強(qiáng)國(guó)目前在三代，四代航發(fā)上進(jìn)行的防喘振設(shè)計(jì)與研究相對(duì)已經(jīng)初見成熟。

這里稍微簡(jiǎn)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(gè)為短時(shí)增穩(wěn)系統(tǒng)、第二為消喘復(fù)原系統(tǒng)。

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

消喘復(fù)原系統(tǒng)：它是在短時(shí)增穩(wěn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了壓氣機(jī)不穩(wěn)定工作的信號(hào)檢測(cè)裝

置、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、時(shí)間繼電器和功率放大器，使發(fā)動(dòng)機(jī)擴(kuò)穩(wěn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行速度比短時(shí)增穩(wěn)系統(tǒng)快得多。該系統(tǒng)典型的在AL-31發(fā)動(dòng)機(jī)里有運(yùn)用。

3.機(jī)載武器發(fā)射對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的影響

最后一個(gè)，關(guān)于電影里出現(xiàn)的導(dǎo)彈發(fā)射造成發(fā)動(dòng)機(jī)吸入發(fā)射后廢氣導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)喘振的問(wèn)題，先下結(jié)論，主演王一博的裝逼結(jié)論是一個(gè)字都不對(duì)。

由于篇幅關(guān)系這里直說(shuō)結(jié)論。

機(jī)載武器發(fā)射確實(shí)會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定狀態(tài)造成一定影響。戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射機(jī)載武器如火箭、導(dǎo)彈、航炮時(shí)，這些武器排出的高溫高壓燃?xì)馊菀捉?jīng)進(jìn)氣道被飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)所吸入，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口溫度急劇升高，且進(jìn)口氣流溫度場(chǎng)不均勻，致使發(fā)動(dòng)機(jī)入口環(huán)境惡化，引起發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定，造成壓氣機(jī)失速喘振、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱甚至熄火。上邊提到的早期F-14裝備的TF-30發(fā)動(dòng)機(jī)就有這個(gè)問(wèn)題。

機(jī)載武器發(fā)射影響發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作的因素有: 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口溫度突升、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口壓力突變、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口流場(chǎng)發(fā)生畸變、惰性氣體吸入發(fā)動(dòng)機(jī)、火藥氣體快速擾動(dòng)引起進(jìn)氣道嗡鳴。其中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)危害最大的即為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口溫度突升。

從上圖可知，武器發(fā)射引起的瞬時(shí)溫升，引起發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)入口溫度突升引起壓氣機(jī)工作線顯著變化，特別是在溫度瞬間升 高過(guò)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(shí)際工作線越靠近喘振邊界線，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)發(fā)生喘振損傷的幾率就越大）。若發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，預(yù)留喘振裕度較小，則武器發(fā)射引起的溫度突升會(huì)造成壓氣機(jī)喘振。

因此，一般成熟的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)要匹配現(xiàn)有部隊(duì)的常見空射導(dǎo)彈型號(hào)，在經(jīng)過(guò)地面一系列驗(yàn)證以及長(zhǎng)期的飛行使用中，對(duì)于空射導(dǎo)彈引起發(fā)動(dòng)機(jī)喘振的裕度按理來(lái)說(shuō)應(yīng)該是留足的。

現(xiàn)實(shí)中為了試驗(yàn)新型發(fā)動(dòng)機(jī)通常會(huì)留足足夠的裕度，一邊裝新發(fā)一邊裝老發(fā)，機(jī)載武器發(fā)射如上文所說(shuō)確實(shí)會(huì)可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)喘振。電影里邊確實(shí)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(jiǎn)直是離天下之大譜，編劇你們寫臺(tái)詞的時(shí)候真的不去查查相關(guān)專業(yè)論文嘛？真的不問(wèn)問(wèn)業(yè)內(nèi)真正的專業(yè)人員意見嘛？這樣強(qiáng)行讓新老發(fā)因?yàn)闄C(jī)載武器發(fā)射一起寄是不是為了強(qiáng)行劇情殺，突出wyb的神仙強(qiáng)無(wú)敵形象，我實(shí)在是不好評(píng)判。

關(guān)于里邊尾旋傘的離譜操作，下篇繼續(xù)講。

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