山东航空股份有限公司 李军涛
摘要：在CFM56-7B发动机的核心机部分，除了安装在N1、N2轴上的压气机叶片，还安装有静子叶片。其中高压压气机的静子叶片前三级的角度在工作过程中是可调整的，连同进气导流叶片和其它设备，共同构成可调静子叶片（VSV）系统，用以提高发动机的工作稳定性，防止发动机的失速和喘振。本文将简要介绍可调静子叶片（VSV）系统故障时发动机的现象，处置措施等。
关键词：发动机；可调静子叶片；喘振；检查单
2025年1 月 18 日，国内一架B737-800飞机执行九江至海口航班，起飞后爬升至高度4200米时，机组在驾驶舱听到“闷响”，发动机参数正常。后从4200米爬升至6000米过程中，发生第二、三声“闷响”，并伴随右侧发动机N1从76% 瞬间降到73% ，其它参数正常。机组执行《发动机限制或喘振或失速》检查单，右侧发动机保持在慢车推力，经评估后，飞机备降南昌。后经维护人员初步判断是右侧发动机的VSV系统故障导致了发动机喘振。B737-800飞机安装了CFM56-7B发动机，接下来，本文将对CFM56-7B发动机的VSV系统进行简单介绍，并对其故障进行简单分析，如有不当之处，敬请各位读者批评指正。
一、VSV的功能及位置
（一）VSV功能简介
VSV的全称是可调静子叶片（Variable Stator Vane），这里的“可调”指的是静子叶片的位置在工作过程中是可调整的。CFM56-7B发动机的全称是双转子轴流式涡轮风扇发动机，双转子指的是N1和N2转子。在发动机中，与转子相对应的结构是静子，亦可称之为定子，在此我们统称为静子。静子上安装的叶片称之为静子叶片，其主要作用是引导空气流向转子叶片，并经由转子叶片压缩后流向下一级叶片或燃烧室。
静子叶片分为固定型和可调型，在CFM56-7B发动机的高压压气机部分，与旋转的高压压气机叶片对应的是高压级静子叶片。高压级静子叶片部件前三级叶片的位置（角度）是可调型，其后的静子叶片属于固定型。加上在高压压气机之前安装的进气导流叶片（IGV），共形成四级的可调静子叶片，如图1红色部分所示。
（二）VSV系统的组成和位置
可调静子叶片（VSV）系统包括两个作动筒、两个摇臂组件、四个驱动环和四级叶片。在发动机机身的左右两侧各有一个作动筒和一个摇臂组件。四个驱动环和四级叶片则位于高压压气机机匣内。如图2所示。
二、VSV系统工作原理简介
可调静子叶片系统的工作是由EEC（电子发动机控制）控制的。EEC通过DEU(显示电子组件)从大气数据惯性基准组件（ADIRU）处获得大气总温（TAT）、全压（PT）、静压（PO）数据，并从发动机传感器获得N1转速、N2转速和高压压气机进口气温（T25）等参数。EEC获得上述数据后，会计算一个指令信号并发送到液压机械组件（HMU）,HMU通过控制旁通活门、伺服压力调节器、VSV电子伺服活门等一系列设备输送伺服燃油压力到VSV的两个活塞式作动筒。燃油压力驱动作动筒移动，作动筒推动摇臂组件转动，摇臂组件推动4个驱动环转动以调节可调静子叶片（VSV）的位置。
正常情况下，可调静子叶片的角度随着N2转速而变化。N2在慢车转速时，叶片在“关”位。当N2转速增加时，叶片位置随之增大，并在N2转速达到95%时，叶片达到“全开”位。在CDU（控制显示组件）的发动机维护页面，显示了可调静子叶片的工作位置，如图3所示。其中，DEMAND显示EEC计算的指令位置，而POSITION则显示传感器探测的实际位置。当相应参数不可用时，会显示“？？”，当参数超限时则会显示“--”。
在大气总温（TAT）较低的低高度飞行时，如遭遇结冰条件，EEC指令可调静子叶片调整到接近关位，以此来增强发动机的工作稳定性。当N1或N2转速超过红线的1%时，可调静子叶片则被指令完全关闭。
三、关于发动机喘振的简介
喘振的发生一般会伴随着失速。我们知道，飞机的失速是因为气流流经飞机机翼时，超过了临界迎角，使得机翼上部后方的气流变得紊乱，从而使得飞机的升力减小不足以克服重力，飞机进入失速状态（如图4所示）。发动机的N1和N2轴上也安装有数级的叶片，这些叶片类似于飞机的机翼，当气流进入发动机流经这些叶片时，因为某些原因（如气流进入发动机的角度大）可能导致超过叶片的临界迎角，从而在叶片后部产生紊流区，此种情况称之为发动机的失速。众多叶片产生的紊流区会引起发动机的异响、气流倒流、震动指数增加等喘振现象。
为了防止这一现象，可调静子叶片（VSV）系统应运而生。通过调节高压压气机内的空气流量，改变气流流经静子叶片的角度，防止发动机内部叶片进入失速状态，从而增加发动机压气机效率和喘振裕度。CFM56-7B发动机还设计了高压涡轮间隙主动控制（HPTACC）、低压涡轮间隙主动控制（LPTACC）、可调放气活门（VBV）、过渡放气活门（TBV）等设备来防止发动机失速、提高发动机的工作稳定性和效率。这些设备同样由EEC通过HMU伺服系统控制。
四、VSV系统故障的原因简析及处置方法
（一）事故原因简析
导致可调静子叶片（VSV）系统故障的原因大致可以分为两个情况：一是自身部件出现问题，由于组成可调静子叶片系统的部件众多，且随着飞机使用年限的增加，部分部件出现老化、金属疲劳、损伤的概率也逐渐增加，这需要平时良好的维护保养能力来预防；二是外来物损伤。如安装在高压压气机之前的低压压气机如果出现结冰，在其工作后可能将冰甩向后面的高压压气机部分，从而损伤可调静子叶片。当然，鸟击也可能导致异物进入发动机内涵道，从而损坏可调静子叶片。
（二）处置方法
当可调静子叶片系统在地面发生故障，如可调静子叶片不在正确的位置时，EEC会发送一个不可放行的信息至DEU，并点亮ENGINE CONTROL（发动机控制）灯，此时需要维护人员进行专业的处理。在空中，因可调静子叶片系统主要作用是增加压气机效率、防止发动机失速和增加发动机喘振裕度，所以，其失效后，极有可能引起上述现象。本文文首所示案例中，发动机出现了数声“闷响”，并伴有N1转速的改变，这种现象符合《发动机限制或喘振或失速》检查单中“听到发动机异常噪音，可能伴有机体振动”情况的描述（如图5所示），所以应该执行此检查单。
需要强调的是，在执行此检查单的过程中，如果符合第3步第一种情况即：发动机指示稳定且 EGT 稳定或下降，则执行第4步，如图6所示。在第6步，无论是“发动机运转正常”还是“发动机在减推力状态运转”下将应答机选择器置于“TA”位，检查单至此结束。
在真实情况下，检查单虽然已完成，但需要考虑到飞机在接下来的运行中可能会遭遇的一些非正常情况，如遭遇其它航空器、绕飞结冰区等需要做出大的机动动作如爬升等情况。航空公司为了保证航班运行安全和旅客的舒适度，一般会选择在最近合适机场着陆。如文首所列案例，飞机处于起飞爬升阶段，右侧发动机已经工作在慢车推力，两侧发动机出现了不对称情况，这本身就是一种威胁。如果继续飞往海口的话，必然存在一定的风险，所以机组果断备降南昌昌北国际机场，不但保证了旅客安全，也实现了飞行运行的安全。
五、总结
综合以上情况，可调静子叶片（VSV）系统的工作是自动的，由EEC通过HMU进行控制。在飞行中的驾驶舱内，并没有可调静子叶片系统故障的相关指示。飞行员可以根据发动机的非正常工作情况实施相应的非正常检查单，并通过对当前情况的判断，使用空管、公司AOC、机务等一切可使用的资源这一CRM理念来保障航班的正常运行，从而安全、高效地完成航班生产任务。
参考资料：《B737-800飞行机组使用手册》；
《B737-800机组标准操作手册》；
《B737-800飞行机组训练手册》；
《B737-800快速检查单》；
《B737-800飞机维修手册》。
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