Borescope of differentiaal lektest als maatstaf voor de gezondheid van uw vliegtuigmotor?
In dit artikel wil ik een overzicht geven van twee veel gebruikte tests en inspecties, die door luchtvaarttechnici gebruikt worden om de luchtwaardigheid van een vliegtuigmotor te beoordelen. Hierbij wordt hoofdzakelijk gekeken naar de (gecertificeerde) motoren van Continental en Lycoming. Het wordt aangeraden het “Standard Practice Maintenance Manual van Continental” (versie 2023) te downloaden, omdat hier naar verwezen zal worden. Het document is overigens moeilijk gratis te vinden. Op onderstaande link is een excerpt te vinden: : link
In dit artikel kort ik de lange naam van dit manual af tot SPMM.
Tot in het midden van de tachtiger jaren gold de z.g. differential presure test als de gouden standaard voor het bepalen van de gezondheid van een vliegtuigmotor. Bij deze test wordt de lekkage langs de zuigers van de motor gemeten. Door samenstel van twee drukmeters met een vernauwing daartussen wordt lucht door het bougie gat in een cilinder geblazen. De druk val over de vernauwing tussen de beide meters geeft dan de mate van lekkage langs de zuigers weer. Tot ca. 1984 was een uitkomst van minder dan 60 bij de 80/60 aflezing een reden de motor als niet luchtwaardig af te keuren, met als gevolg een uiterst dure reparatie.
Omdat het een aantal luchtvaarttechnici (destijds nog GWK’s genoemd) al opgevallen was, dat ook bij lagere compressiewaarden nauwelijks sprake was van vermogensverlies, voerde Continental in 1984 een opmerkelijke test uit. In de fabriek te Mobile, Alabama, werden bij een IO-550 alle zuigers voorzien van zuigerringen met opzettelijk uit gevijlde openingen.
Op de testbank bleek, dat zelfs bij een gemeten compressie van 80/40 nauwelijks vermogensverlies optrad. Wel was een wat hoger olieverbruik waar te nemen, maat dit was geen reden om strikt vast te houden aan de eerdere 80/60 regel. In een Continental Service Bulletin (SB84-15) werden compressie metingen van minimaal 80/40 dan ook niet meer beschouwd als een reden van afkeur van de cilinder of motor.
Bijna 20 jaar later introduceerde Continental met SB03-3 het gebruik van de borescope als een verplicht onderzoek bij de jaarlijkse of 100-uurs controle van een motor. Met SB03-3 werd tevens SB84-15 “overruled” en werd de aloude compressietest weer wat in ere hersteld. In het vervolg moest bij een compressietest slechter dan 80/60 een vlucht gemaakt worden van minimaal 45 minuten. Zou daarna de test weer slechtere waarden dan 80/60 opleveren, dan werd de motor alsnog niet luchtwaardig bevonden.
In veel gevallen bleek echter, dat na een vlucht van 45 minuten de compressie aanzienlijk was verbeterd en daarmee was reparatie overbodig.
Inmiddels zijn we weer ruim twintig jaar verder en hebben de ontwikkelingen van betaalbare borecopen een schat van informatie opgeleverd bij het inspecteren van het inwendige van vliegtuig motoren.
Je kunt je dan afvragen, waarom we überhaupt nog blijven geloven in het nut van compressietesten. Nu, dat heeft mede te maken met de Amerikaans luchtvaart wetgeving. FAR Part 43 appendix D blijft namelijk een compressietest voorschrijven bij jaarlijks onderhoud en daar kan de motorfabrikant niet omheen. Wel heeft Continental SB-03-3 laten vervallen en het geheel van compressietest en borescope inspectie geïntegreerd in haar Standard Practice Maintenance Manual M-0 (Pagina 6 – 105 t/m 116)
Als we het over een borescope inspectie hebben, komt natuurlijk eerst de vraag op, welke borescope we moeten hebben. Welnu de exemplaren die u o.a. vaak bij Lidl kunt kopen, zijn niet echt iets waarmee u een goede inspectie kunt uitvoeren. Gebruikers zowel in de USA als Europa zijn vrijwel unaniem van mening, dat u de Vividia Ablescope- VA 400 moet hebben. Ook op de website van Savvy Aviation (Mike Bush) (www.savvyaviation.com) komt u veel artikelen tegen waarin deze borescope is toegepast. De prijs van deze borescope is ca. € 250. Let er bij aankoop wel op, dat u het nieuwste type (versie 5) koopt en bij voorkeur bij een leverancier die ook garantie biedt. In Nederland is deze borescope helaas slecht verkrijgbaar.
Waarom deze borescope van ruim € 200 terwijl Lidl ze ook voor € 50 verkoopt? In de eerste plaats is de mechanische uitvoering met een vaste sonde met een 180 graden buigbaar deel de enige goede mogelijkheid om een cilinder aan de binnenkant goed te kunnen inspecteren. Bij veel goedkopere scopes moet je een klein spiegeltje op het uiteinde zetten, om “om een hoekje” te kunnen kijken en dat werkt niet echt, als je de kleppen in de cilinderkop wilt inspecteren. Verder zijn de componenten in de Vividia natuurlijk beter, dan in de goedkopere Chinese exemplaren en dat geeft een betere beeldkwaliteit.
Een andere belangrijke vraag is natuurlijk welk voordeel een borescope inspectie biedt t.a.v. de aloude compressie test. Bij een compressietest merkt u alleen, dat er “ergens” in de cilinder lekkage optreedt, maar weet u nog steeds niet wat de oorzaak is en of dat veel kwaad kan.
Een ervaren luchtvaart technicus kan overigens bij het met de hand rondraaien van de propeller al een redelijk betrouwbare uitspraak doen m.b.t. de compressie. Als u regelmatig onderhoud pleegt aan uw vliegtuigmotor, ontwikkelt u die vaardigheid zelf ook na enkele jaren. Let er wel altijd op, dat u een z.g. “groundcheck” van de magneto’s hebt doorgevoerd en nog veiliger, haal de leads van alle bougies.
Omdat u met de borescope in de cilinder kunt kijken, kunt u aan de hand van voorbeelden in het SPMM of o.a. op de site van Savy Aviation al snel zien hoe de conditie van o.a. de cilinderwanden, de kop van de zuiger en de kleppen is. Het zou te ver gaan in dit artikel nog alles, wat al gepubliceerd is te herhalen.
Maar enkele voorbeelden wil ik hier toch een noemen:
In de eerste plaats is dat de conditie van de kleppen en dan vooral de uitlaatklep. Ook zonder, dat er sprake is van (veel) compressieverlies, kunnen hiermee namelijk al vervelende dingen aan de hand zijn. Berucht is o.a. het z.g. inslaan op de klepzittingen. Hierbij treed nog niet direct lekkage op, maar omdat de uitlaatklep steeds dieper in de zitting komt te liggen, neemt de klepspeling af. Zou dat niet tijdig geconstateerd worden, dan gaat de klep onherroepelijk lekken en verbranden. Het z.g. inslaan van de kleppen is vrij recent geconstateerd bij o.a. Lycoming motoren, die geschikt zouden zijn voor loodvrije brandstof, maar toch achteraf minder geschikt bleken. Opmerkelijk is, dat zeer recent het euvel ook optrad bij de motoren die draaiend op gecertificeerde vervangende brandstof van Avgas 100LL. (Zie https://www.aopa.org/news-and-media/all-news/2024/july/pilot/unleaded-fuel-bumpy-flight)
Naast het inslaan van de uitlaatkleppen, kan natuurlijk ook door andere oorzaken beschadiging van de klep optreden door corrosie, erosie en verbranding. Los van deze natuurlijke oorzaken, kan onjuist afgestelde klepspeling ook een hoop ellende veroorzaken. Daarom is het zaak de klepspeling overeenkomstig het advies van de motorfabrikant te controleren en waar nodig opnieuw af te stellen.
Lycoming adviseert dit om de 400 uur te doen. Continental adviseert “regelmatig”.
Afbeelding van een “gezonde” uitlaatklep
Onderstaande afbeeldingen in het Continental SPMM tonen een lekkende en een gezonde uitlaat klep naast elkaar. Bij een gezonde uitlaatklep tekent zich op de klep een cilindrisch patroon af van verbranding residuen. Bij een lekkende klep wordt dit patroon verstoord door lichter kleur ter plekke van de lekkage.
Indien u een lekkende klep tijdig opmerkt, is het soms nog mogelijk de klep in te slijpen, zonder dat de cilinder getrokken hoeft te worden. Op de site van Savy Aviation (https://www.savvyaviation.com/ending-the-war-on-jugs/) vindt u een uitvoerige beschrijving van deze methode.
Naast de toestand van de kleppen, verdient natuurlijk ook de cilinderwand en de kop van de zuiger aandacht. Helaas zijn de zuigerveren niet te zien, maar de compressiemeting geeft naast de controle van de kleppen al een aardige indruk van de toestand van de zuigerveren. Daarnaast kan de toestand van de cilinderwanden al een redelijke indruk geven zeker als er echt iets ernstigs met de zuigerveren aan de hand is, zoals breuk. Het Continental SPMM geeft u al een mooi compleet overzicht van hetgeen u m.b.t. de cilinderwanden met een borescope kunt waarnemen en wat dit m.b.t. de conditie en luchtwaardigheid van de motor betekent.
En ook hier zijn in sommige gevallen oplossingen denkbaar, die niet direct het trekken van de cilinders met zich meebrengen. O.a. wordt op de website van Savy Aviation (https://www.savvyaviation.com/ending-the-war-on-jugs/) een methode beschreven waarmee vastzittende zuigerveren weer “losgeweekt” kunnen worden. Vooral vastzittende schraapveren kunnen tot een hoog olieverbruik leiden en dat gaat het koolvorming in de cilinders en zuigerveren van kwaad tot erger.
Conclusie: De aloude compressie meting en de borescope vullen elkaar prima aan om een goed inzicht te krijgen over de “gezondheid” en uw vliegtuigmotor.
Naschrift: Eén van onze leden melde mij, dat hij gebruik maakt van een Ali-Express verkrijgbare borescope, die qua uitvoering vergelijkbaar is met de Vividia borescope. Het gaat hier om: 8.5Mm 180 Graden Draaibare Industriële Endoscoop Camera Control Steering Automotive Pijp Beveiliging Video Inspectie Apparaat. Prijs: € 249,69 excl. verzendkosten, etc. Weblink: https://a.aliexpress.com/_EwDgqVX
Ook Aircraft Spruce verkoopt de Vividia Borescope V5.: https://www.aircraftspruce.com/catalog/topages/vividia_12-04891.php?clickkey=3786807
De prijs bedraagt daar USD 250 excl. verzendkosten. Mogelijk, dat bij Aircraft Spruce wel garantie op het product kan worden verkregen.