航空發(fā)動(dòng)機(jī)：集機(jī)械行業(yè)大成老哲 <p class="ql-block"><b style="font-size:22px;">目前主流航空發(fā)動(dòng)機(jī)種類</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:22px;">航空發(fā)動(dòng)機(jī)的大體分為四類，分別是渦噴、渦扇、渦軸和渦槳。</b></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，是人類歷史上一個(gè)最偉大的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了噴氣推進(jìn)。靠著噴氣的反作用，來推動(dòng)飛機(jī)向前快速的飛行。那么渦輪噴氣過程當(dāng)中有個(gè)特點(diǎn)就是耗油比較高。后演化出渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，利用噴口的余熱和余壓再?zèng)_動(dòng)低壓渦輪，來啟動(dòng)一個(gè)風(fēng)扇，風(fēng)扇有了外涵道，外涵道的氣流是不參與燃燒的，從宏觀上來說，它相當(dāng)于余溫、余壓的一種利用。從細(xì)節(jié)來考慮，相當(dāng)于外涵道的氣流不參加燃燒，但同樣能產(chǎn)生推力，這樣就降低了耗油率。涵道比越大也就越省油，但是外涵道尺寸也越大，飛行阻力也就大了，尤其高速影響突出。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，它是專門針對(duì)的用處，主要是給直升機(jī)配的，它于輸出軸功，所以叫渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，它是驅(qū)動(dòng)螺旋槳的，我們可以把螺旋槳看成一個(gè)涵道比無窮大的一個(gè)外涵道，所以渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)它是油耗最低的，最省油的。但也有個(gè)問題，它不能超聲速飛行。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">現(xiàn)在總體來說，還是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最常用，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比可以調(diào)節(jié)。像民用的民航發(fā)動(dòng)機(jī)或者大型的運(yùn)輸機(jī)，為了追求經(jīng)濟(jì)性、為了省油，一般都是采用大涵道比的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。像一些戰(zhàn)斗機(jī)，他為了追求機(jī)動(dòng)性、加速性，為了追求高的推重比，它的涵道比是比較小的。</span></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:22px;">匯聚機(jī)械行業(yè)三大難題</b></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">機(jī)械行業(yè)有三難，或者說設(shè)計(jì)里面最怕的三類問題，一類是把它高速旋轉(zhuǎn)，因?yàn)橐恍D(zhuǎn)就有震動(dòng)問題；另外一類是怕高溫，只要是高溫，金屬在高溫狀態(tài)下就發(fā)生蠕變、形變：還有一類怕疲勞，我們知道很多金屬在反復(fù)的作用下，就會(huì)出現(xiàn)疲勞斷裂。而航空發(fā)動(dòng)機(jī)把機(jī)械行業(yè)這三難或者是三怕高度的集中在一起。它不但高速旋轉(zhuǎn)，而且還是兩根軸的旋轉(zhuǎn)，甚至三個(gè)軸，高壓轉(zhuǎn)子一般在1萬四、五以上轉(zhuǎn)速/分、低壓轉(zhuǎn)子也在大幾千轉(zhuǎn)，在高速旋轉(zhuǎn)。同時(shí)高溫也是到了極限，渦輪前的溫度達(dá)到了1800K，甚至到1900K。這就要高溫冷卻，才能夠穩(wěn)定的工作。疲勞更是航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的，也是最容易導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)組件的損毀。所以說三個(gè)難點(diǎn)集中到一起，造成了航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為工業(yè)界皇冠上的明珠。</span></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:22px;">航空發(fā)動(dòng)機(jī)中氣動(dòng)熱力設(shè)計(jì)</b></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">航空發(fā)動(dòng)機(jī)難，最難的根子還是在設(shè)計(jì)。氣動(dòng)設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，同時(shí)也是它的目標(biāo)。要設(shè)計(jì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，主要追求它的氣動(dòng)熱力的循環(huán)效率，要追求高的推重比，這些都屬于氣動(dòng)熱力的范疇。同時(shí)我們知道材料界的人士，為了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪前溫度的提高做出了巨大的貢獻(xiàn)，比如像單晶材料的出現(xiàn)，比如像高溫合金的出現(xiàn)，還有一些熱障涂層的出現(xiàn)。對(duì)氣動(dòng)熱力設(shè)計(jì)人員來說，也對(duì)溫度的提高做出了巨大貢獻(xiàn)。這個(gè)就是冷卻，改變它的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，把葉片做成空的，甚至現(xiàn)在還有雙層壁。不但是空的，里面還有各種繞流柱。把冷氣從里面通進(jìn)去以后，再從葉片的表面通過氣膜孔滲出來，在葉片的表面形成一種冷氣。這種冷氣把葉片很好的包裹起來，就像消防人員穿上了消防服一樣。那么在冷氣的包裹下，葉片才能夠承受更高溫的溫度。對(duì)小發(fā)動(dòng)機(jī)來說，葉片更小，難度更大，那么小的一葉片不可能承受非常復(fù)雜的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。那么在這種相對(duì)簡單的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里面，只能通過氣膜孔的排列方式、氣膜孔的出流方向等等這些細(xì)節(jié)，來提高渦輪前承受的溫度。</span></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:22px;">使用中的檢查更為重要</b></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">綜上所述：如此復(fù)雜集機(jī)械行業(yè)大成的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、在這三怕的狀態(tài)中使用中，一定給維護(hù)檢查，機(jī)務(wù)工程師帶來了挑戰(zhàn)工作，尤其核心機(jī)的孔探檢查顯得極為重要。要發(fā)動(dòng)機(jī)孔探檢測(cè)做到“三原則:定位、定量、定性”顯然是不容易的，對(duì)人員素質(zhì)有極高的要求，同時(shí)對(duì)孔探設(shè)備要求也越來越高，孔探設(shè)備清晰度，具備精密測(cè)量、高可靠性、易操作性（包括編寫報(bào)告、上傳）、智能、售后服務(wù)保障等都提出了很高的要求。隨著國內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的大量使用，牽扯到保密協(xié)議問題，可能使用國內(nèi)孔探設(shè)備也是勢(shì)在必行。因?yàn)榻陙韲鴥?nèi)孔探設(shè)備技術(shù)進(jìn)步很快，形成了具有我們的特色和實(shí)用優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)指標(biāo)高，售后有最好的保障。</span></p>