相信很多關(guān)心航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的人們都聽過(guò)這樣一個(gè)斷言：航空發(fā)動(dòng)機(jī)不好是因?yàn)椴牧喜恍兄馐恪２牧鲜菃?wèn)題之一配赊，但難題是多方面的。一臺(tái)民用發(fā)動(dòng)機(jī)需要無(wú)故障地任感、穩(wěn)定地工作3萬(wàn)小時(shí)积苞，在工作過(guò)程中，一方面轉(zhuǎn)速極高（每分鐘約15000轉(zhuǎn)）乳吉，需要承擔(dān)葉片本身重量1萬(wàn)倍的離心力这疟；另一方面，燃燒室溫度達(dá)到1800K以上醋躏，與之對(duì)照虹婿，目前熔點(diǎn)最高的鎳基高溫合金初熔點(diǎn)不到1600K。

今天擒买，我們來(lái)盤點(diǎn)一下民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造的四個(gè)難點(diǎn)朝刊。

對(duì)安全性和可靠性要求極高

在極端的工作條件下，民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要穩(wěn)定地工作3萬(wàn)小時(shí)蜈缤，預(yù)計(jì)未來(lái)要求能達(dá)到穩(wěn)定工作10萬(wàn)小時(shí)以上拾氓。為了確保航發(fā)的安全和可靠，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)必不可少——拋鳥實(shí)驗(yàn)底哥、吞冰實(shí)驗(yàn)咙鞍。

美國(guó)2009年哈德遜河迫降是航空史上有名的事件，當(dāng)時(shí)飛機(jī)出故障的原因趾徽，正是在紐約機(jī)場(chǎng)起飛一分鐘后兩個(gè)引擎均受鳥撞擊而失去動(dòng)力续滋，最后不得不迫降在哈德遜河。

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發(fā)動(dòng)機(jī)葉片每分鐘轉(zhuǎn)速大約在15000~16000rpm之間附较，此時(shí)吃粒，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的離心力相當(dāng)于葉片重量的10000倍。更為直觀地說(shuō)拒课，航空發(fā)動(dòng)機(jī)1個(gè)葉片榫頭（工作葉片和渦輪盤相連的部分）所承受的離心力高達(dá)約150kN徐勃，大約15噸。

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燃燒室溫度1800K以上早像，超過(guò)高溫合金熔點(diǎn)

↓↓航發(fā)各部分金屬材料分布↓↓

民機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的溫度達(dá)到1800~1900K益侨，鎳基高溫合金的初熔點(diǎn)大概也就在1300℃左右，也不到1600K著平。

↓↓鎳基高溫合金在高溫下比強(qiáng)度較其他金屬更高↓↓

發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工作溫度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了合金的熔點(diǎn)积碍，為解決這個(gè)問(wèn)題，可以采取幾大技術(shù)枝捷。

1蚌斑、冷卻

早期葉片多為實(shí)心，隨著鑄造技術(shù)的進(jìn)步，葉片發(fā)展為定向（單晶）空心無(wú)余量葉片慰适∫遥空心氣冷葉片的出現(xiàn)，在降低葉片重量的同時(shí)饺斧，可讓冷空氣可進(jìn)入腔內(nèi)冷卻二谤。

熱障涂沉積在耐高溫金屬或超合金的表面，對(duì)于基底材料起到隔熱作用读囤，降低基底溫度继射，使得用其制成的器件（如發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片） 能在高溫下運(yùn)行，并且可以提高器件（發(fā)動(dòng)機(jī)等）熱效率達(dá)到60%以上挎袜。

2顽聂、繼續(xù)提高合金承溫能力

↓↓渦輪葉片的成形工藝和晶相結(jié)構(gòu)↓↓

3、熱障涂層（Thermal Barrier Coating）

熱障涂層本質(zhì)是一層陶瓷涂層盯仪，此概念于上世紀(jì)50年代提出芜飘，80年代技術(shù)取得重大突破。

熱障涂沉積在耐高溫金屬或超合金的表面磨总，對(duì)于基底材料起到隔熱作用，降低基底溫度笼沥，使得用其制成的器件（如發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片） 能在高溫下運(yùn)行蚪燕，并且可以提高器件（發(fā)動(dòng)機(jī)等）熱效率達(dá)到60%以上。

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↓↓渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣流控制↓↓

（機(jī)械前沿）

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