【簡介：】本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)風(fēng)扇葉片修理》對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、不可思議的榫卯結(jié)構(gòu)，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的扇葉居然是松動的，什么原理？
2、飛機(jī)的發(fā)動機(jī)里
本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)風(fēng)扇葉片修理》對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽：
- 1、不可思議的榫卯結(jié)構(gòu)，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的扇葉居然是松動的，什么原理？
- 2、飛機(jī)的發(fā)動機(jī)里面的那個(gè)風(fēng)扇葉子是干什么用的?它是不是風(fēng)吹才轉(zhuǎn)動的?
- 3、飛機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片由什么制成？
- 4、飛機(jī)發(fā)動機(jī)最難造的葉片，究竟是什么材料做的？
- 5、飛機(jī)發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片常見的損傷類型
- 6、飛機(jī)發(fā)動機(jī)的葉片居然是松動的，你知道原理嗎？
不可思議的榫卯結(jié)構(gòu)，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的扇葉居然是松動的，什么原理？
不可思議的榫卯結(jié)構(gòu)，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的扇葉居然是松動的，什么原理？
飛機(jī)剛剛啟動的時(shí)候，經(jīng)常能聽到從發(fā)動機(jī)的位置傳來一連串噠噠噠噠的聲音，如果轉(zhuǎn)動極慢的話，還能看到扇葉松動的畫面，這是怎么一回事兒？難道是發(fā)動機(jī)的葉片發(fā)生了故障嗎？
其實(shí)大多數(shù)飛機(jī)的發(fā)動機(jī)葉片都是松動的，不過他并不是出了問題，而是特意設(shè)計(jì)成這樣子。至于這種結(jié)構(gòu)的來源，則是從古代就有的榫鉚結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)的葉片通過葉根的筍頭卡在夜盤的榫槽里，以此連接。但與木制品中嚴(yán)絲合縫的榫卯結(jié)構(gòu)不同，飛機(jī)葉片的榫頭和榫槽之間則留有間隙，榫頭能在榫槽內(nèi)進(jìn)行晃動。在重力作用下，每個(gè)葉片在做圓周運(yùn)動時(shí)，遇到上垂下直的分界線，都會有一定的掉落，產(chǎn)生撞擊，于是就有了噠噠的聲音。
為什么飛機(jī)發(fā)動機(jī)的葉片要做成松動的，牢固連接的葉片難道不是更穩(wěn)定嗎？如果只是普通的家用風(fēng)扇，固定的自然更好，但對于面臨高溫高壓氣、環(huán)境復(fù)雜的飛機(jī)葉片來說，松動一點(diǎn)反而更好用。當(dāng)飛機(jī)發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速通常能達(dá)幾萬轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速越高，葉片受到的離心力也就越大，會呈現(xiàn)一種不斷往外甩的趨勢，這時(shí)葉片的平衡就變得極為重要。一旦其中一個(gè)葉片被外物擊中，產(chǎn)生了破損，導(dǎo)致質(zhì)量減輕，那么在同一轉(zhuǎn)速下，它的離心率將會比周圍的葉片更小。于是風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)中心與軸心發(fā)生偏離失衡，產(chǎn)生振動，出現(xiàn)長時(shí)間的震動，不僅會加劇受損葉片的損傷，風(fēng)扇的整體結(jié)構(gòu)也會因此受到破壞。
將葉片設(shè)計(jì)成可松動的榫鉚結(jié)構(gòu)則能很好的解決這種問題。當(dāng)葉片受損時(shí)，質(zhì)量減輕，受到的離心力變小，于是他在隼巢內(nèi)被拋出的力度就會小一點(diǎn)，相對的，離心力大的葉片就會往外滑，以此就能保證風(fēng)扇的重心始終維持在幾何中心，之后再將受損的葉片單獨(dú)更換一下就可以了。但隨著對飛機(jī)性能要求的不斷提高，榫鉚相接的分體式夜盤逐漸暴露出問題。
據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，幾乎每年都會有因葉片問題造成飛行事故，而在葉片故障中，榫接結(jié)構(gòu)的故障占了50%以上，于是整體事業(yè)盤的設(shè)計(jì)逐漸被應(yīng)用起來。與分體式硬盤相比，整體事業(yè)盤省卻了起連接與固定作用的榫頭、榫槽和鎖緊裝置，大大減少了重量，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了發(fā)動機(jī)的可靠性。
另外，采用整體式設(shè)計(jì)還能減少造成的氣流損失，使發(fā)動機(jī)的效率和推力也能得到提高。例如，第四代戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)F119和LG200由于其風(fēng)扇、壓力機(jī)和渦輪都采用了整體式葉盤設(shè)計(jì)。他們的整個(gè)發(fā)動機(jī)零件數(shù)量減少了50%以上，重量減輕了20%-30%，效率直接提升了5%-10%，由此可見整體葉盤的優(yōu)勢有多明顯。但它較高的制造難度以及高昂的更換代價(jià)依然是他無法普及的重要原因。不過在技術(shù)的快速發(fā)展下，相信在未來的飛機(jī)發(fā)動機(jī)上，整體事業(yè)盤終究會成為主流。
飛機(jī)的發(fā)動機(jī)里面的那個(gè)風(fēng)扇葉子是干什么用的?它是不是風(fēng)吹才轉(zhuǎn)動的?
以上三樓全錯(cuò)。
那個(gè)就叫做風(fēng)扇，所謂的“渦扇”是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的簡稱。把空氣抽進(jìn)去的是壓氣機(jī)，在風(fēng)扇后面呢。
風(fēng)扇是被渦輪發(fā)動機(jī)的低壓渦輪帶動旋轉(zhuǎn)的，就是它把空氣向后吹，推動飛機(jī)前進(jìn)。
飛機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片由什么制成？
飛機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片由什么制成？
在一個(gè)典型的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)中有3種主要的葉片類型。風(fēng)扇葉片，壓縮機(jī)葉片和動力渦輪葉片。這些包括階段之間的敬業(yè)。
風(fēng)扇葉片通常很大。較小的是空心鋁鑄件，中等尺寸的風(fēng)扇葉片通常是鈦或特殊鋁鍛件焊接在一起。大型風(fēng)扇葉片主要由碳纖維制成，配有鈦輪轂和前緣。它們也是空洞的。風(fēng)扇葉片不需要冷卻。
壓縮機(jī)葉片幾乎都是鋁制的，不需要冷卻。然而，高壓葉片可能是鈦，因?yàn)樗鼈冊诳諝鈮嚎s造成的中等高溫(約500-600華氏度)下工作。
動力渦輪葉片幾乎都是鎳合金，而不是鋼或鈦，它們在1,500至1,700華氏度的燃燒溫度下會失去相當(dāng)大的強(qiáng)度。它們必須冷卻，因?yàn)榧词故菃尉ф嚭辖鹨矔诨Ｈ~片鑄有微小的內(nèi)部通道和孔，冷卻空氣出口和保護(hù)金屬?？諝鈴母邏簤嚎s機(jī)部分排出，因?yàn)檫@是唯一有足夠壓力流過管道的地方?？諝夂軣幔A氏500-600度，但仍比廢氣低約1000度。
我所看到的是，沒有人會去關(guān)注引擎的大小來驅(qū)動材料的選擇。讓我們以GE 90或類似的大型發(fā)動機(jī)為例，假設(shè)只有旋轉(zhuǎn)部件。
風(fēng)扇葉片：最先進(jìn)的風(fēng)扇葉片是復(fù)合材料。一些公司仍然使用空心鈦，但復(fù)合材料可以顯著減輕重量。
LPC:這些幾乎都是鈦制的，并且是由刀片和磁盤的一塊組成的。這被稱為Blisk或IBR。鋁的強(qiáng)度甚至都比不上它。
HPC:在高壓壓縮機(jī)中，早期階段是鈦，后期階段是鎳基合金。早期的鎳合金是低級合金，比如718，后期是發(fā)動機(jī)制造商擁有的專有合金。這些也是一次鍛造而成的。非常昂貴和復(fù)雜的鍛件。
HPT:高渦輪葉片是發(fā)動機(jī)中最復(fù)雜的葉片。它們是由非常專有的合金制成的單晶鑄件。它們內(nèi)部由hpc空氣冷卻，并涂上熱障涂層。持有這些在同樣復(fù)雜的磁盤，并有極端的加工公差。
LPT:低渦輪從早期的專利鑄件到最后的標(biāo)準(zhǔn)鎳鑄件。有些在后期階段開始使用鈦鋁，但這是罕見的。
未來的動力渦輪葉片將由陶瓷基體制成，可以承受1700華氏度的溫度而不會冷卻或失去強(qiáng)度。但要達(dá)到一個(gè)經(jīng)濟(jì)的制造速度是今天的一大挑戰(zhàn)。
飛機(jī)發(fā)動機(jī)最難造的葉片，究竟是什么材料做的？
葉片是一類典型的自由曲面零件，加工這類零件時(shí)都有一個(gè)特點(diǎn)：薄，加工時(shí)易變形，并且材質(zhì)通常為不銹鋼、蒙乃爾合金、INCONEL、鈦和鎳為基礎(chǔ)的難加工合金材料，更增添了加工的困難度，同時(shí)對加工工藝與加工用的刀具提出了更高的要求。
飛機(jī)發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片常見的損傷類型
容易發(fā)生變形，燒蝕，掉塊等問題。
航空發(fā)動機(jī)葉片在工作時(shí)常常會受到一些外來物（如飛鳥，石頭等）的撞擊，使葉片產(chǎn)生損傷。
另外對于壓氣機(jī)葉片，其轉(zhuǎn)速非常高，長期在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，其長度會變長，容易與機(jī)匣發(fā)生磨損，而對于渦輪葉片，尤其是高壓渦輪葉片，離燃燒室很近，長期在高溫燃?xì)獾淖茻?，容易發(fā)生變形，燒蝕，掉塊等問題。
飛機(jī)發(fā)動機(jī)的葉片居然是松動的，你知道原理嗎？
你知道飛機(jī)發(fā)動機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動時(shí)為什么總是發(fā)出噠噠噠的響聲嗎？實(shí)際上，飛機(jī)發(fā)動機(jī)里面的葉片本來就是松動的，不過這不是飛機(jī)年久失修導(dǎo)致，而是它本身就是這樣設(shè)計(jì)的。
第一、葉片的設(shè)計(jì)利用了一些特別的結(jié)構(gòu)，通過榫頭卡在發(fā)動機(jī)的榫槽里，這個(gè)和我們古代建造里的榫卯結(jié)構(gòu)有異曲同工之妙。但稍有不同的是，飛機(jī)葉片并不是卡的越緊越好，而且特意在榫頭和榫槽之間留有間隙。當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時(shí)，葉片就會稍微滑動，葉片上的凸臺就會發(fā)生碰撞，從而發(fā)出噠噠噠的聲響。
第二、首先，我們假設(shè)這個(gè)葉片是完全固定的，當(dāng)發(fā)動機(jī)開始工作，葉片開始轉(zhuǎn)動時(shí)，就會產(chǎn)生離心力，每一個(gè)葉片在它對面都會有一個(gè)對應(yīng)的葉片來平衡離心力，但如果其中的一個(gè)葉片被石頭劃了一下，那它的質(zhì)量就損失了一點(diǎn)，它再轉(zhuǎn)動時(shí)自然不能和對面的葉片完全保持平衡，這時(shí)整個(gè)盤面就會產(chǎn)生震動，而長時(shí)間震動很容易損壞機(jī)械零部件。
第三、為了避免這種情況發(fā)生，工程師們就想出這種榫卯結(jié)構(gòu)的辦法，在榫頭和榫槽之間留有明顯空隙，使葉片可在一定范圍內(nèi)自由滑動。當(dāng)風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動產(chǎn)生離心力時(shí)，它的榫頭就會在各自的榫槽里稍微往外移動。但每個(gè)葉片的榫頭往外移動的量并不都是一致的，一旦有哪個(gè)葉片發(fā)生損傷，導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生變化，那它就會多往外移動一點(diǎn)，而與之相對的葉片就會少往外移動一點(diǎn)。如此依舊可以使兩個(gè)葉片在轉(zhuǎn)動時(shí)保持平衡，從而大大減少發(fā)動機(jī)振動的產(chǎn)生。
第四、除了榫卯結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)葉片還有一個(gè)設(shè)計(jì)也可以減少震動，這是大家常見的S型扭曲葉片，它可以減弱空氣震動帶來的影響。以普通葉片為例，當(dāng)它以某個(gè)速度轉(zhuǎn)動起來時(shí)，由于離軸心距離不相同，葉片上不同位置的周向速度就不相同。哪離軸心最遠(yuǎn)的夜間和離軸心最近的葉根相比較，夜間轉(zhuǎn)一圈的周長遠(yuǎn)大于葉根，但夜間和葉根轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間是相同的。這就表示夜間的周向速度要遠(yuǎn)大于葉根的周向速度，也就是說夜間推出的空氣遠(yuǎn)大于葉根推出的空氣，這就代表著夜間受到的空氣壓力遠(yuǎn)大于夜受到的壓力，這樣就沒辦法使整個(gè)頁面保持平衡，從而帶來明顯震動、巨大噪音、快速升溫等問題。
關(guān)于《飛機(jī)風(fēng)扇葉片修理》的介紹到此就結(jié)束了。
