用手拨动飞机发动机的叶片,在顺滑地旋转中,它能一分多钟不停止,其背后就是航发轴承在起作用。一分钟18000转的速度,它是如何保证自己耐用又长寿的呢?

发动机寿命多长

一般来说,一架飞机的寿命为25年左右,飞行时间在4万~8万小时。

而作为飞机的“心脏”,民航飞机发动机中寿命最长的美国GE90,能实现安全运行5万个小时,相当于飞机一生中要换一到两次发动机。

要是发动机性能不好的话,更换次数还会更多,以波音777为例,它所使用的GE90-115B引擎售价高达2400万美元,占整架飞机价值的30%。

因此,发动机的寿命长短,直接决定了一架飞机的经济性能,那发动机的寿命由什么决定的呢?

小小轴承有大作用

除了其他零部件外,最主要的就是起旋转支撑作用的轴承。它帮助航空发动机牢牢“抓住”高速转动的转子,使它们能够在定子系统中保持相对运动。

而发动机要想起作用,风扇、压气机、涡轮机等都得旋转,旋转离不开轴承,且轴承性能越好,各级叶片旋转越久,发动机的整体寿命也就越长。

因此归根结底,是轴承的性能决定了发动机的寿命长短。

如果说航空发动机是“工业皇冠上的明珠”,那轴承就是明珠上最耀眼的一抹光泽,航空发动机轴承都需要有哪些特殊要求呢?

简单来说,一是能适应高转速,一是可以耐高温,平常情况下,飞机发动机运行时,转速基本在18000转/分以上

而高转速带来的就是强离心力,再加上轴承不同方向所受的拉应力不均,所以如果轴承的材料不好,很容易就会产生裂纹致使整体报废。

因此,对于航空发动机的轴承来说,它在做到质量轻、硬度高的同时,还要满足耐磨和摩擦力低的要求。

国产轴承性能如何

除此之外,发动机运转时还会产生1500℃的高温,即使经过润滑系统的冷却,轴承也要能耐得住发动机内部降至300℃的温度。那么像这样的轴承我国能造出来吗?

答案当然可以,我国不仅造得出来还造得更好,2022年10月24日,由中国工程院院士赵振业带领的项目研究团队十年磨一剑,成功研制出第三代航空发动机主轴承抗疲劳技术,将发动机主轴承的寿命延长至50000小时以上。

而在此之前,我国哈工大和哈轴共同研制的Si3N4氮化硅陶瓷混合轴承,就已经达到世界先进水平。

甚至在被应用于导弹研制试验过程中,面临40000转/分钟的试验转速,仍能保持5个小时不间断的连续运行,试验后轴承旋转灵活无异常。

这足以看出我国航空发动机轴承的制造能力!

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