我们常见的飞机是目前最快的交通工具 , 时速可达1000公里 , 给人们的出行带来了极大的便利 。飞机从黎明到黄昏 , 飞行一千里只需要1、2个小时左右 , 就像古代传说中一日千里的神话 。
飞机强大的工作动力主要靠核心部件 , 飞机的发动机 , 飞机发动机工作时 , 主要靠桨叶转动 。为什么飞机发动机的叶片很难做?它们是由什么材料制成的?我今天学到了很多 。
以我们的民航飞机为例 。民航飞机的发动机叶片由三种叶片组成 , 分别是风扇叶片、压气机叶片和涡轮叶片 。飞机发动机叶片很难制造 , 主要是因为用来制造叶片的特殊金属很难生产 。
发动机最外面的叶片用来保护发动机 , 调节进入发动机的气流的风速和流量 , 避免因气流过大的冲击而造成发动机内燃油的浪费 。这组叶片的作用非常重要 。它们可以确保通过挤压来控制气流 , 从而保护飞机免受气流的影响 。
事实上 , 飞机发动机的挤压叶片不是普通材料 。它们可以承受高空强气流的冲击 , 也可以操作挤出气流 。这些叶片不会变形 , 它们具有强度和韧性 , 以及抗压能力 。重要的是它们能耐高温高压 , 这是很厉害的 。
因为飞机在高空空飞行 , 空气体压力越大 , 气流冲进发动机 , 叶片旋转摩擦 , 对叶片要求非常耐磨 。此外 , 当发动机燃烧室中的燃料燃烧时 , 它达到大约100度的温度 。
喷出的空气体会变成高温气流 , 发动机引出来的气流温度也会相应升高 。没有坚固的耐压耐高温叶片 , 就无法担负起保护飞机发动机的重任 , 所以需要特殊材料来制造这种叶片 。
挤压气流的飞机叶片 , 越深入发动机 , 整个叶片的直径越小 , 但十几层叶片的密集排列 , 可以形成非常稳定的饿风效果 , 有助于发动机将湍急的气流引导出来 , 从而形成向前的推力 。
目前最新的发动机风扇叶片都是由复合材料制成的 。这种复合材料主要是高温合金 , 可以抵抗高速旋转产生的高温而不变形 。它还覆盖有钛合金 , 以保护发动机叶片在高速旋转时不会开裂和损坏 , 并且在维修时可以轻松更换 。
在中国民航领域 , 多年来民航客机一直以进口为主 , 但中国自己尚未掌握飞机的R&D、建造和生产技术 。大部分是从美国、法国等欧美国家进口到中国的 。飞机零件自然都是外国修理更换的 。
但中国科研工作者从未停止过自主研发 。中国的民航飞机一方面在维持进口飞机的使用 , 另一方面国产飞机的研发进程也在不断进步 。
经过多年的研发 , 中国终于成功生产出国产民航飞机 , 也解决了飞机发动机的叶片生产问题 。
【飞机发动机叶片功能和作用 航空发动机叶片】目前 , 航空发动机的叶片主要采用铸造生产 , 主要是高温合金铸造 。而且经过研发 , 中国钢铁研究总院高温材料研究所提供高温合金 , 这是我国的专利技术 。
高温合金是一种特殊的金属 , 也叫热强合金 , 能在高温环境、高压条件和苛刻的工作标准下 , 按照设定的要求保持正常的工作状态 。这种高温合金不仅抗氧化、耐腐蚀 , 而且能够应对复杂的疲劳环境 , 甚至可以承受高达600-1200度的高温而不变形、不损坏 。高温合金的强度和拉伸钢的断裂韧性是非常强大的 。
这种高温合金早在上世纪初就在欧美发展起来 , 并在20世纪30年代应用于涡喷发动机 , 随后应用于航空空飞机 , 成为飞机发动机叶片的核心材料 。高温合金种类繁多 , 制造工艺多种多样 。
目前 , 在航空空发动机领域 , 高温合金的地位非常重要和特殊 。为了保证飞机发动机的正常工作 , 飞机发动机最重要的四个耐热部件 , 即燃烧室、涡轮叶片、涡轮盘和导向器 , 都必须使用高温合金 。此外 , 飞机的旋翼桨叶、尾喷管等部件也需要高温合金 。可以说 , 飞机最重要的核心部件都离不开这种特殊的金属 。
高温合金的加工工艺也非常复杂和先进 。甚至世界上很多国家都将这种生产技术视为秘密 。目前国内能生产高温合金的企业很少 , 产能和产量也很低 , 主要用于民机建造和军工 。
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