飞机发动机的主要技术有哪些?

飞机发动机是“工业之花”,涉及的理论最难,技术最复杂。一般开发一个型号需要20-30年,不管你的国家有多先进。飞机发动机的一些压气机叶片只有很小的质量,却要承受几吨的离心力和高压气流。你说工作环境恶劣,一般都是蜂窝状散热。这要靠成熟的理论和复杂的工艺流程,不是那么简单的。

航空发动机为飞机飞行提供动力的发动机。发动机研发的特点是技术难度大,成本高,周期长。发动机对飞机的性能和飞机研制的成败与进度有着决定性的影响。而且发动机技术具有良好的两用特性,对国防和国民经济意义重大。

发动机研发的特点是技术难度大,成本高,周期长。发动机对飞机的性能和飞机研制的成败与进度有着决定性的影响。而且发动机技术具有良好的两用特性,对国防和国民经济意义重大。因此,世界上几个能够自主研制先进航空发动机的国家,都把发展航空发动机作为国策,把发动机技术列为国家和国防的关键技术,给予大量的投入,保证发动机相对自主的领先发展,严格禁止关键技术的出口。一些航空发动机后工业国家也制定了重大技术发展计划,试图建立自主研制或参与国际合作研制先进航空发动机的能力。

现代航空发动机主要有两种:活塞式发动机和喷气式发动机。低速、小型、短途飞机常用“活塞式发动机”;喷气发动机通常用于高速、大型(中型)和远程(中型)飞机。无论哪种类型,当用作航空发动机时,其基本要求可概括如下:

首先,功率重量比很大

飞机的任何部件都应该在满足使用要求的前提下,尽可能地减轻重量。对于发动机来说,既要保证足够的动力,又要保证重量轻。衡量发动机功率和重量的标准是“功率重量比”。即发动机产生的功率与发动机重量的比值。“功率重量比”越大,同等功率下发动机越轻。

活塞发动机的功率重量比单位是“马力/千克”;对于喷气发动机,是推力(牛顿)/重量(牛顿),没有单位。

第二,油耗小

发动机省油与否是飞机使用的重要经济指标。评价一台发动机的经济性,常以“油耗率”为标准。“燃料消耗率”是指单位功率(一牛顿或一马力)在一小时内消耗的燃料重量。油耗率越小,发动机越省油。

三是迎风面积小

航空发动机要在保证降功率的前提下,努力做到更小。尺寸小可以使发动机占用的空间小,有利于飞机装载人员、货物和设备。在体积大小上,要努力减少“迎风面积”,以减少空气阻力。

四是工作安全可靠,使用寿命长

飞机在空中飞行的安全性是由各部件的可靠工作来保证的。要维持飞行,发动机必须始终处于可靠状态。因此,发动机的可靠性非常重要。为了保证发动机的安全可靠运行,必须精心设计,选择合适的材料,严格规范工艺。发动机装配完成后,进行“试车”,在“试验台”上模拟各种海拔条件。装上飞机后,会有试运行。只有确定所有规定指标都满足要求,飞机才能飞行。为了保证飞机在任何时候都处于可靠的状态,在整个使用过程中要定期对发动机进行检查和维护。

在保证发动机可靠性的前提下,要求发动机的“长寿命”。这是发动机经济性的另一个指标。使用寿命长,可降低使用成本,节约原材料。

发动机寿命有“翻新寿命”和“使用寿命”两种。“翻新寿命”是指两次翻新之间或新发动机开始使用到第一次翻新之间的服务(实际工作)时间,单位为“小时”。“使用寿命”是指一台全新发动机从开始使用到报废的服务(实际工作)时间,单位也是“小时”。由于设计、材料、工艺和使用条件的不同,每台发动机的“寿命”也不同。

五、维修保养方便

维护和修理统称为保养。这是保证发动机可靠性的一项重要工作。发动机能否随时处于可靠状态,很大程度上决定了“维修”质量。保养质量影响发动机的寿命。

维护的目的之一是发现和排除故障,并检测、清洗和更换必要部件中的润滑油。根据发动机工作时间的长短,保养工作一般会根据不同的项目定期进行。“修理”仅在零件损坏时进行。因为“维修”工作量大,在飞机使用成本中占很大比例。在设计中要考虑拆卸、检查和维修的方便性,以减少维修工作量和成本。