一、航空發動機使用壽命有多久

航空發動機由開始(shi)使用(yong)到退役(yi)或報(bao)廢，實際使用(yong)的(de)累計工(gong)作(zuo)時(shi)(shi)間稱為(wei)實際壽(shou)命(ming)或總(zong)壽(shou)命(ming)。自開始(shi)使用(yong)到第一次翻修(xiu)或兩次翻修(xiu)期間發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)規(gui)定的(de)累計工(gong)作(zuo)時(shi)(shi)間稱翻修(xiu)壽(shou)命(ming)。現代軍用(yong)活(huo)塞(sai)式航(hang)空發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)與(yu)殲擊(ji)機(ji)(ji)(ji)用(yong)的(de)渦(wo)輪噴(pen)氣(qi)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)第一次翻修(xiu)壽(shou)命(ming)約為(wei)200～600小時(shi)(shi)；民用(yong)渦(wo)輪噴(pen)氣(qi)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)、渦(wo)輪風(feng)扇發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)、渦(wo)輪螺旋(xuan)槳發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)和(he)渦(wo)輪軸發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)在(zai)2000～4000小時(shi)(shi)以上。

為(wei)保證發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工作(zuo)的(de)(de)可靠性(xing)(xing)，現代航空發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)除規(gui)定以小(xiao)時(shi)(shi)計的(de)(de)工作(zuo)壽命外，還(huan)規(gui)定發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)允許使用(yong)的(de)(de)工作(zuo)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)次(ci)數（飛行次(ci)數）。無論達到哪一指標，均認為(wei)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壽命結束(shu)，應翻修或報廢。這是因為(wei)隨飛行器(qi)(qi)起飛、爬升(sheng)、巡航、降落等(deng)狀況的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化，發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工作(zuo)狀態(tai)也在不斷變(bian)(bian)(bian)化，從而發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)內的(de)(de)氣(qi)動(dong)、熱(re)負荷和慣(guan)性(xing)(xing)負荷產生周期(qi)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)變(bian)(bian)(bian)化。航空器(qi)(qi)的(de)(de)一次(ci)起落，一般(ban)計為(wei)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)完成一次(ci)工作(zuo)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)。這種負荷的(de)(de)低頻率周期(qi)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)會引起機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)件(jian)(jian)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械疲(pi)勞和熱(re)疲(pi)勞，易(yi)使它們產生裂紋(wen)。發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)燃燒室、渦輪等(deng)熱(re)端(duan)(duan)部件(jian)(jian)允許的(de)(de)工作(zuo)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)次(ci)數與(yu)小(xiao)時(shi)(shi)壽命，遠(yuan)低于壓氣(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、風扇等(deng)冷端(duan)(duan)部件(jian)(jian)。例如，用(yong)于轟(hong)炸機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，冷端(duan)(duan)部件(jian)(jian)允許使用(yong)1萬小(xiao)時(shi)(shi)或2000個(ge)工作(zuo)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)，而熱(re)端(duan)(duan)部件(jian)(jian)只(zhi)允許5000小(xiao)時(shi)(shi)或1000個(ge)工作(zuo)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)。

使(shi)用(yong)(yong)經(jing)驗表明(ming)，一方(fang)面有(you)相當多的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)雖(sui)然累計工作(zuo)時(shi)間(jian)(jian)已達(da)到翻(fan)(fan)修(xiu)壽(shou)命，實際上仍能繼續使(shi)用(yong)(yong)；另(ling)一方(fang)面，也有(you)少數(shu)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)因偶然的(de)(de)(de)(de)早(zao)期(qi)故(gu)障會(hui)造成(cheng)在翻(fan)(fan)修(xiu)壽(shou)命期(qi)間(jian)(jian)內出現發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)空中(zhong)(zhong)停(ting)車(che)，甚至需要提(ti)(ti)前(qian)更換發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)。每1000飛行小時(shi)中(zhong)(zhong)，由發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)故(gu)障造成(cheng)空中(zhong)(zhong)停(ting)車(che)的(de)(de)(de)(de)次數(shu)和提(ti)(ti)前(qian)更換發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)次數(shu)稱為空中(zhong)(zhong)停(ting)車(che)率和提(ti)(ti)前(qian)換發(fa)(fa)率，它(ta)們也是衡(heng)量(liang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)重要指(zhi)標。發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)翻(fan)(fan)修(xiu)壽(shou)命往往要用(yong)(yong)若干臺(tai)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)在地(di)面試(shi)驗臺(tai)上經(jing)過長(chang)時(shi)期(qi)試(shi)驗來(lai)確(que)定，試(shi)驗時(shi)間(jian)(jian)一般超(chao)過規定翻(fan)(fan)修(xiu)壽(shou)命。加大(da)負荷的(de)(de)(de)(de)等效試(shi)車(che)可(ke)以(yi)縮短試(shi)驗時(shi)間(jian)(jian)。

靶(ba)機或飛航(hang)式導彈上用的燃(ran)氣渦輪(lun)發(fa)(fa)動(dong)機工作(zuo)時(shi)間很短，使用次數(shu)也(ye)少，壽(shou)命僅(jin)幾十(shi)分鐘到十(shi)幾小(xiao)時(shi)，最長的不超過50小(xiao)時(shi)，通(tong)常(chang)稱為短壽(shou)命發(fa)(fa)動(dong)機或一次使用發(fa)(fa)動(dong)機。

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二、如何延長發動機葉片疲勞壽命

飛機發動機的(de)壽命(ming)關(guan)鍵在于發(fa)動機(ji)(ji)的(de)葉(xie)片(pian)，發(fa)動機(ji)(ji)的(de)葉(xie)片(pian)越好(hao)，則壽命(ming)越長，葉(xie)片(pian)的(de)情況，會直接關(guan)系(xi)到發(fa)動機(ji)(ji)性能的(de)發(fa)揮。

據統計，在航空發動(dong)機事故中(zhong)，葉片(pian)(pian)振動(dong)疲勞問題是導致(zhi)結構(gou)破(po)壞的(de)最主(zhu)要(yao)因(yin)素。葉片(pian)(pian)疲勞主(zhu)要(yao)與(yu)(yu)它的(de)材(cai)料(liao)性能、結構(gou)尺(chi)寸與(yu)(yu)服役工(gong)況有關。葉片(pian)(pian)所使(shi)用的(de)金屬材(cai)料(liao)和(he)其他材(cai)料(liao)一樣，在外(wai)力(li)作用下(xia)都會發生變形，產生裂紋，隨著(zhu)外(wai)力(li)逐(zhu)漸(jian)增大進而(er)導致(zhi)斷裂，這種(zhong)斷裂稱為(wei)“一次(ci)性過載斷裂”。

然而，當金屬(shu)結構件長(chang)期承受較(jiao)低的交變載荷后，也會在結構或(huo)材料的薄弱(ruo)處逐漸萌生(sheng)裂(lie)(lie)紋，引發斷(duan)裂(lie)(lie)，這就(jiu)是“疲(pi)勞”現象(xiang)。疲(pi)勞現象(xiang)比較(jiao)隱蔽，不容易(yi)察覺。材料斷(duan)裂(lie)(lie)前(qian)經(jing)過了長(chang)時間的裂(lie)(lie)紋萌生(sheng)期，直到有(you)一刻突(tu)然斷(duan)裂(lie)(lie)，因(yin)此，造成的損(sun)失也較(jiao)為嚴重(zhong)。

為(wei)確保發動(dong)機葉片正常運轉，聰明的(de)工程師們，在(zai)結構(gou)(gou)設計(ji)時，避免(mian)了應力集中和結構(gou)(gou)薄弱處(chu)的(de)存在(zai)。并(bing)且，在(zai)選(xuan)擇制造(zao)葉片的(de)原材料時，為(wei)了保障(zhang)材料性能，對材料進(jin)行了大量(liang)的(de)檢測(ce)工作(zuo)。

選材時，要對材料的(de)性(xing)能進(jin)行(xing)綜合(he)評(ping)價，包(bao)括(kuo)金相組織(zhi)分析、化學成分檢測、力(li)學性(xing)能檢測等。只有(you)各項性(xing)能達(da)標的(de)材料才能進(jin)一步加工制造成葉片。

有了(le)巧妙的設計，又經過了(le)考究的選材階段，下一步就要(yao)對(dui)所選材料制(zhi)成(cheng)的葉片(pian)進行葉片(pian)振動疲(pi)勞試驗了(le)。這(zhe)一步是零件制(zhi)造過程中最后一道檢驗工序，也是至(zhi)關重要(yao)的一步。

如(ru)果在疲(pi)勞(lao)(lao)測試葉片在振動(dong)疲(pi)勞(lao)(lao)試驗(yan)階段(duan)不過關(guan)，發生了葉片斷裂(lie)失(shi)效(xiao)，將由專業的(de)失(shi)效(xiao)分(fen)析人員進行分(fen)析，查(cha)找失(shi)效(xiao)原因，進而改(gai)進制造工藝。

飛(fei)機上的(de)疲勞(lao)現象無法完全避免，但(dan)通過科研人員(yuan)的(de)諸多努(nu)力，大大規避了疲勞(lao)現象帶來的(de)危害(hai)，從而保證我們能有一段更(geng)加安(an)全美好的(de)飛(fei)行旅程(cheng)。