一、航空發動機使用壽命有多久

航空發動機由開始使用(yong)到(dao)退役或報廢，實際使用(yong)的(de)累計工作(zuo)時(shi)間(jian)稱為實際壽(shou)命(ming)或總壽(shou)命(ming)。自開始使用(yong)到(dao)第一(yi)次(ci)翻(fan)(fan)修或兩次(ci)翻(fan)(fan)修期間(jian)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)規定的(de)累計工作(zuo)時(shi)間(jian)稱翻(fan)(fan)修壽(shou)命(ming)。現代軍用(yong)活塞式航空發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)與殲擊機(ji)(ji)用(yong)的(de)渦(wo)輪噴(pen)氣(qi)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)第一(yi)次(ci)翻(fan)(fan)修壽(shou)命(ming)約為200～600小時(shi)；民用(yong)渦(wo)輪噴(pen)氣(qi)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)、渦(wo)輪風扇(shan)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)、渦(wo)輪螺旋槳發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)和(he)渦(wo)輪軸發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)在2000～4000小時(shi)以上。

為(wei)(wei)保證發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)工(gong)(gong)作的(de)(de)可靠性，現代(dai)航(hang)(hang)空發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)除規定以小(xiao)時(shi)計(ji)的(de)(de)工(gong)(gong)作壽命(ming)(ming)外，還(huan)規定發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)允許(xu)使(shi)用的(de)(de)工(gong)(gong)作循環(huan)次(ci)(ci)數（飛行次(ci)(ci)數）。無論達到(dao)哪一指標，均認為(wei)(wei)發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)壽命(ming)(ming)結束，應翻修(xiu)或(huo)報廢(fei)。這是因為(wei)(wei)隨飛行器起飛、爬升、巡航(hang)(hang)、降落(luo)等狀(zhuang)況的(de)(de)變(bian)(bian)化，發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)工(gong)(gong)作狀(zhuang)態(tai)也在不斷變(bian)(bian)化，從而(er)發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)內的(de)(de)氣動(dong)(dong)(dong)(dong)、熱(re)負(fu)荷和(he)慣性負(fu)荷產(chan)生(sheng)周期循環(huan)變(bian)(bian)化。航(hang)(hang)空器的(de)(de)一次(ci)(ci)起落(luo)，一般計(ji)為(wei)(wei)發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)完成一次(ci)(ci)工(gong)(gong)作循環(huan)。這種(zhong)負(fu)荷的(de)(de)低(di)頻率周期循環(huan)會引起機(ji)件(jian)(jian)的(de)(de)機(ji)械疲(pi)勞(lao)和(he)熱(re)疲(pi)勞(lao)，易使(shi)它(ta)們產(chan)生(sheng)裂紋。發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)上的(de)(de)燃(ran)燒室、渦(wo)輪(lun)等熱(re)端(duan)部件(jian)(jian)允許(xu)的(de)(de)工(gong)(gong)作循環(huan)次(ci)(ci)數與小(xiao)時(shi)壽命(ming)(ming)，遠低(di)于壓(ya)氣機(ji)、風扇等冷端(duan)部件(jian)(jian)。例如，用于轟炸機(ji)的(de)(de)發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)，冷端(duan)部件(jian)(jian)允許(xu)使(shi)用1萬小(xiao)時(shi)或(huo)2000個工(gong)(gong)作循環(huan)，而(er)熱(re)端(duan)部件(jian)(jian)只允許(xu)5000小(xiao)時(shi)或(huo)1000個工(gong)(gong)作循環(huan)。

使用經驗(yan)表(biao)明(ming)，一(yi)方面(mian)有(you)相當多的發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)雖然累計工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)(jian)已(yi)達到翻修壽(shou)命(ming)，實(shi)際上(shang)仍能(neng)繼續使用；另一(yi)方面(mian)，也有(you)少數(shu)發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)因偶然的早(zao)期故(gu)障會造(zao)成(cheng)在(zai)翻修壽(shou)命(ming)期間(jian)(jian)內(nei)出現發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)空(kong)中(zhong)停(ting)車(che)(che)，甚至需要提(ti)前(qian)更換發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。每1000飛行小時(shi)中(zhong)，由發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)故(gu)障造(zao)成(cheng)空(kong)中(zhong)停(ting)車(che)(che)的次數(shu)和提(ti)前(qian)更換發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的次數(shu)稱為空(kong)中(zhong)停(ting)車(che)(che)率(lv)和提(ti)前(qian)換發(fa)率(lv)，它們也是衡(heng)量發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)質量的重要指(zhi)標(biao)。發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的翻修壽(shou)命(ming)往往要用若干臺發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)地面(mian)試驗(yan)臺上(shang)經過長時(shi)期試驗(yan)來確定(ding)(ding)，試驗(yan)時(shi)間(jian)(jian)一(yi)般超過規(gui)定(ding)(ding)翻修壽(shou)命(ming)。加大負荷的等效試車(che)(che)可以縮短試驗(yan)時(shi)間(jian)(jian)。

靶機或飛航式導彈上用的(de)燃氣渦輪發動(dong)機工作時(shi)間很短，使用次數也少，壽命僅幾十分鐘到(dao)十幾小(xiao)時(shi)，最長的(de)不超過50小(xiao)時(shi)，通常稱為短壽命發動(dong)機或一次使用發動(dong)機。

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二、如何延長發動機葉片疲勞壽命

飛機發動機的壽(shou)命關鍵在(zai)于發動(dong)(dong)機的葉(xie)(xie)片(pian)，發動(dong)(dong)機的葉(xie)(xie)片(pian)越好，則壽(shou)命越長，葉(xie)(xie)片(pian)的情況，會直接關系到發動(dong)(dong)機性能的發揮。

據(ju)統計，在(zai)航空發動機事故中，葉片振(zhen)動疲勞問題是導致結構破壞的(de)最主要因素。葉片疲勞主要與它的(de)材料(liao)性能、結構尺寸與服役(yi)工況有關。葉片所(suo)使用(yong)的(de)金屬材料(liao)和其他材料(liao)一樣，在(zai)外力作用(yong)下都會(hui)發生變形，產生裂(lie)紋，隨(sui)著外力逐漸增大(da)進而導致斷(duan)(duan)裂(lie)，這種斷(duan)(duan)裂(lie)稱為(wei)“一次性過載(zai)斷(duan)(duan)裂(lie)”。

然而，當金(jin)屬結構件(jian)長期承受較(jiao)低的交變載荷后，也會在結構或(huo)材料的薄弱(ruo)處(chu)逐漸萌生(sheng)(sheng)裂紋，引(yin)發斷裂，這就是“疲(pi)勞”現象。疲(pi)勞現象比較(jiao)隱(yin)蔽，不容易察覺。材料斷裂前經(jing)過(guo)了(le)長時間的裂紋萌生(sheng)(sheng)期，直(zhi)到有一(yi)刻(ke)突然斷裂，因此(ci)，造成(cheng)的損失也較(jiao)為嚴重。

為確保發(fa)動機(ji)葉片(pian)正常(chang)運轉(zhuan)，聰明的(de)工程師們，在(zai)結(jie)構設計時(shi)，避(bi)免了(le)應力集中和結(jie)構薄弱處的(de)存在(zai)。并且，在(zai)選擇制(zhi)造葉片(pian)的(de)原材料時(shi)，為了(le)保障材料性能，對材料進行了(le)大(da)量(liang)的(de)檢測(ce)工作(zuo)。

選(xuan)材時，要對(dui)材料的(de)性能(neng)(neng)進行綜(zong)合評價(jia)，包括金相組織分(fen)析、化(hua)學成分(fen)檢(jian)測、力學性能(neng)(neng)檢(jian)測等。只(zhi)有各項性能(neng)(neng)達(da)標的(de)材料才能(neng)(neng)進一步加工制(zhi)造成葉片。

有了(le)(le)巧妙的(de)(de)設計，又經過(guo)了(le)(le)考究的(de)(de)選材(cai)階段(duan)，下一步就(jiu)要對(dui)所選材(cai)料制成的(de)(de)葉(xie)片進行葉(xie)片振動疲(pi)勞試驗了(le)(le)。這(zhe)一步是(shi)零件(jian)制造過(guo)程中最后一道檢驗工序，也是(shi)至關重要的(de)(de)一步。

如果在疲勞測試(shi)葉片在振動疲勞試(shi)驗階段不過關，發生了(le)葉片斷裂(lie)失效(xiao)，將由專業的(de)失效(xiao)分析人(ren)員進行分析，查找失效(xiao)原因，進而改進制造工藝(yi)。

飛機上的疲(pi)勞(lao)現象無法完(wan)全避免(mian)，但通過(guo)科(ke)研人員的諸(zhu)多努力，大大規避了疲(pi)勞(lao)現象帶來的危害(hai)，從而保證我們能(neng)有一段更(geng)加安(an)全美(mei)好的飛行(xing)旅程。