一、航空發動機使用壽命有多久

航空發動機由(you)開(kai)(kai)始(shi)使用(yong)(yong)到退役或報廢(fei)，實際使用(yong)(yong)的累計工作時間稱為實際壽命(ming)(ming)(ming)或總壽命(ming)(ming)(ming)。自開(kai)(kai)始(shi)使用(yong)(yong)到第(di)一(yi)次翻(fan)修或兩次翻(fan)修期間發動(dong)(dong)(dong)(dong)機規定(ding)的累計工作時間稱翻(fan)修壽命(ming)(ming)(ming)。現代(dai)軍用(yong)(yong)活塞式航空(kong)發動(dong)(dong)(dong)(dong)機與殲擊機用(yong)(yong)的渦(wo)輪(lun)噴氣(qi)發動(dong)(dong)(dong)(dong)機第(di)一(yi)次翻(fan)修壽命(ming)(ming)(ming)約為200～600小時；民(min)用(yong)(yong)渦(wo)輪(lun)噴氣(qi)發動(dong)(dong)(dong)(dong)機、渦(wo)輪(lun)風扇發動(dong)(dong)(dong)(dong)機、渦(wo)輪(lun)螺(luo)旋槳發動(dong)(dong)(dong)(dong)機和渦(wo)輪(lun)軸發動(dong)(dong)(dong)(dong)機在2000～4000小時以上。

為(wei)(wei)(wei)保證發(fa)動(dong)(dong)機(ji)工作的(de)可靠性(xing)，現代航空發(fa)動(dong)(dong)機(ji)除規定(ding)以小(xiao)時(shi)計的(de)工作壽命外，還規定(ding)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)允(yun)許(xu)使(shi)用(yong)的(de)工作循(xun)環(huan)(huan)次(ci)數(shu)（飛行(xing)次(ci)數(shu)）。無論(lun)達到哪一(yi)指標，均(jun)認為(wei)(wei)(wei)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)壽命結束，應翻修(xiu)或報廢(fei)。這是(shi)因為(wei)(wei)(wei)隨飛行(xing)器(qi)起(qi)飛、爬升、巡(xun)航、降落等(deng)狀況的(de)變化，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)工作狀態也在不斷變化，從而發(fa)動(dong)(dong)機(ji)內的(de)氣動(dong)(dong)、熱(re)(re)負荷和(he)慣性(xing)負荷產生周期循(xun)環(huan)(huan)變化。航空器(qi)的(de)一(yi)次(ci)起(qi)落，一(yi)般計為(wei)(wei)(wei)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)完成一(yi)次(ci)工作循(xun)環(huan)(huan)。這種負荷的(de)低頻率周期循(xun)環(huan)(huan)會(hui)引起(qi)機(ji)件(jian)的(de)機(ji)械疲(pi)勞(lao)(lao)和(he)熱(re)(re)疲(pi)勞(lao)(lao)，易使(shi)它們產生裂紋(wen)。發(fa)動(dong)(dong)機(ji)上的(de)燃燒室、渦(wo)輪等(deng)熱(re)(re)端(duan)(duan)部件(jian)允(yun)許(xu)的(de)工作循(xun)環(huan)(huan)次(ci)數(shu)與(yu)小(xiao)時(shi)壽命，遠低于壓氣機(ji)、風扇等(deng)冷(leng)端(duan)(duan)部件(jian)。例(li)如，用(yong)于轟(hong)炸機(ji)的(de)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)，冷(leng)端(duan)(duan)部件(jian)允(yun)許(xu)使(shi)用(yong)1萬小(xiao)時(shi)或2000個工作循(xun)環(huan)(huan)，而熱(re)(re)端(duan)(duan)部件(jian)只允(yun)許(xu)5000小(xiao)時(shi)或1000個工作循(xun)環(huan)(huan)。

使用經驗(yan)表明，一方面(mian)(mian)有相當多的(de)發(fa)動(dong)機雖(sui)然累計工作時(shi)間(jian)已達到翻修(xiu)壽(shou)命，實際(ji)上仍能繼續使用；另一方面(mian)(mian)，也有少數發(fa)動(dong)機因偶然的(de)早期(qi)故障會造成在(zai)翻修(xiu)壽(shou)命期(qi)間(jian)內出現(xian)發(fa)動(dong)機空(kong)中停車(che)，甚至需要提前(qian)更換發(fa)動(dong)機。每1000飛行小時(shi)中，由發(fa)動(dong)機故障造成空(kong)中停車(che)的(de)次數和(he)提前(qian)更換發(fa)動(dong)機的(de)次數稱(cheng)為空(kong)中停車(che)率和(he)提前(qian)換發(fa)率，它們也是衡量(liang)發(fa)動(dong)機質量(liang)的(de)重(zhong)要指標。發(fa)動(dong)機的(de)翻修(xiu)壽(shou)命往往要用若干臺發(fa)動(dong)機在(zai)地面(mian)(mian)試驗(yan)臺上經過(guo)長時(shi)期(qi)試驗(yan)來(lai)確定，試驗(yan)時(shi)間(jian)一般超(chao)過(guo)規定翻修(xiu)壽(shou)命。加大負荷的(de)等效試車(che)可以縮短(duan)試驗(yan)時(shi)間(jian)。

靶機(ji)(ji)或飛航(hang)式導彈上(shang)用(yong)的(de)燃氣渦輪發(fa)動(dong)機(ji)(ji)工作時(shi)間很短，使用(yong)次(ci)數也少，壽命(ming)僅幾(ji)十(shi)分鐘到十(shi)幾(ji)小時(shi)，最長的(de)不超(chao)過(guo)50小時(shi)，通(tong)常稱(cheng)為短壽命(ming)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)或一次(ci)使用(yong)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)。

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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)(shou)命關鍵在于(yu)發(fa)(fa)動機(ji)(ji)的葉片(pian)(pian)，發(fa)(fa)動機(ji)(ji)的葉片(pian)(pian)越(yue)好，則壽(shou)(shou)命越(yue)長，葉片(pian)(pian)的情況，會(hui)直接關系到發(fa)(fa)動機(ji)(ji)性(xing)能的發(fa)(fa)揮。

據統計，在航空發(fa)動(dong)機事故中，葉片(pian)振動(dong)疲勞(lao)問題是導致(zhi)結構破壞的(de)(de)(de)最主要因(yin)素。葉片(pian)疲勞(lao)主要與它的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)性能、結構尺寸與服役工況(kuang)有關。葉片(pian)所使用的(de)(de)(de)金屬材(cai)料(liao)和其他材(cai)料(liao)一(yi)樣，在外力作用下都會發(fa)生(sheng)變形(xing)，產生(sheng)裂紋，隨著外力逐漸增(zeng)大進而導致(zhi)斷(duan)裂，這種斷(duan)裂稱為“一(yi)次性過載斷(duan)裂”。

然而，當金屬結構(gou)件長期承受(shou)較(jiao)低(di)的(de)(de)交變(bian)載荷后，也會在(zai)結構(gou)或材料的(de)(de)薄弱處逐漸萌(meng)生裂紋，引發(fa)斷(duan)(duan)裂，這就是“疲勞(lao)”現象。疲勞(lao)現象比較(jiao)隱蔽(bi)，不(bu)容易察(cha)覺。材料斷(duan)(duan)裂前經過了長時間的(de)(de)裂紋萌(meng)生期，直到有(you)一刻突然斷(duan)(duan)裂，因此，造成的(de)(de)損(sun)失(shi)也較(jiao)為(wei)嚴重。

為(wei)確(que)保(bao)(bao)發動機葉片(pian)(pian)正常運轉，聰明的工程師們，在結構設計時(shi)，避免了應力集中(zhong)和(he)結構薄弱(ruo)處的存在。并且，在選(xuan)擇制造葉片(pian)(pian)的原材料(liao)時(shi)，為(wei)了保(bao)(bao)障材料(liao)性能，對材料(liao)進行(xing)了大量的檢測(ce)工作。

選材時，要對(dui)材料的性(xing)(xing)能進行綜合評價，包括金(jin)相組織分析、化(hua)學成分檢測、力學性(xing)(xing)能檢測等。只有各項性(xing)(xing)能達(da)標的材料才能進一步加(jia)工制造成葉片(pian)。

有了巧(qiao)妙的(de)設計(ji)，又(you)經過了考(kao)究的(de)選材階段，下一(yi)步就要對所選材料(liao)制成的(de)葉片進(jin)行葉片振(zhen)動疲勞(lao)試驗(yan)了。這(zhe)一(yi)步是(shi)零(ling)件制造過程中最(zui)后一(yi)道檢(jian)驗(yan)工(gong)序，也(ye)是(shi)至關重要的(de)一(yi)步。

如果在疲(pi)勞測試(shi)葉(xie)片在振動疲(pi)勞試(shi)驗(yan)階段不過關(guan)，發生了(le)葉(xie)片斷裂失(shi)(shi)效，將由專業的失(shi)(shi)效分析(xi)人(ren)員進行分析(xi)，查找失(shi)(shi)效原因(yin)，進而改進制(zhi)造工藝。

飛(fei)機(ji)上的疲(pi)勞(lao)現(xian)(xian)象無法完全避免，但通(tong)過科研人員(yuan)的諸多努力(li)，大大規避了疲(pi)勞(lao)現(xian)(xian)象帶來的危害，從(cong)而保證我(wo)們能有一段更加安全美好的飛(fei)行旅程。