一、航空發動機使用壽命有多久

航空發動機由開始使(shi)用到退役或(huo)(huo)報廢(fei)，實際使(shi)用的累計工作(zuo)時間(jian)(jian)稱為實際壽(shou)(shou)命(ming)(ming)或(huo)(huo)總壽(shou)(shou)命(ming)(ming)。自開始使(shi)用到第一(yi)次(ci)翻(fan)修或(huo)(huo)兩次(ci)翻(fan)修期間(jian)(jian)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)規(gui)定的累計工作(zuo)時間(jian)(jian)稱翻(fan)修壽(shou)(shou)命(ming)(ming)。現代軍用活塞式航(hang)空(kong)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)與殲擊機(ji)用的渦(wo)輪(lun)噴氣(qi)(qi)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)第一(yi)次(ci)翻(fan)修壽(shou)(shou)命(ming)(ming)約為200～600小(xiao)時；民用渦(wo)輪(lun)噴氣(qi)(qi)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)、渦(wo)輪(lun)風扇發(fa)(fa)動(dong)機(ji)、渦(wo)輪(lun)螺旋槳發(fa)(fa)動(dong)機(ji)和渦(wo)輪(lun)軸發(fa)(fa)動(dong)機(ji)在(zai)2000～4000小(xiao)時以(yi)上。

為保證發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)可靠性，現代航空發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)除(chu)規定以(yi)小(xiao)時(shi)計的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)壽(shou)命(ming)外，還規定發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)允許(xu)使(shi)用的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數(shu)（飛(fei)行次(ci)(ci)數(shu)）。無論達(da)到哪一指標(biao)，均認為發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)壽(shou)命(ming)結束，應翻修或(huo)報廢(fei)。這是因為隨飛(fei)行器起飛(fei)、爬升、巡航、降落(luo)等狀況的(de)(de)變(bian)化，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)狀態也在不斷(duan)變(bian)化，從而(er)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)內的(de)(de)氣動(dong)(dong)、熱負(fu)荷(he)和(he)(he)慣性負(fu)荷(he)產生周期(qi)(qi)循(xun)環(huan)(huan)變(bian)化。航空器的(de)(de)一次(ci)(ci)起落(luo)，一般計為發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)完成(cheng)一次(ci)(ci)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環(huan)(huan)。這種負(fu)荷(he)的(de)(de)低頻率周期(qi)(qi)循(xun)環(huan)(huan)會引起機(ji)(ji)(ji)件(jian)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械疲勞和(he)(he)熱疲勞，易使(shi)它們產生裂紋。發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)燃燒室、渦輪等熱端(duan)(duan)部件(jian)允許(xu)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數(shu)與小(xiao)時(shi)壽(shou)命(ming)，遠低于壓氣機(ji)(ji)(ji)、風扇等冷端(duan)(duan)部件(jian)。例如，用于轟炸機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)，冷端(duan)(duan)部件(jian)允許(xu)使(shi)用1萬(wan)小(xiao)時(shi)或(huo)2000個工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環(huan)(huan)，而(er)熱端(duan)(duan)部件(jian)只允許(xu)5000小(xiao)時(shi)或(huo)1000個工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環(huan)(huan)。

使(shi)用(yong)經驗(yan)表(biao)明，一方面有相當多的發動(dong)機(ji)雖然(ran)累計(ji)工作時(shi)間(jian)已達到翻修(xiu)壽(shou)(shou)命(ming)，實際上(shang)(shang)仍能繼續使(shi)用(yong)；另一方面，也(ye)(ye)有少數(shu)發動(dong)機(ji)因偶(ou)然(ran)的早期故障(zhang)會(hui)造成在(zai)翻修(xiu)壽(shou)(shou)命(ming)期間(jian)內出現發動(dong)機(ji)空(kong)中(zhong)(zhong)停車(che)，甚(shen)至需要(yao)(yao)(yao)提(ti)前更換(huan)發動(dong)機(ji)。每(mei)1000飛(fei)行(xing)小時(shi)中(zhong)(zhong)，由發動(dong)機(ji)故障(zhang)造成空(kong)中(zhong)(zhong)停車(che)的次(ci)數(shu)和(he)提(ti)前更換(huan)發動(dong)機(ji)的次(ci)數(shu)稱為(wei)空(kong)中(zhong)(zhong)停車(che)率和(he)提(ti)前換(huan)發率，它們(men)也(ye)(ye)是衡量發動(dong)機(ji)質量的重要(yao)(yao)(yao)指標(biao)。發動(dong)機(ji)的翻修(xiu)壽(shou)(shou)命(ming)往往要(yao)(yao)(yao)用(yong)若干(gan)臺(tai)發動(dong)機(ji)在(zai)地(di)面試驗(yan)臺(tai)上(shang)(shang)經過(guo)(guo)長時(shi)期試驗(yan)來確定，試驗(yan)時(shi)間(jian)一般超過(guo)(guo)規定翻修(xiu)壽(shou)(shou)命(ming)。加大負荷的等效試車(che)可以縮(suo)短試驗(yan)時(shi)間(jian)。

靶機(ji)或飛航式導彈上用的燃氣渦輪發動機(ji)工(gong)作時(shi)間很短(duan)，使用次數(shu)也少，壽命僅幾十分鐘到(dao)十幾小(xiao)時(shi)，最(zui)長的不超過(guo)50小(xiao)時(shi)，通(tong)常稱為短(duan)壽命發動機(ji)或一(yi)次使用發動機(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(de)壽(shou)命(ming)關(guan)鍵在于發(fa)動機的(de)葉(xie)片，發(fa)動機的(de)葉(xie)片越好，則壽(shou)命(ming)越長，葉(xie)片的(de)情況，會直接(jie)關(guan)系到發(fa)動機性能的(de)發(fa)揮。

據統計，在(zai)航(hang)空發動機事(shi)故中(zhong)，葉(xie)片(pian)振動疲勞問題(ti)是導致(zhi)結構破(po)壞的(de)最主(zhu)要因素(su)。葉(xie)片(pian)疲勞主(zhu)要與它(ta)的(de)材料(liao)(liao)性能、結構尺寸與服役工況(kuang)有關。葉(xie)片(pian)所使用(yong)的(de)金屬(shu)材料(liao)(liao)和其他材料(liao)(liao)一樣，在(zai)外力(li)作用(yong)下(xia)都會發生變(bian)形，產生裂紋，隨著外力(li)逐漸增大進而導致(zhi)斷(duan)裂，這種(zhong)斷(duan)裂稱為(wei)“一次性過載斷(duan)裂”。

然(ran)而，當金(jin)屬結構件長期承受較(jiao)(jiao)低的交變載荷后，也(ye)會(hui)在(zai)結構或材(cai)料的薄(bo)弱處(chu)逐漸萌(meng)(meng)生(sheng)裂(lie)(lie)紋，引發斷(duan)裂(lie)(lie)，這就是(shi)“疲(pi)勞”現象。疲(pi)勞現象比較(jiao)(jiao)隱(yin)蔽，不容易察覺(jue)。材(cai)料斷(duan)裂(lie)(lie)前經過了長時間(jian)的裂(lie)(lie)紋萌(meng)(meng)生(sheng)期，直到有一刻突然(ran)斷(duan)裂(lie)(lie)，因(yin)此(ci)，造成(cheng)的損失也(ye)較(jiao)(jiao)為嚴重。

為確保(bao)發動機葉(xie)片正(zheng)常運轉，聰明的(de)工(gong)程師們，在結構設計時(shi)(shi)，避免(mian)了(le)(le)(le)應力集中和結構薄弱處的(de)存在。并且(qie)，在選(xuan)擇制(zhi)造(zao)葉(xie)片的(de)原(yuan)材(cai)料時(shi)(shi)，為了(le)(le)(le)保(bao)障材(cai)料性(xing)能(neng)，對材(cai)料進行了(le)(le)(le)大量的(de)檢測工(gong)作(zuo)。

選材(cai)時(shi)，要對(dui)材(cai)料的性能(neng)(neng)進(jin)行綜合評價(jia)，包括(kuo)金相組織分(fen)析、化學成(cheng)分(fen)檢(jian)測、力(li)學性能(neng)(neng)檢(jian)測等。只有(you)各項性能(neng)(neng)達(da)標(biao)的材(cai)料才能(neng)(neng)進(jin)一步加工制(zhi)造成(cheng)葉片。

有了(le)巧妙(miao)的(de)設計，又(you)經過了(le)考究(jiu)的(de)選(xuan)材階段(duan)，下(xia)一步(bu)就要(yao)對所選(xuan)材料制成的(de)葉(xie)片(pian)進行葉(xie)片(pian)振動疲勞(lao)試(shi)驗了(le)。這一步(bu)是零件(jian)制造過程中最(zui)后(hou)一道檢驗工序，也是至關(guan)重要(yao)的(de)一步(bu)。

如果在疲(pi)勞(lao)測(ce)試(shi)葉片在振(zhen)動疲(pi)勞(lao)試(shi)驗階(jie)段不過關(guan)，發生(sheng)了葉片斷裂(lie)失效，將(jiang)由專業的(de)失效分析人(ren)員進行分析，查找失效原因，進而改進制(zhi)造工(gong)藝。

飛(fei)機上(shang)的疲(pi)勞現(xian)象(xiang)無(wu)法(fa)完全避免，但通過科研人員(yuan)的諸(zhu)多努力，大(da)大(da)規避了疲(pi)勞現(xian)象(xiang)帶來的危害，從而保證我們能有一段更加安(an)全美好的飛(fei)行旅程。