航空發(fā)動機機械系統(tǒng)技術(shù)的分析

王貴春

（黑龍江省機械科學(xué)研究院，哈爾濱 150040）

在航空發(fā)動機機械系統(tǒng)當(dāng)中主要包括四個部分，分別是主軸軸承、密封系統(tǒng)、滑動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)，這造成航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，在運行的時候可能會產(chǎn)生各種各樣的故障，造成航空器在運行的過程中無法得到保障，為了讓航空事業(yè)在發(fā)展的過程中不會由于發(fā)動機故障而受到影響，分析航空發(fā)動機機械技術(shù)是非常有意義的，可以從根本上提高航空發(fā)動機的性能。

1 傳動系統(tǒng)技術(shù)

傳動系統(tǒng)主要是給發(fā)動機附件系統(tǒng)提供動力的設(shè)備。伴隨航空事業(yè)快速發(fā)展，人們對航空發(fā)動機系統(tǒng)的研究進一步加強，傳動系統(tǒng)逐漸變成一項非常重要的研究內(nèi)容。在外國研究傳動系統(tǒng)技術(shù)的過程中發(fā)現(xiàn)，設(shè)計傳動系統(tǒng)的時候，一定要采用計算機分析系統(tǒng)，依照該系統(tǒng)分析出來的結(jié)果設(shè)計傳動系統(tǒng)，這樣可以減小整個系統(tǒng)出現(xiàn)的噪音。另外，在設(shè)計附件的過程中需要根據(jù)集成電路的相關(guān)原理把附件整合成一個整體，這樣能降低附件的使用數(shù)量，進一步簡化整個機匣的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的重量減輕、體積縮小，另也可以讓整個系統(tǒng)的性能得到進一步提升。我國在研究傳動系統(tǒng)的過程中，整體科學(xué)技術(shù)水平和國外相比差距還比較明顯，這種差距主要體現(xiàn)在計算機仿真與附件集成等諸多方面，因為這些差距的存在，我國發(fā)動機的體積和重量都非常大，而且會對發(fā)動機正常運行產(chǎn)生一定的影響，對我國航空事業(yè)的快速發(fā)展相當(dāng)不利。這些年以來，我國逐漸重視這一問題，并且開發(fā)完成相應(yīng)的軟件，這就給我國設(shè)計傳動系統(tǒng)提供了很大的幫助。

2 潤滑系統(tǒng)

潤滑系統(tǒng)的設(shè)計牽涉的知識面相對比較廣，主要有潤滑、二向流動、復(fù)雜換熱等比較偏且難度相對比較大的學(xué)科。21世紀(jì)初，英國、法國、德國、比利時、意大利等歐洲國家研究了商用及軍用航空發(fā)動機傳動潤滑系統(tǒng)，耗時了整整八年，改進了潤滑系統(tǒng)當(dāng)中的很多材料和技術(shù)，并且獲得了非常大的技術(shù)成果，主要包含了航空發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)著火、防火，新型潤滑泵以及潤滑系統(tǒng)的設(shè)計，發(fā)動機軸承艙內(nèi)部的流動情況，金屬海綿、高效離心通風(fēng)機等相關(guān)技術(shù)，并且逐漸在一些商用發(fā)動機中得到了試用和實際使用。

未來航空發(fā)動機的負(fù)荷會慢慢升高，潤滑系統(tǒng)帶走熱量的工作負(fù)擔(dān)也在增加，而飛機攜帶的機載設(shè)備也需要進行散熱，這就會造成發(fā)動機的燃油溫度提高，需要進一步分析系統(tǒng)熱技術(shù)，使燃油系統(tǒng)和飛機的設(shè)計更加優(yōu)良合理，這樣才能更好散發(fā)產(chǎn)生的熱量，分配到系統(tǒng)狀態(tài)的每一個運行點當(dāng)中，計算出的滑油腔的溫度場需要更加準(zhǔn)確，只有這樣才能使每一個摩擦副的供油量分配更加合理，確保效果達到要求，又不會出現(xiàn)更多的攪拌熱。

3 密封技術(shù)

不管是從軍用航空角度分析，還是從民用航空角度分析，密封技術(shù)對于發(fā)動機來說都是十分重要的，當(dāng)前的密封技術(shù)基本上能夠達到軍用與民用航空發(fā)動機使用的要求，然而新一代航空發(fā)動機密封技術(shù)正面臨新技術(shù)的挑戰(zhàn)，為了促進航空事業(yè)快速發(fā)展，需要進一步結(jié)合密封技術(shù)和潤滑發(fā)動機空氣系統(tǒng)，特別是分析和研究基礎(chǔ)設(shè)施，使不同密封件的配對情況達到最優(yōu)化。發(fā)動機性能研究的過程中，伴隨很多接觸式氣路密封技術(shù)的使用，發(fā)動機的效率逐漸得到提升，現(xiàn)在國內(nèi)很多專業(yè)公司都可以生產(chǎn)，而且規(guī)模在慢慢擴大，而研究和推廣刷式密封，可以進一步提高航空發(fā)動機的性能。

與此同時，下一代航空發(fā)動機的氣路密封技術(shù)的研究正在面臨著更大的參數(shù)挑戰(zhàn)，特別是在結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料應(yīng)用等方面需要進行進一步的計算和分析，才能達到未來發(fā)動機在密封技術(shù)方面的要求，這些參數(shù)主要包含了更高的使用溫度、密封壓差進一步增大、要求的使用壽命更長、磨損情況要求更低等。表1為下一代密封技術(shù)需求指標(biāo)。

表1 下一代密封技術(shù)需求指標(biāo)

發(fā)達國家在研究航空發(fā)動機的密封技術(shù)的過程中，主要委托院校及一些專業(yè)化的公司進行開發(fā)，由國家發(fā)動機研制部門進行統(tǒng)一管理和匯總，進一步結(jié)合密封和潤滑專業(yè)及發(fā)動機空氣系統(tǒng)，不單單可以使密封設(shè)計更為合理，而且能夠使其效果更好。特別需要注意研究基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是一些密封材料、涂層、表面處理手段、結(jié)構(gòu)密封方法。并且需要對最小磨損量、最佳密封效果、最低發(fā)熱量進行研究和分析。

4 主軸軸承

在研究和設(shè)計航空發(fā)動機的軸承的過程中，統(tǒng)一設(shè)計軸承和發(fā)動機可以確保在實現(xiàn)軸承基本功能的基礎(chǔ)上，進一步減輕發(fā)動機的重量。聯(lián)合開發(fā)發(fā)動機和軸承，需要制定出相關(guān)的流程，并且建立起航空發(fā)動機的數(shù)據(jù)庫，技術(shù)融合的過程中，需要充分考慮工作環(huán)境的合理性，而且在設(shè)計安裝軸承的過程中，需要做好溝通工作，使發(fā)動機和軸承的設(shè)計更加合理。一般情況下，軸承的使用壽命要比其他設(shè)備的使用壽命長。

在基礎(chǔ)研究軸承的過程中，需要依照軸承運行工作中產(chǎn)生的損傷以及出現(xiàn)的表面殘余應(yīng)力情況進行實驗和分析，根據(jù)各種材料的疲勞極限的研究，來進一步完善和豐富應(yīng)用理論，并且可以通過強化材料表面的手段，進一步提高使用強度，以便延長軸承的壽命。

5 結(jié)語

航空發(fā)動機的機械系統(tǒng)中有許多零部件，技術(shù)相對比較復(fù)雜，在設(shè)計過程中可能會出現(xiàn)很多問題。所以，相關(guān)人員一定要從細(xì)節(jié)出發(fā)，通過數(shù)據(jù)進行驗證，更好地對航空發(fā)動機進行分析和研究。另外，要做好國際合作，在航空發(fā)動機

機械專業(yè)研究領(lǐng)域進行進一步技術(shù)交流。

[1]宋軍強，潘慕絢，黃金泉.航空發(fā)動機分布式控制系統(tǒng)技術(shù)分析及系統(tǒng)方案[J].航空動力學(xué)報，2013，7（10）：2391-2400.

[2]余小東，杜華.SAP接口技術(shù)研究與開發(fā)[J].通訊世界，2015，（14）：192-193.