为什么军用航空发动机只有几千小时的寿命
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/26 08:51:29
为什么军用航空发动机只有几千小时的寿命
为什么军用航空发动机只有几千小时的寿命
为什么军用航空发动机只有几千小时的寿命
发动机的寿命关键在于发动机的叶片,发动机的叶片越好,则寿命越长.
叶片分涡轮叶片和压气机叶片.涡轮叶片一般要在1500℃和接近15000转/分这种极大离心力的恶劣工况下运转,在这种条件下工作,要求极高.涡轮叶片工作温度高,负荷大,应力复杂,要求材料具有很强的热强性、抗冲击性、抗疲劳性、耐腐蚀能力及损伤容限特征.它的工作温度已经超过钢铁承受的温度,只能用高温合金.但高温合金在这么高的温度和这么大的离心力下要产生蠕动,一蠕动,叶片就要变形,很容易失效.在这种恶劣工况下,过去我们用的是多晶体合金.它的特点是：你把合金一弄断,看它的断面有很多闪亮的晶点.这种晶格结构有缺陷的地方首先会断裂.而单晶体合金就避免了多晶体合金的缺陷,它是均匀的整体,没有缺陷.如采用定向凝固制造成定向单晶合金,就消除了晶界,可将使用温度提高一个台阶,约为30℃,从而使涡轮进口温度提高30℃-60℃左右.它的整体辐射非常均匀,具有更高的疲劳寿命.多晶体合金容易疲劳,在高温下容易沿着晶界产生裂纹,而单晶把这个条件提高了1～2个数量级.在压气机叶片上,有很大的气动弹性,没有优秀的压气机叶片,承受不了气动弹性引起的疲劳和裂纹.
美国装备波音747、767的JT9D发动机采用PWAl422单晶合金,寿命达9 600小时以上.F-15的F-100发动机用的是第一代定向凝固合金叶片,美国的第二代单晶合金PWAl484和第三代Re-neN6的性能又远远超过了第一代的水平.你可以看到空客和波音的飞机日夜在空中飞行,发动机可靠地工作着.有的CFM-56发动机寿命达到了1.4万小时.
相比之下,俄国发动机寿命就要短很多
AL-31F大修间隔原来只有640小时,后来做了延寿才达到800小时,尽管战斗机发动机与民用涡扇发动机定位不同,但还是能看出基础研究的差距.中国目前能生产的定向凝固单晶叶片与国际水平差距就更大,人家一台发动机顶咱们10台以上.
就原先的米格-21（歼7）,大修时间在100小时,这个绝对是非常差的,频繁的换装会耽误飞机的部署和战斗的.当然,现在的发动机寿命有所提高,但差距仍然非常大
欧美在这方面的技术是非常先进的,很多民航的飞机,大修时间在10000小时以上.
军用飞机,与米格-21同时期的F-4所用的J-79发动机,寿命就达到4000小时
F-15用的F-110发动机寿命可达6000-8000小时
F-22用的F-136发动机寿命为13000小时以上