航空发动机的轴承有多可怕?每分钟18000转

通过手动移动飞机发动机的叶片,它可以平稳旋转,不会停止超过一分钟,而在它后面是正在工作的发动机轴承。它是如何在每分钟18000转的速度下确保其耐用性和寿命的?

 

航空发动机的轴承有多可怕?每分钟18000转

 

发动机寿命有多长

一般来说,飞机的寿命约为25年,飞行时间在40000至80000小时之间。

作为飞机的“心脏”,美国的GE90是民航飞机发动机中使用寿命最长的,可以实现5万小时的安全运行,相当于飞机一生中更换一两次发动机。

如果发动机性能差,更换次数会更多。以波音777为例,其使用的GE90-115B发动机售价2400万美元,占整个飞机价值的30%。

因此,发动机的寿命直接决定了飞机的经济性能,那么是什么决定了发动机的寿命呢?

小轴承影响大

除了其他部件外,最重要的部件是用作旋转支撑的轴承。它有助于航空发动机牢牢抓住高速旋转的转子,使它们能够在定子系统中保持相对运动。

为了记住发动机的功能,风扇、压缩机、涡轮机等都需要旋转,而旋转不能与轴承分离。轴承的性能越好,各级叶片旋转的时间越长,发动机的整体寿命就越长。

因此,最终决定发动机寿命的是轴承的性能。

如果说航空发动机是“工业皇冠上的明珠”,那么轴承就是这颗明珠上最耀眼的光彩。航空发动机轴承需要什么特殊要求?

简单地说,一个能够适应高速,另一个能够承受高温。通常情况下,当飞机发动机运行时,转速基本上在18000转/分以上

高速带来强大的离心力,再加上轴承不同方向的拉伸应力不均匀。因此,如果轴承的材质不好,很容易产生裂纹,造成整体报废。

因此,对于航空发动机的轴承来说,它们不仅重量轻、硬度高,而且满足耐磨性和低摩擦的要求。

国产轴承性能如何

此外,发动机在运行过程中会产生1500℃的高温,即使经过润滑系统冷却,轴承也必须能够承受发动机内部降至300℃的温度。像这样的轴承能在中国制造吗?

当然,答案是肯定的。中国不仅可以做到,而且可以做得更好。2022年10月24日,由中国工程院院士院士赵振业带领的项目研究团队成功研发出第三代航空发动机主轴承抗疲劳技术,使发动机主轴承寿命延长至5万小时以上。

在此之前,哈工大与哈轴在中国联合开发的Si3N4氮化硅陶瓷混合轴承已达到世界先进水平。

即使在导弹研制和测试过程中,面对每分钟4万转的测试速度,它仍然可以保持5小时不间断的连续运行,测试后轴承旋转灵活正常。

这足以证明中国航空发动机轴承的制造能力!