一、航空發動機使用壽命有多久

航空發動機由開(kai)始使用(yong)到(dao)退役或(huo)報廢，實際使用(yong)的累計工作時(shi)(shi)間稱為實際壽命(ming)或(huo)總(zong)壽命(ming)。自開(kai)始使用(yong)到(dao)第一(yi)次翻(fan)(fan)修(xiu)(xiu)或(huo)兩次翻(fan)(fan)修(xiu)(xiu)期間發(fa)動(dong)(dong)機(ji)規定的累計工作時(shi)(shi)間稱翻(fan)(fan)修(xiu)(xiu)壽命(ming)。現代軍用(yong)活塞式航空發(fa)動(dong)(dong)機(ji)與殲擊機(ji)用(yong)的渦輪(lun)噴氣發(fa)動(dong)(dong)機(ji)第一(yi)次翻(fan)(fan)修(xiu)(xiu)壽命(ming)約(yue)為200～600小時(shi)(shi)；民用(yong)渦輪(lun)噴氣發(fa)動(dong)(dong)機(ji)、渦輪(lun)風扇發(fa)動(dong)(dong)機(ji)、渦輪(lun)螺(luo)旋槳發(fa)動(dong)(dong)機(ji)和(he)渦輪(lun)軸(zhou)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)在2000～4000小時(shi)(shi)以上。

為(wei)保(bao)證發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)可靠性，現代航(hang)(hang)空發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)除規定以小(xiao)時(shi)計的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)壽命(ming)(ming)外，還規定發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)允(yun)許使用的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環次(ci)數（飛(fei)行次(ci)數）。無論達(da)到哪一(yi)指標，均認為(wei)發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)壽命(ming)(ming)結(jie)束，應翻修或(huo)報廢。這(zhe)(zhe)是因為(wei)隨飛(fei)行器(qi)起飛(fei)、爬升、巡航(hang)(hang)、降(jiang)落(luo)(luo)等(deng)狀況的(de)(de)(de)變化，發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)狀態也在不斷變化，從而發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)內(nei)的(de)(de)(de)氣動(dong)(dong)、熱(re)負荷(he)(he)和慣性負荷(he)(he)產生周期循(xun)環變化。航(hang)(hang)空器(qi)的(de)(de)(de)一(yi)次(ci)起落(luo)(luo)，一(yi)般計為(wei)發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)完成一(yi)次(ci)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環。這(zhe)(zhe)種負荷(he)(he)的(de)(de)(de)低(di)頻(pin)率周期循(xun)環會引起機(ji)(ji)(ji)(ji)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械疲勞(lao)和熱(re)疲勞(lao)，易(yi)使它(ta)們產生裂紋。發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)(de)燃燒室、渦輪等(deng)熱(re)端(duan)(duan)(duan)部(bu)件(jian)(jian)允(yun)許的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環次(ci)數與小(xiao)時(shi)壽命(ming)(ming)，遠(yuan)低(di)于(yu)壓氣機(ji)(ji)(ji)(ji)、風扇等(deng)冷端(duan)(duan)(duan)部(bu)件(jian)(jian)。例(li)如，用于(yu)轟炸機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)，冷端(duan)(duan)(duan)部(bu)件(jian)(jian)允(yun)許使用1萬(wan)小(xiao)時(shi)或(huo)2000個工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環，而熱(re)端(duan)(duan)(duan)部(bu)件(jian)(jian)只允(yun)許5000小(xiao)時(shi)或(huo)1000個工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環。

使用經(jing)驗表明(ming)，一方面(mian)有(you)相當(dang)多的(de)(de)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)雖然累計工作時(shi)間(jian)已達(da)到翻(fan)修(xiu)(xiu)壽(shou)命，實(shi)際上(shang)仍(reng)能繼續使用；另一方面(mian)，也有(you)少數發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)因偶然的(de)(de)早期故障(zhang)會(hui)造成(cheng)(cheng)在翻(fan)修(xiu)(xiu)壽(shou)命期間(jian)內出現發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)空中(zhong)(zhong)停(ting)車，甚至需(xu)要(yao)提前更換(huan)(huan)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。每1000飛行小(xiao)時(shi)中(zhong)(zhong)，由(you)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)故障(zhang)造成(cheng)(cheng)空中(zhong)(zhong)停(ting)車的(de)(de)次數和提前更換(huan)(huan)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)次數稱為空中(zhong)(zhong)停(ting)車率和提前換(huan)(huan)發(fa)率，它們也是衡量發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)質量的(de)(de)重要(yao)指標。發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)翻(fan)修(xiu)(xiu)壽(shou)命往往要(yao)用若干臺(tai)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)在地面(mian)試(shi)驗臺(tai)上(shang)經(jing)過長時(shi)期試(shi)驗來確定，試(shi)驗時(shi)間(jian)一般(ban)超過規定翻(fan)修(xiu)(xiu)壽(shou)命。加大負荷的(de)(de)等效試(shi)車可以縮短試(shi)驗時(shi)間(jian)。

靶(ba)機(ji)或(huo)飛航式導彈上用的燃氣渦輪(lun)發(fa)動機(ji)工(gong)作時間很短，使用次數也少，壽命僅(jin)幾(ji)十(shi)分鐘到(dao)十(shi)幾(ji)小時，最長的不超過50小時，通常稱為短壽命發(fa)動機(ji)或(huo)一次使用發(fa)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)(de)(de)壽命關鍵在(zai)于(yu)發(fa)動(dong)機的(de)(de)(de)葉片，發(fa)動(dong)機的(de)(de)(de)葉片越(yue)好，則壽命越(yue)長，葉片的(de)(de)(de)情況，會直接關系到發(fa)動(dong)機性能的(de)(de)(de)發(fa)揮。

據(ju)統計(ji)，在航(hang)空發(fa)動(dong)機事(shi)故中，葉片(pian)振動(dong)疲勞問(wen)題(ti)是導致(zhi)(zhi)結構(gou)破壞的最主(zhu)(zhu)要(yao)因素(su)。葉片(pian)疲勞主(zhu)(zhu)要(yao)與(yu)它的材(cai)(cai)料性(xing)能、結構(gou)尺(chi)寸與(yu)服役工況(kuang)有(you)關。葉片(pian)所使用的金(jin)屬材(cai)(cai)料和(he)其(qi)他材(cai)(cai)料一(yi)樣，在外力作用下都(dou)會發(fa)生變形，產生裂(lie)紋，隨著(zhu)外力逐漸(jian)增大進而導致(zhi)(zhi)斷(duan)裂(lie)，這種(zhong)斷(duan)裂(lie)稱(cheng)為“一(yi)次(ci)性(xing)過載斷(duan)裂(lie)”。

然(ran)而，當金屬(shu)結構件長(chang)(chang)期承受(shou)較低的(de)交(jiao)變載荷后，也會在結構或材料(liao)的(de)薄弱處逐漸萌(meng)生(sheng)裂紋(wen)，引發斷裂，這(zhe)就是“疲勞(lao)”現象(xiang)。疲勞(lao)現象(xiang)比較隱蔽，不容(rong)易察覺(jue)。材料(liao)斷裂前經過了長(chang)(chang)時間的(de)裂紋(wen)萌(meng)生(sheng)期，直到有一刻突然(ran)斷裂，因此，造成的(de)損(sun)失也較為嚴重。

為(wei)確保(bao)發動機葉(xie)片(pian)正常運轉，聰明的(de)(de)工程師(shi)們，在(zai)(zai)結(jie)構(gou)設計時，避免了應力集中(zhong)和結(jie)構(gou)薄(bo)弱處的(de)(de)存在(zai)(zai)。并(bing)且，在(zai)(zai)選擇(ze)制造葉(xie)片(pian)的(de)(de)原材料時，為(wei)了保(bao)障材料性能(neng)，對材料進行了大(da)量的(de)(de)檢測工作。

選材(cai)時，要對材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)(neng)進行綜合(he)評(ping)價，包括金相組(zu)織(zhi)分(fen)析、化(hua)學成(cheng)分(fen)檢(jian)測(ce)、力學性(xing)能(neng)(neng)檢(jian)測(ce)等。只有各項性(xing)能(neng)(neng)達標的(de)材(cai)料(liao)才能(neng)(neng)進一步加(jia)工制造成(cheng)葉片。

有了(le)巧(qiao)妙的(de)設計，又經過(guo)了(le)考究的(de)選(xuan)材階段(duan)，下一(yi)步就要(yao)對所(suo)選(xuan)材料制(zhi)成的(de)葉(xie)片(pian)進行葉(xie)片(pian)振動(dong)疲勞試驗(yan)了(le)。這一(yi)步是零件制(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中最后一(yi)道檢(jian)驗(yan)工序，也(ye)是至關重要(yao)的(de)一(yi)步。

如(ru)果在(zai)疲勞測試葉片在(zai)振動疲勞試驗階段不過關，發(fa)生(sheng)了葉片斷裂失效(xiao)，將(jiang)由專業(ye)的(de)失效(xiao)分(fen)(fen)析(xi)人(ren)員進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)，查找失效(xiao)原因，進(jin)而改(gai)進(jin)制造工(gong)藝(yi)。

飛(fei)機(ji)上的疲(pi)勞現(xian)象無法完全避免，但通過科研(yan)人員(yuan)的諸多(duo)努(nu)力(li)，大(da)大(da)規避了(le)疲(pi)勞現(xian)象帶(dai)來的危害，從而保證我們能有(you)一段更加安全美(mei)好的飛(fei)行旅程。