张瑞 杨耀祺 高宏宇 赵金鑫 孙嘉濛
东北电力大学
摘要:随着经济的飞速发展,人们的生活水平不断提高,在交通工具的选择上也就有了更多的选择,而综合考虑舒适性与便捷性,航空旅行逐渐成为人们长途出行的首选,相关技术也开始引起人们的关注。一般来说,航空发动机机械系统技术有着极高的专业性,而且非常的复杂,因此,为了确保飞行的安全,需要对其进行深入的分析。本文主要是从传动、润滑、密封、主轴轴承等方面,对航空发动机机械系统技术进行研究。
关键词:航空发动机;机械系统;研究
近年来,随着航空产业的发展,与其相关的各项技术开始引起人们的关注,特别是机械系统技术,其构成复杂,在运行过程中还会出现各种各样的故障,进而影响到飞行的安全。而且,由于我国在航空产业上起步较晚,对相关技术的研究还存在一定的不足,为尽快赶上世界先进水平,还需付出更多的努力。近来的研究发现,发动机机械系统是发生故障频率较高的部件,而造成这一情况的因素有很多,包括技术水平较差、设计水平较低等等。基于此,本文就航空发动机机械系统技术展开研究,希望为相关产业的发展提供一定借鉴。
1 传动技术
对于航空发动机来说,传动系统对其的稳定运行起到了至关重要的作用,也是近年来的研究热点。当前来看,传动技术的研究,主要是为了满足高速、重载的运行环境,同时还要通过技术上的优化、升级,尽可能的降低相关配件的体积和重量,如此才能提高系统的整体运行寿命,并且能够保障发动机的安全性、稳定性,还可以在一定程度上减少成本,增加经济效益。
经过多年的发展,国外在传动技术的研究方面已是非常的成熟,已构建起一个比较完整的研究体系,还能够对相关配件的运行性能进行充分的检测,并将具体位置的受力情况纳入总体上的考核范畴,从而能够较为精准的模拟设备的运行情况。而随着齿轮动态技术的发展,进一步的促进了传动技术的研究,可以准确分析齿轮由于形态误差引发的噪音等问题;还能够针对相关构件的运行特点进行分析,较为准确的得到它的可用寿命,这有助于改善设备的整体运行效果。通过上述研究得到的大量数据资料,可为传动系统的优化运行提供重要参考,除了在运行可靠性上有所提升,还能取得更好的经济效果。
目前,国内在这一领域的研究还存在较多的不足,特别是传动技术的整体设计以及新型技术的应用等方面,除了理论上的缺失,最关键的是不能满足实际生产的需要。考虑到航空发动机的构成非常复杂,有着诸多配件,而且在转速上不尽相同,使得传动系统的设计变得非常困难。
2 润滑技术
润滑技术涉及到的知识比较多,主要包括二相流动、弹流润滑等等,考虑到这些理论都是比较抽象、复杂的,且从事相关研究的学者也比较少,得出的研究成果也比较少,因此无法提供有效的参考。随着航空技术的发展,相应的润滑技术也需实现同步发展,以满足安全飞行的需要。为此,很多国家都开始对润滑技术进行了研究,并取得了一定的成果,比如润滑系统的着火、防火操作,以及电驱动的润滑泵的应用等,随着相关理论的逐步成熟,逐渐被应用于生产实践当中,且取得了比较理想的效果,从根本上提升了系统的性能。
但是,我们必须意识到为了提升飞机的性能,发动机的负荷会不断提高,润滑系统的负担也将随之增加,而诸多机载设备也需要进行充分的散热,这就需要对相关技术进行更加深入的分析,使得飞机的总体设计变得更加合理,如此才能更好的实现散热,而与系统的每一个运行点相对应,计算得到的滑油腔的温度场必须更加的精准,如此才能确保在性能上能够达到稳定运行的要求。
3 密封技术
要想保证航空发动机的可靠运行,就要具有理想的密封效果,这就对相应的密封技术提出了更高的要求,这也推动了各国在这方面的研究,主要包括气膜密封、篦齿密封等,并在相关研究的基础上,进行了更深层次的研究和实践,并对具体的应用效果进行分析。目前来说,不管是何种用途的航空发动机,在密封技术方面都已能满足相应的需要,且都能够起到不错的密封效果。但是,我们必须认识到,未来航空技术的发展,必将对密封技术有着更高的要求,特别是面对更加复杂的飞行环境,比如高温、高寒等,需要飞机部件有着更加理想的密封性能。为此,就要对密封技术进行更深层次的优化和改进,尤其要从结构设计、应用材料等方面入手,加大研究力度,争取在根本上改善密封器件的总体性能,实现更快的密封速率,更加稳定的密封效果等。
国外对于密封技术的研究,主要是由相关的企业或高校进行的,并将得到的理论成果迅速进行应用方面的实践。目前来说,在对应的密封技术方面,刷式密封技术是其中比较典型的一种,且获得了较为普遍的应用,其能够较好的改善系统的整体运行效能,并能起到更加可靠的安全效果。国内对于这一技术的研究也已取得一定的成果,并更进一步的对刷丝材料、跑道涂层等进行了一定程度的研究和分析。上述研究的实现,可以更好的提升刷式密封技术的应用效果,而且能够降低油耗,减少运行成本。
4 主轴轴承
在发动机的运行过程中,主轴轴承技术也是非常重要的,在这一领域,国外已经有了较为成熟的分析系统,并且拥有大量的应用数据,能够用作深层次研究的参考,可实现精密的仿真分析;同时,广泛的应用到了专用化轴承,使得相关技术与发动机整体的设计充分的结合起来,在确保轴承可靠运行的同时,尽可能的降低了相关配件的重量,从而减轻了发动机的质量、改善了系统的总体性能。
在具体应用中,可通过严谨、仔细的数值计算与分析,对轴承的运行情况进行监测。同时,利用得到的各项数据,对最佳供油、表面应力等关键参数进行总体上的分析。经过近些年的发展,应用到的计算工具在准确性上得到了明显的提升,可为后续的研究提供技术上的重要支持。而研究数据的不断累积,使得现有的数据越来越完整,越来越齐全,对于轴承的设计更加准确,能够更好地满足生产实践的需要。
5结语
总的来说,随着航空产业的迅速发展,对航空技术提出了更高的要求,特别是航空发动机机械系统技术,其不仅有着很高的专业性,且运行复杂,常常出现各种问题,必须进行深入的分析和研究。近年来,为了进一步提高发动机的性能,在机械技术层面进行了相应的优化和升级,通过对传动、润滑、密封、主轴轴承等技术的不断完善,有效的提高了系统的整体运行效率。
参考文献
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[3] 王俊霞, 陈菁菁. 航空发动机机匣构件机械加工工艺的优化[J]. 中国新技术新产品, 2018, 000(021):56-57.
作者简介:
张瑞(1998-),男,汉族,籍贯:山西省大同市,东北电力大学本科生,能源与动力工程专业;
杨耀祺(1999-),男,汉族,籍贯:浙江省湖州市,东北电力大学本科生,应用化学专业;
高宏宇(2000-),男,汉族,籍贯:吉林省白城市,东北电力大学本科生,机械设计制造及其自动化专业;
赵金鑫(1999-),男,汉族,籍贯:吉林省公主岭市,东北电力大学本科生,能源与动力工程专业;
孙嘉濛(2001-),女,汉族,籍贯:吉林省松原市,东北电力大学本科生,电气工程及其自动化专业。