第2章 WJ5甲型发动机以及涡轮工作叶片折断故障
发动机超转时,一方面涡轮叶片离心力过大,涡轮叶片容易失效;同时,发
动机处于超压状态,超出了发动机的强度,直接威胁发动机的安全工作。所以,发动机一般都有较完善的防超装置。
(3)发动机最大状态连续使用时间不超过规定
发动机在最大状态下工作时,由于涡轮叶片承受的负荷很大,叶片将发生一
种叫“蠕变”的变形,叶片将逐渐伸长。所以应限制发动机最大状态连续使用时间不超过规定。
(4)发动机引气量不要过多
目前,大、中型民航机,发动机引气的主要目的是为空调、飞机发动机防冰
等系统提供气源,其中主要是空调系统。所以,飞行中应防止空调引气量不要过大,否则将会引起EGT温度升高,使涡轮叶片的工作负荷加大。
(5)防止外来物进入发动机
外来物一旦进入发动机,由于发动机转动部件高速旋转,相对动能很大,一
旦碰到叶片上将会产生极大的撞击力,足以损伤叶片。
总之,涡轮叶片断裂是涡轮最主要的故障,它不但会引起发动机振动加剧,
更严重的是会打坏发动机部件,导致发动机着火等后果,进一步发展还将严重威胁飞行安全。所以,我们必须进一步分析涡轮的工作条件,防止涡轮叶片断裂的办法,确保涡轮的安全工作。以下是涡轮的工作条件。
首先,涡轮叶片承受很高的热负荷。为了提高发动机推力,需要尽可能提高
涡轮前温度,炽热的燃气直接与涡轮叶片接触,涡轮叶片需要承受很高的热负荷。由于金属材料的强度随温度的升高而降低,所以,涡轮叶片在高温条件下工作,其材料强度显著降低。
其次,涡轮叶片承受巨大的离心力。要提高发动机推力,需要提高空气流量,
所以必须确保较高的发动机转速。涡轮叶片在较高转速下旋转,叶片要承受巨大的离心力。对发动机而言,涡轮叶片承受的离心力与转速的平方成正比,转速越高,离心力越大。由于叶片承受巨大的离心力,其内部会产生很大的应力,叶片将被拉长。
最后,涡轮叶片承受燃气的交变力。发动机实际工作中,由于受到燃烧室各
燃油喷嘴的喷油量不可能绝对均匀等情形的影响,涡轮前燃气温度和压力的分布