战鹰“心脏”知多少——浅谈航空发动机的寿命

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航空发动机寿命的概念

发动机的寿命，是指发动机在规定的使用条件下，应该达到的累计工作时间(小时)或循环数(飞行器每使用一次，发动机工作了一个循环)，是发动机耐久性的重要指标。许多发动机的寿命，是根据发动机主要零部件的强度设计与试验的结果，以及整台发动机长期考验试车的结果而“规定”的。

发动机工作到了规定的寿命，必须从飞机上拆下，送到制造工厂或修理厂，进行“翻修”工作，即对发动机进行分解、检查、更换磨损或损伤的零件，对转子进行平衡，然后重新装配，在经过性能调整试车，交付使用方检验后，重新出厂。翻修出厂的发动机，又有规定的寿命。几次翻修后，使用到发动机的总寿命时，发动机就完成了它的使命，不能在用了。

衡量发动机寿命的指标—— 翻修寿命和“视情”寿命。

1. 翻修寿命

翻修寿命是指，新出厂的发动机，从开始使用到翻修时的使用时间，也称首翻期寿命；有时也用两次翻修的间隔时间来衡量。为了确定发动机工作时间，是否达到规定寿命；飞机的维护人员，要在发动机的履历本(详尽档案)上，严格记录下每次开车后，发动机工作的时间，精确到分钟；还要分别记录地面工作时间及飞行时间。

上世纪的五、六十年代，一些军用发动机的首次翻修时间约为100小时，能翻修3～4次，即当时的军用发动机总寿命，在300小时左右。随着科学技术的发展，发动机的寿命也在不断的增长，例如，我国的“太行”发动机，首翻期的寿命为600～800小时，总寿命为2000小时。

由于，工厂生产出一种型号的发动机，随着所装配的飞机各处飞行，完成不同的任务，发动机的使用环境和使用条件相差甚大，对发动机的使用寿命产生较大影响。

例如，在沿海地区的使用，易受海水潮气的作用，某些零件易生锈腐蚀；在高原地区使用时，飞机起飞时推力要比在平原地区飞行更大一些；在多沙尘地区使用时，发动机气流通道中零件，在砂尘的作用下会磨蚀、堵塞等等。这样，有某些发动机可能还未到规定的寿命，就不能工作了；而另一些发动机者反之。在这种情况下，就需要新的衡量指标。

2. “视情”寿命

随着许多先进的、能判断发动机健康状态的各种技术的采用，从上世纪七十年代中后期开始，一些航空发动机的寿命，从“规定”转变为“视情”了，即发动机生产厂商，不给出出发动机规定的寿命(或仅作参考)，而是使用者根据发动机健康状态，判断发动机是否需要翻修，发动机的寿命变成了“视情”寿命。在采用视情寿命概念后，同一型号的不同发动机，寿命各异差别极大。现代多数的民用大涵道比涡扇发动机，均采用“视情”寿命。

需要说明的是，当发动机采用“视情”寿命时，发动机的一些主要零件，例如压气机盘、涡轮盘、机匣与轴等，仍然有规定的额定寿命(小时与循环数)，这些零件称为“有限寿命的零件”，每型发动机均有专门的“有限寿命的零件”清单，清单中列出这些零件的名称，以及规定的小时与循环数寿命。

根据发动机的健康状况，认为发动机状况良好，仍可以继续工作时；如果有某一个“有限寿命的零件”寿命到期，则需更换这个零件所在的单元体，完成后发动机继续工作，不对发动机的寿命构成影响。

发动机寿命的单位

上世纪五、六十年代，航空发动机的翻修寿命较短，因此仅以小时数表征发动机的寿命。但是，随着发动机寿命的不断增加，出现了另一表征发动机寿命的参数，即循环数——飞机完成一次从起飞到着陆的过程，称发动机完成了一次工作循环。如果某发动机的翻修寿命规定了小时数与循环数，那么，在发动机的使用中，只要某一参数达到了规定值，发动机即不能继续工作，而须送修或报废。

循环数之所以作为发动机寿命参数，是因为循环数能够确切的，考核发动机主要零件的耐疲劳性。(金属材料产生疲劳效应，在反复的运行后，会产生形变、破裂、折断等)

航空发动机中的轮盘、轴与机匣等主要零件，在工作中也会疲劳损坏。以压气机的轮盘为例；在飞机起飞前，发动机未工作，叶片没有离心力作用在轮盘上，轮盘上承受的离心应力为零；起飞时，发动机以最大转速工作，叶片产生巨大的离心应力传给轮盘，轮盘上承受了最大的离心应力；当飞机着陆后发动机停车，作用在轮盘上的离心应力又为零，这样，轮盘的受力就有一个反复的过程，，积累到一定的次数后，轮盘就像正反弯折钢丝一样疲劳。因此，发动机的循环数成为了衡量标准。

与飞机寿命的关系

飞机也有寿命的要求，一般情况用飞机的日历寿命来表示，指从飞机制造出厂日期开始计算，达到安全而经济的最大服役期限，以年为计量单位。例如，美国战斗机的寿命设计指标一般为20年，轰炸机一般为25年，但在实际使用中，随着技术的更新与发展，飞机的日历寿命也不断增长，甚至能够批量超期服役。发动机虽然是飞机的组成部分，其寿命与飞机的日历寿命无直接关系，但是发动机一旦到了寿命，飞机必须进行更换才能正常使用。

来源：铁血网