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第二百一十三章 渦輪冷卻

    肖衛國看了看會議桌邊的三十餘名技術人員,心裏已經有了計較,昨天晚上他熬夜加班,總算是有了一個最好的解決辦法,當然他只是從理論上知道,要最終實現解決渦輪葉片疲勞裂紋的問題,還是要靠在座的這些人。

    「各位設計師和工程師,你們辛苦了!」肖衛國感激地道,「為了風雷霆噴氣發動機的研製你們付出了辛勤的汗水和努力,這些我們都看在眼裏,記在心裏。渦輪是噴氣發動機當中熱負荷和動力負荷最大的部件,所以在研製的過程中出現這樣的問題也是再所難免的!畢竟我們這是在走別人從未走過的路。也許還會有更多的問題和困難在等着我們,但是只要我們認真想辦法,是一定可以解決這些問題的。」

    說到這裏,肖衛國拿起梅塞施密特面前的事故報告,大聲道:「從你們的調查報告中,我已經發現了問題的根本所在。這次風雷噴氣發動機渦輪葉片的裂紋不是由動力載荷導致的,所以解決這個問題的根本不在更換高溫合金材料或是改進工藝。那麼,這次風雷發動機在持久試車中產生的渦輪葉片裂紋究竟是什麼原因產生的呢?大家可能沒有注意到一個細節,那就是所有的裂紋都是穿過葉片的前緣或是後緣,並與葉片的邊緣垂直!而且這一次裂紋主要集中在葉片的葉尖部位!這說明了什麼呢?這說明引起裂紋的原因是熱應力!」

    梅塞施密特都不知道肖衛國已經有了答案,聽到他這樣一說,頓時感覺這個問題似乎很快就將迎刃而解了,於是他很感興趣地追問道:「菲利普,原來你早就有答案了啊!快說說看,為什麼會是熱應力導致的,咱們又有什麼辦法可以解決?」


    其餘的技術人員也紛紛緊盯着肖衛國,他們很想知道,為什麼肖衛國一來就知道了問題發生的原因,他們研究了好幾天。卻是一籌莫展,最後只能匆匆下了一個現在看來是嚴重錯誤的結論。實際上,這次肖衛國相當於是在給這些技術人員上了一堂生動的課,這樣的機會可不多得。所以每一個人都認真地聽,認真的記錄着。

    肖衛國神情凝重地道:「大家要知道,影響高溫渦輪轉子葉片的低循環疲勞壽命的因素主要有熱衝擊產生的熱應力、高速旋轉離心載荷產生的拉伸力、氣動力及金屬材料性能等。渦輪葉片總壽命的大部分是在起動和停車過程中由於受瞬態熱應力影響而損失的。所以由此看來,我們的基礎試驗研究做得還不夠,所以才會出現這樣的問題。那麼解決這個問題最有效的辦法是什麼呢?不是使用新的高溫合金材料。也不是靠降低渦輪前溫度,相反今後我們要提高發動機的性能,主要就是靠提高渦輪前溫度來實現。所以現在的問題來了,解決渦輪葉片疲勞裂紋的辦法,就是要針對問題產生的原因來。既然是由於熱應力導致的,又不能降低渦輪前溫度,那麼我們還可以通過其他的辦法來降低渦輪葉片的工作溫度嘛!」

    一名設計師突破激動地道:「我想到了!是不是可以引入冷空氣,對發動機渦輪葉片進行冷卻?而且,這個冷空氣只能通過發動機渦輪葉片的內部,就像是活塞發動機的散熱器一樣!」

    肖衛國點了點頭道:「你說得很正確!我們做為設計師和工程師。就是要多用發散性思維來思考問題。採用有效的冷卻措施是發動機安全可靠工作的有力保證,也是降低高溫材料成本的有效措施。今後我們要提高發動機的推力,主要就是靠提高發動機渦輪進口燃氣溫度來實現,但是高溫合金材料的耐熱溫度總是有限的,這就要靠先進的設計來有效降低發動機渦輪特別是渦輪葉片的溫度。我們的發動機渦輪葉片設計成中空,也就是為了對葉片進行冷卻,但是目前我們的葉片冷卻設計有問題,沒有引入冷空氣來對葉片進行冷卻降溫,這才產生了渦輪葉片疲勞裂紋。」

    梅塞施密特好奇地道:「菲利普,那我們應該怎麼樣設計。才能更好地對發動機渦輪葉片進行冷卻呢?」

    肖衛國正色道:「我們要設計一套冷卻系統。當然,對於冷卻空氣的引用,必須考慮到壓力、流量和溫度的問題。冷卻空氣可以從壓氣機中引出,不同級的空氣壓力是不同的。必須要保證冷卻空氣能夠按一定的方向與速度,沿冷卻表面進行流動,還要考慮排放冷卻空氣處的壓力。冷卻空氣的流量取決於冷卻的要求,需要全面考慮和設計調試,可以得用限流孔來調整和分流局部冷卻空氣



  
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