中國航空報訊：隨著人們對航空發動機油耗、推重比等要求的逐步提高，提升航空發動機運行效率，尤其是提升民用航空發動機的經濟性已經變得越來越重要。航空發動機的總體運行效率是氣動效率、燃燒效率、冷卻效率與機械效率等共同決定的。其中，提升航空發動機的氣動效率是提升發動機整體運行效率最直接、最有效的手段。而氣動效率的損失很大一部分是由葉片頂部與機匣之間的間隙直接或間接產生。

如果我們把葉片頂部與機匣之間的間隙設計的比較小，可以解決這一問題嗎？并不能，因為太小的葉頂間隙會增加葉片與機匣發生碰磨的可能性，進而引發一些災難性的后果。

后果這么嚴重，那一旦發生碰磨的話整個發動機會都壞掉嗎？實際上，所有的發動機在它們的全壽命周期內都會或多或少地發生葉片與機匣的碰磨，其中99%以上的碰磨都是無害的。這些無害的碰磨主要包含以下兩個特點：碰磨引起的葉片振動不大；碰磨引起的葉片振動可以隨著時間的流逝逐步消失。而那些會引起葉片持續、劇烈振動的碰磨，就有可能誘發葉片斷裂報廢、轉軸彎曲和整機劇烈振動等更嚴重的問題。

那發動機運行得好好的，為什么會產生碰磨的現象呢？碰磨產生的原因有很多，例如，飛機在起飛或者進行機動飛行的時候，機匣會因為受到慣性力的作用發生變形，如果機匣某處的變形量超過了葉頂間隙，葉片就會與機匣在那兒發生碰撞。上面這條原因這是由于機匣的變形導致的，還有一條原因是跟發動機的軸系有關。在典型的現代民用渦扇發動機結構中，發動機的低壓軸通過法蘭或其他方式與輪盤連接，輪盤上又會安裝有風扇、壓氣機或者是渦輪葉片。當發動機的軸因為質量不平衡或其他原因發生彎曲或者振動的時候，會帶動連接在它上面的輪盤發生變形或振動，就可能會導致輪盤上的葉片與機匣發生碰撞。以上是航空發動機發生轉子碰磨的兩個最主要的原因。

同樣都是碰磨，為何有的會慢慢消失，有的會發生持續的劇烈振動？根據牛頓第三定律，碰磨力會在碰磨發生時同時施加在葉片與機匣上，激起葉片與機匣的變形或振動。如果很不巧，機匣振動的頻率、葉片轉動的頻率與葉片本身的固有頻率滿足某些特定關系的時候，就會讓葉片與機匣受到越來越大的碰磨力，產生越來越大的振幅，進而形成不穩定的振動，就好像發生了某種意義上的“共振”，最終導致危險的產生。

如果人們能夠對碰磨產生的機理及其引起的一系列變形、振動等現象有比較深刻的認識，就能夠在設計或者發動機運行的過程中進行一定控制與調整，在保證發動機能夠在各個工況長時間安全運行的情況下，盡量減少由葉頂間隙引起的氣動效率損失，將碰磨這個“怪物”牢牢地控制住，不讓它胡作非為，最大限度地保障人們的生命財產安全。

總結

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