第二百一十二章 疲勞裂紋

肖衛國一回到位於德國的梅塞施密特公司就知道了風雷系列發動機在試驗當中出現葉片疲勞裂紋的問題,現在風雷霆噴氣發動機的地面試驗已經進入了尾聲,卻突然遇到了在持久試車中渦輪葉片出現裂縫的現象,經過技術攻關小組的仔細檢查,纔有確定這是發動機渦輪葉片的疲勞破壞。不過,面對這樣的問題,技術攻關小組卻是束手無策,因爲他們都沒有研製過噴氣發動機,對於渦輪葉片爲什麼產生疲勞破壞,現在是一無所知。就算是梅塞施密特博士也是拿它沒有辦法,還好這個時候肖衛國回來了,這個問題能不能解決就得看他的,畢竟噴氣發動機就是在他的總體設計和指導下開發的。

肖衛國心道風雷噴氣發動機果然還是遇到了技術難題,疲勞破壞一直是航空工程中非常突出的問題,除了飛機結構存在這一問題外,飛機發動機特別是噴氣發動機更容易出現這一問題。這也就是爲什麼噴氣發動機的使用壽命比較短的原因之一,特別是在噴氣發動機發展的早期階段,噴氣發動機的使用壽命往往還不到一百小時,就算是中國這樣一個航空工業大國,都面臨着噴氣發動機壽命短的問題,一直到二十一世紀初纔算初步解決了這個問題,使國產渦噴和渦扇發動機的首翻壽命達到了一千小時以上。

影響噴氣發動機使用壽命最主要的因素就是材料和加工工藝,由於噴氣發動機結構複雜,在工作中又要經受多種載荷的作用,工作環境也相當惡劣,高溫、振動都是發動機部件產生疲勞裂紋的元兇。發動機渦輪葉片正處於噴氣發動機的高溫部分,對於材料和工藝的要求就更高了當渦輪葉片產生裂紋以後。渦輪葉片的壽命就不長了,如果渦輪葉片破裂,那麼後果是相當嚴重的。

風雷噴氣發動機在持久試車過程中,只完成了三十小時的持久試車,就出現了比較嚴重的渦輪葉片裂紋,這個問題不解決。那麼風雷噴氣發動機就是一臺不穩定不可靠的發動機,因爲超過三十小時之後,它隨時就可能發生嚴重的事故。如果是飛機在飛行過程中發生渦輪葉片破裂的事故,那後果最輕都是發動機停車,嚴重的甚至會發生爆炸,導致機毀人亡就算是發動機停車,也是相當危險的,雙發飛機還好,如果是單發飛機。那結果多半就是墜毀了。風雷發動機設計使用壽命,至少要達到100小時以上,所以這個問題相當嚴重。

早期噴氣發動機的使用壽命是一個相當空出的問題,就算是在另一個時空的歷史上,德國在二戰中研製的噴氣發動機,也沒有一臺使用壽命能夠超過50小時。二戰德國噴氣式發動機的問題不僅僅源於材料,設計也很不成熟。軸流式發動機概念上比離心式先進,但是技術門檻高。早期發展的型號比同時期的離心式性能略低而且可靠性差很多。即使是英美的使用貴金屬耐熱性能較好的發動機也是如此,德國人在二戰中缺乏貴金屬而採用了碳鋼製造耐熱部件。

現在的問題是。風雷噴氣發動機使用的高溫合金,或是渦輪葉片的加工工藝還存在問題,所以才導致發動機渦輪葉片出現早期裂紋。比較簡單的解決辦法就是降低發動機的推力,也就是降低渦輪前溫度,這樣由於渦輪前溫度的下降,就使得渦輪葉片的受熱大大降低了。渦輪葉片的使用壽命自然可以提高。但是這樣一來,風雷發動機的推力要下降百分之三十以上,這樣的方案自然不是最好的方案。

如果不改變發動機的性能,那麼就要提高渦輪葉片高溫合金的耐熱溫度,也就是要從合金材料的配方和加工工藝上進行改進。這樣一來風雷發動機的研製進度就要被無限期拖延了。這同樣是一個難以接受的結果。

風雷噴氣發動機渦輪葉片問題技術協調會在梅塞施密特公司召開了,因爲肖衛國的迴歸,使得梅塞施密特和攻關小組的所有成員,都把希望寄託在了肖衛國身上。來參加會議的除了梅塞施密特公司的設計人員和技術人員外,還有bmw公司發動機部的技術人員,因爲風雷發動機的部分零部件都是在bmw公司製造的。

會議在上午九點準時開始。首先,由梅塞施密特博士宣讀風雷發動機渦輪葉片疲勞裂紋事故報告,在這份報告裡,攻關小組也對渦輪葉片疲勞裂紋產生的原因進行了有限的分析,並提出了改進高溫合金材料西方的建議。

讀完這份報告,梅塞施密特表情凝重地道:“各位,這次風雷發動機渦輪葉片疲勞裂紋問題,是一個非常嚴重但是又必須要急待解決的問題,如果不能有效地解決這個問題,我們的噴氣發動機項目就將陷入無限期延遲的境地。大家都知道爲了噴氣發動機項目,我們投資了五百萬美元,這些投資如果不能儘快得到回報,甚至被打了水漂,那麼我們又如何向公司的股東們交待呢當然,大家在風雷噴氣發動機的研製當中也都非常盡心盡力,這一點我要代表公司股東們感謝大家,同時我也很清楚這個問題是一個很棘手的問題,風雷噴氣式發動機是一種新型的航空動力,我們是最早把噴氣發動機變成真正可以用於飛機的公司,或許大家在想可以把風雷噴氣發動機的推力降低,或是縮短它的使用壽命,也同樣可以讓它投入批量生產”

說到這裡,梅塞施密特又是話鋒一轉道:“可是,我們是一家世界著名的大型兵工企業,我們的龍魂企業文化告訴我們不可以這樣做我們交給客戶的,一定要是一款穩定可靠的發動機產品這事關我們的公司聲譽還好,我們的理事長菲利普先生昨天從遙遠的中國回來了,我們就請菲利普先生說說他的意見,或許大家能從他的意見裡找到解決問題的辦法。”

說完這番話,梅塞施密特轉過頭,對坐在他旁邊的肖衛國道:“菲利普,你來給大家講講吧”

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