【航空小课堂】航空发动机故障榜的NO.1是它?

　　时间回到1997年5月中旬，正值香港回归祖国前夕，大批旅游人士前往香港参加世纪盛典之际，香港国泰航空公司、港龙航空公司于5月24日宣布他们分别将所有的11架、4架A330客机全部停飞。由于A330是一种大型双发客机，每架飞机可载客330余人，15架飞机停飞，影响数万名游客的旅行计划。仅国泰航空公司在停飞的头6天内就取消了100个航班 。

　　为什么会出现这么严重的航空事故？

　　是飞机遭雷劈了？

图片来源：《AeroSafety World》

　　还是发动机吸进巨鸟了？

图片来源：《AeroSafety World》

　　不过亲们，要让你们失望了，并不是那么惊心动魄的理由哎~~经过一系列严密的分析研究得出结论，事故成因竟然是罗罗公司的遄达700发动机的机械系统故障——附件传动轴温度太高了~~

　　机械系统一直是航空发动机故障率排行榜的NO.1，我们拿来了波音777用的三种发动机在投入使用不久后出现的重大机械系统故障表，大家感受一下：

　　普惠公司、GE航空公司和罗罗公司可谓当今民航发动机市场的三位霸主，其产品都是誉满全球五分好评的！研制发动机时，三家公司不仅在设计上精益求精，而且模拟真实自然环境进行了相当广泛的地面与高空性能试验，每年砸进去的钱至少10亿美元！

　　三家公司造出来的民航发动机性能卓越，从强度特性、耐久性和可靠性等各项性能方面来看都是完美碾压别家发动机的，为什么基础这么好的发动机会在短期内持续出现重大机械系统故障呢？

图片来源：《AeroSafety World》

　　随着时代的发展，飞机对航空发动机的要求越来越苛刻：高压比、高主轴转速、严格的空间限制等等，因此机械系统的工作环境与设计要求也越来越苛刻：高温、高速、重负荷、轻重量、激烈的状态变化、紧凑的空间限制、长寿命和高可靠性满足每一个苛刻的要求对于我们来说都是一项前所未有的巨大挑战！

　　机械系统是业内出了名的林妹妹，稍不注意就容易生病，而且经常连累发动机空中熄火。要知道，一旦飞机停飞，给她看病真的是斥巨资，心好累~T_T~因此，多年来，设计师们不断在改进机械系统结构，让她增强体魄，降低生病次数。要知道，每根治一种病，都是设计师们无数个日夜呕心沥血的成果！

　　航空发动机工作条件恶劣多变，使用条件复杂，虽然扩展了试验内容，增大了试验苛刻度，加长了试验时间，但是，模拟终究不等于千变万化的实际条件，所以仍会出现一些影响极大的机械系统故障。

图片来源：《AeroSafety World》

　　我们的主轴承跟甜甜圈差不多大，却要承受几吨的载荷，每分钟转15000个圈，并且持续工作几万小时不坏掉！现在我们都采用接触式密封，密封件与部件的接触端面由于相对线速度超高而碰撞出剧烈的火花，我们依然要保证它持续工作几万小时不坏掉！纵使无数次很想说“臣妾做不到啊！”，但是拥有“中国心，中国梦”的机械系统部永不言弃！

　　再来谈谈我们的最新技术——齿轮驱动涡扇（GTF）星型传动齿轮箱设计。普惠公司花几十年斥巨资呕心沥血整出来个GTF发动机，在风扇驱动齿轮箱上付出的代价可想而知！亲们一定会问，风扇驱动齿轮箱说到底不就是个齿轮箱么，至于那么难设计吗？

　　我们知道多数风电齿轮箱的输出功率是几兆瓦，体积庞大，而GTF风扇驱动齿轮箱的输出功率高达几十兆瓦，体积却只有风电齿轮箱的几分之一！

风电齿轮箱　图片来源：网 络 

GTF风扇驱动齿轮箱　图片来源：商发

　　风电齿轮箱在地上走，GTF齿轮箱在天上飞，不管从质量轻盈还是性能优越角度来讲，GTF齿轮箱都以大比分完胜！

GTF齿轮箱内的星型传动系统的设计是关键技术，从它唯美的造型就可以想象为了保持形象而付出的艰辛~T_T~

GTF风扇驱动齿轮箱　图片来源：商发

　　整个GTF星型传动系统就像一个芭蕾舞团，站在中间的太阳轮显然是领舞，周围的行星轮是伴舞，无时无刻不在跳着旋转芭蕾。

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　　她们担任的舞蹈角色各不相同，但都缺一不可。不停旋转并且演绎角色是非常辛苦的，如果有一个妹子累倒了，不仅她的角色跪了，整个舞团都会崩溃的。舞蹈队形也是有严格要求的哦，哪个妹子站偏一点，整个舞团也会崩溃。所以必须保证所有舞者都按照各自角色站在指定位置持续旋转芭蕾而不晕倒，想想也知道有多困难！

　　GTF风扇驱动齿轮箱处于风扇和低压压气机之间的核心位置，其传动效率要求至少99.5%！

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　　行星轮有双重身份，既是齿轮，也是轴承，这本身就是难以突破的关键技术，再加上承受载荷巨大，就导致行星轮的设计举步维艰！

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　　世界一流的三大发动机公司研制的誉满全球的发动机，在使用一段时间后，仍然会多次出现重大机械系统故障，由此可见机械系统之难。此外，关于GTF风扇驱动齿轮箱的研制极度缺乏工程经验与理论基础，咱们商飞机械系统部的设计师们必须不断吸取世人的宝贵经验和教训，迎接挑战，攻克难题，改进设计，反复摸索，机械系统的研制任务是相当艰巨的！

　　咱们“大发”的机械系统设计与研发是一项艰巨而漫长的任务，但是我们针对每一项关键技术都有一套完整的技术路线流程，所有的工作都在有条不紊地进行。未来的岁月里，我们机械系统工作会树立一个又一个里程碑，为了祖国的大发动机梦想坚持不懈地奋斗下去！

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　　 （本文由中航商用航空发动机有限责任公司提供，原文 撰稿：周莹；   责编：孙怡琼，转载时标题有修改）