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摘要：航空發(fā)動機機械系統(tǒng)技術專業(yè)性強，而且具有較強的復雜性，在運行過程中容易出現(xiàn)多種故障，因此需要對其進行專業(yè)性分析和探究。本文主要介紹了航空發(fā)動機機械系統(tǒng)技術主要的四個部分，分別是傳動技術、潤滑技術、密封技術和主軸軸承技術，分析了以上四個部分技術的發(fā)展現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：機械系統(tǒng)；傳動；潤滑；密封；軸承；航空發(fā)動機

航空發(fā)動機機械系統(tǒng)主要包括四個部分，分別是傳動技術、潤滑技術、密封技術、主軸軸承技術。航空發(fā)動機機械系統(tǒng)技術在應用過程中容易出現(xiàn)各種故障，這是因為航空發(fā)動機內(nèi)部結構非常復雜，而且在運轉過程中涉及到多個學科的相關知識，而且國內(nèi)對這些具體應用技術的研究相對薄弱。研究發(fā)現(xiàn)，航空發(fā)動機運行過程中容易出現(xiàn)的問題主要集中在設計、制造、裝配以及驗證等環(huán)節(jié)，這也是后續(xù)研究應用過程中需要特別注意的地方。通過對我國現(xiàn)役發(fā)動機運行過程中出現(xiàn)的故障進行綜合性分析，發(fā)現(xiàn)其中發(fā)生頻率最高的就是機械系統(tǒng)方面的故障。導致這一情況的因素較多，具體包括基礎技術相對薄弱、設計水平低、制造水平難以達到相應水平、試驗轉配手段落后等，此外，國內(nèi)對相關技術的研發(fā)程度也不夠，相應的投資力度較低，沒有做好相應的基礎工作也是一個關鍵因素。

1傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)是航空發(fā)動機機械系統(tǒng)技術的一個關鍵組成部分，也是一個研究重點。當前航空發(fā)動機機械系統(tǒng)技術的一個發(fā)展趨勢就是要確保傳動系統(tǒng)滿足高速和重載工作條件，不僅如此，還需要能夠?qū)崿F(xiàn)減少傳動系統(tǒng)整體體積和質(zhì)量的效果，這種設計有助于提高航空發(fā)動機整體使用壽命和穩(wěn)定性，還可以降低成本，提高經(jīng)濟效益。國外專家對航空發(fā)動機傳動系統(tǒng)的研究比較深入，已經(jīng)建立了比較完整的計算分析系統(tǒng)，還可以對相關設備的強度和性能進行檢測，并將具體部件的受力變形情況納入整體考慮范圍，還可以實現(xiàn)對傳統(tǒng)系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)運行的有效分析，從而準確模擬機械系統(tǒng)的工作情況。近年來，隨著齒輪動態(tài)技術的進一步發(fā)展，帶動了傳動系統(tǒng)相應技術的研究，具體包括其噪音、振動以及聲震粗糙度等，能夠準確評估分析齒輪因為形態(tài)誤差導致的噪音等問題；還可以針對齒輪構件的使用特點進行分析，在此基礎上得出齒輪的S-N曲線，準確預測具體齒輪的壽命，這有助于提高齒輪的整體應用效果。針對噴油潤滑，相關研究人員通過進行磨損實驗，分析不同噴油狀態(tài)下齒輪在運行過程中溫度變化情況以及磨損情況，并得到最佳的噴油方案，提高齒輪使用壽命。以上這些實驗研究得到大量數(shù)據(jù)，為后續(xù)傳動系統(tǒng)設計運行提供了大量依據(jù)，一方面能夠提高其整體使用效果，另一方面還可以達到良好經(jīng)濟性。我國航空發(fā)動機傳動系統(tǒng)技術的不足之處在于齒輪咬合仿真、傳動機匣與相應附件的一體化設計等方面，此外，傳動系統(tǒng)的整體動態(tài)設計以及新型傳動技術的應用也存在一定局限性，難以滿足實際需要。由于航空發(fā)動機整體結構比較復雜，存在眾多附件，而且其轉速存在差異，導致針對航空發(fā)動機的傳動系統(tǒng)設計也比較困難，受到多個因素影響。

2潤滑系統(tǒng)

航空發(fā)動機內(nèi)部的潤滑系統(tǒng)涉及到多方面知識，具體包括二相流動、彈流潤滑、復雜換熱等，這些知識屬于相對邊緣的內(nèi)容，而且存在較大難度，關系這些方面的研究和理論成果較少，不能提供有效借鑒。隨著針對航空發(fā)動機整體設計技術的優(yōu)化和進步，相應的潤滑系統(tǒng)也需要達到更高水平。基于此，很多歐美國家對航空發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)進行了深入研究，并取得一系列研究成果，這些成果主要包括航空發(fā)動機軸承腔內(nèi)的流動和換熱、潤滑系統(tǒng)的著火和防火操作等，此外還包括電驅(qū)動的潤滑泵的應用以及對應的潤滑系統(tǒng)及其設計，金屬海綿高效離心通風技術等，這些技術逐步被用于航空發(fā)動機的實踐過程中，并發(fā)揮出良好效果，從整體上提高了航空發(fā)動機的性能和使用效果。

3密封技術

航空發(fā)動機對密封技術要求較高，這也促使西方航空大國投入大量人力和財力進行研究，主要研究內(nèi)容是關于航空發(fā)動機的綜合高性能渦輪發(fā)動機技術，并在這個項目中集中攻關相關的密封技術。密封技術可以分為多種，具體包括刷密封、氣膜密封、反轉氣膜密封、石墨機械密封、篦齒密封等，在研究這些技術的基礎上，進一步將其進行實踐探究和實驗，測試其實用效果。當前，針對不同用途的航空發(fā)動機，相應的密封技術均能滿足其實際需要，不管是民用發(fā)動機，還是軍用發(fā)動機，均能得到良好應用效果。下一代航空發(fā)動機對密封技術提出了更高要求，尤其是在相關參數(shù)方面面臨更加惡劣的環(huán)境，這包括高溫、高速等，并要求航空發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)較低磨損或者無磨損、低發(fā)熱、更長使用壽命的實踐效果?；诖?，密封技術需要進一步發(fā)展改進，需要從具體結構設計、材料選擇等方面進行針對性提升，從而有效提高其密封的整體性能效果，達到更高的使用溫度、更快的密封速度，以及更高的密封壓差，更長的使用壽命等。西方發(fā)達國家對航空發(fā)動機密封技術的研究主要在相關的企業(yè)或者對應院校中開展，并將研究成果集中到對應的研制部門進行總結。近年來，在航空發(fā)動機的密封技術方面，應用較為廣泛的是刷式密封技術，這種密封技術能有效提高航空發(fā)動機的整體運行效率，并達到良好的穩(wěn)定性安全性效果。國內(nèi)針對刷式密封技術的研究也得到開展，并針對刷絲材料、跑道涂層、具體過盈量、單級承受壓差等進行了深入研究分析，還針對密封后發(fā)熱的排放、刷絲的大小等進行研究，對刷絲表面的處理技術進行研究。這些研究能夠促使刷式密封技術得到有效應用，并幫助航空發(fā)動機提高整體性能，還可以有效降低油耗率。

4主軸軸承

在軸承設計分析技術方面，國外發(fā)達國家擁有成熟的軸承系統(tǒng)耦合分析軟件，和大量的使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)支撐，能夠進行3維數(shù)字仿真分析與設計；大量采用了與支撐結構一體化結構的專用軸承，使軸承設計與發(fā)動機結構設計融為一體，在保持軸承基本功能的同時，為減輕發(fā)動機質(zhì)量、改善轉子振動特性等作出了重要貢獻。詳細、嚴謹、科學的計算分析，對軸承的靜態(tài)、準動態(tài)、動態(tài)的分析計算形成分析模式。在常規(guī)計算中對軸承供油噴嘴的壓力、最佳供油、表面應力等進行較準確地分析評估。其計算工具經(jīng)多年完善和試驗數(shù)據(jù)修正變得更為精確。通過多年的試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計和積累，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)齊全，使軸承的設計更能滿足實際需求。通過計算分析并與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行對比即可估算軸承的初始壽命，并能選取正確的材料、加工參數(shù)，使軸承的實際壽命通常高于設計壽命。當前航空發(fā)動機為了滿足實際應用需要在機械技術方面進行了大量改進和優(yōu)化，具體包括傳動技術、潤滑技術、密封技術、主軸軸承技術等方面的優(yōu)化，通過對航空發(fā)動機傳動、潤滑、密封、主軸軸承各方面的針對性優(yōu)化和完善，能夠有效提高發(fā)動機整體運行效率，實現(xiàn)更高的穩(wěn)定性，并能夠有效降低使用過程中的油耗，達到良好的實踐應用效果。

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作者:林小鳳 單位:廣州民航職業(yè)技術學院