“深藏功与名”
作者: 依蔓 史庆起
航空发动机在提供飞行动力的同时,也会引起噪声和飞机机体结构的振动,影响机体结构和机载设备的安全与寿命。如何降低发动机的振动水平呢?目前,最常用的措施就是在发动机上布置减振器。
司空见惯的振动
振动,是生产、生活中的一种常见现象。它是物体围绕平衡位置进行的一种往复运动。例如,发生机械故障的机器、颠簸的汽车、飞行中遇到气流的飞机、高速机动飞行的战机等都会出现强烈振动。即便是正常运行中的机器、汽车、飞机,也会因发动机的作用而产生轻微的振动。从这点来说,只要飞机的发动机启动,振动就不可避免,发动机是飞机振动的主要来源之一。
就像声波会在空气中传递一样,发动机启动后所产生的振动也会沿着机体传开。这些振动会影响飞机上的各种精密仪器和设备;弱化发动机本身的工作性能,缩减发动机的使用寿命;对机体结构造成破坏,例如诱发结构疲劳裂纹等,进而危及机身寿命与安全。因此,减振成为飞机设计中不可或缺的重要环节。

减振≠消除振动的来源
要减少振动,最直接的办法是消除振动的来源,但这不切实际,因此减振不等于消除振动的来源。比较可行的办法是,采取措施将振动的来源(发动机)与机身隔离,减弱传递给机身的振动,这种措施就是振动隔离。
飞机搭载了大量精密仪器,减振不是在振动出现后再设法排除,而是开始于飞机的研制阶段。以航空发动机来说,在其安装环节,工程师就要在发动机上布置减振器。
由于飞机飞行环境恶劣,航空用减振器除了要求能在一定范围内提供较大的阻尼(任何振动系统在振动中,由于外界作用,例如阻力、摩擦力或者系统本身固有的原因引起的,振动幅度逐渐下降的特性)外,还要求其具有抗冲击性能好、防高温、耐腐蚀等特性。而航空发动机上的减振器因为靠近发动机,在抵抗振动、防高温等性能方面要求会更高,例如其工作温度可能会在零下50摄氏度到170摄氏度之间。


小身板 大能量
现代民航客机发动机多采用翼吊式“挂”在机翼下。这就需要使用专门的吊挂装置把发动机挂起来。吊挂装置中有一个叫安装节的结构,它的主要作用就是连接发动机和吊挂装置,将发动机产生的载荷传递给飞机。由于紧邻发动机,吊挂装置属于高振区,因此需要在安装节界面增加减振器来降低发动机传递到吊挂装置的振动,进而减少振动引起的任何机身疲劳风险。
飞机使用的发动机不同,发动机的吊挂装置也不尽一样,例如涡轮螺旋桨飞机的吊挂装置就与民航客机等存在很大差别。涡轮螺旋桨发动机多采用发动机支架连接到机身或发动机短舱的受力骨架上,外面由发动机罩包覆。由于螺旋桨工作时振动比较大,因此减振器多位于固定装置与发动机的连接接头之间。
减振器的外形尺寸一般都比较小,且安装在较隐蔽的位置。它们发挥着重要的作用,但往往不为人知。这一点上看,发动机上的减振器可谓是真正的“深藏功与名”。
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