第五百七十八章 克萊爾教授的“私貨”

　　“吉米，鮑勃，汽車發動機的構造你很了解，那我問你一個關于飛機發動機的小問題吧，當然，這不算是考你們兩個，知道就回答，不知道就算了！”

　　克萊爾走到這臺巨大發動機前面，指著那風扇的一樣的東西。

　　“你們知道這是什么嗎？”

　　鮑勃看了看沒吭聲，他當然知道這東西是風扇，飛機的推力就是風扇產生的，第一代噴氣式飛機上面就有這樣的零部件，但是那種叫做螺旋槳式發動機，顯然眼前這臺風扇更加精密，葉片密密麻麻光滑如刀，如今的動力系統都是內燃型了，輸出功率大得多，強大的氣流打在葉片上產生出的推力都能把車給吹飛出去，普通的材料根本就無法承受的住這樣的力量，起碼在材質上提升了不知多少。

　　“這應該是飛機的風扇，但是跟普通風扇不同，這應該是渦輪風扇吧！至于其他的，我就不知道了。”

　　劉瑯回答，他不是神仙，沒有未卜先知的能力，關于飛機發動機的相關材料他接觸的很少，只有在圖書館中看到過一些粗略的資料，沒有學過，劉瑯同樣一無所知。

　　“不知道了吧，好，那我就給你們兩個上一課！

　　這的確叫做渦輪風扇，由渦槳噴氣發動機發展而成，這種渦輪風扇主要特點是首級壓縮機的面積大，同時被用作為空氣螺旋槳，將部分吸入的空氣通過噴射引擎的外圍向後推。發動機核心部分空氣經過的部分稱為內涵道，僅有風扇空氣經過的核心機外側部分稱為外涵道。

　　渦槳發動機的排氣速度太低推力有限，因此必需提高噴氣發動機的效率。發動機的效率包括熱效率和推進效率兩個部分，提高燃氣在渦輪前的溫度和高壓壓氣機的增壓比，就可以提高熱效率。因為高溫、高密度的氣體包含的能量要大。”

　　克萊爾口若懸河，他很高興，因為難得聽到劉瑯說自己不會。

　　“這就是渦輪發動機的原理了！那么這些渦輪風扇一定和以前的螺旋槳風扇有著很大差異了！”

　　劉瑯再次問道。

　　“那是當然，從渦輪里直噴出來的氣流可以把一棟房子吹倒，打在普通鋼材上，不出半年就得被打碎……好，今天我就給你們講一講這渦輪風扇的構造！”

　　克萊爾來了興致，開始講了起來。

　　“渦輪葉片在結構上主要由葉冠、葉身、緣板、葉根四部分組成。

　　這是葉冠，為了提高渦輪效率，常在葉片的上端采用一個類似緣板的葉冠結構。其作用是減小葉尖由葉盆向葉背的漏氣，降低二次損失，提高渦輪效率；相鄰葉片的葉冠之間的摩擦可以吸收震動能量，起到減振作用；同一級轉子葉片的葉冠相互抵緊，可增強葉片的剛性，提高其抗振強度；帶冠葉片可以采用對氣動性更為有利的薄葉型。目前，常用的葉冠形狀主要為平行四邊形和鋸齒形葉冠。

　　葉身，其功能主要是實現葉片的氣動特性，葉身不同高度的截面形狀通過氣動設計來選取，周向上相鄰葉片的葉身之間構成氣流通道，供高溫、高壓燃氣流過并膨脹做功；同時，葉身型面還兼具調整氣流方向的功能，保證氣流進入排氣系統時軸向速度均勻。

　　緣板，其功能主要是形成獨立的氣流通道，保證高溫燃氣不會流入氣流通道以外的渦輪盤、密封、支承等其他耐溫性較差的部件。緣板介于葉身與葉根之間，一般采取方形結構，上下分別通過過渡段和葉身、葉根連接，同一級轉子的葉片緣板組成一個封閉的環形結構。

　　葉根，其功能主要是連接葉片和輪盤，以便將功率傳輸到與輪盤相連的轉子軸上，葉根靠上、和緣板連接的部分稱為伸根。葉根下端，連接渦輪盤的部分一般采用樅樹形榫頭，其優點有：榫頭的周向尺寸較小，可在輪緣上安裝較多的葉片，輸出功率大；多個齒面傳力，承載能力強，安全裕度大；接觸面積較大，有利于散熱和摩擦減振；間隙配合，受熱后能夠自由膨脹，可以減小熱應力；拆裝方便等。”

　　兩人聽的非常仔細，鮑勃還從包里拿出紙筆記了下來，這算是克萊爾教授的私貨，不是誰都能學得到的。

　　劉瑯當然用不上紙筆，他的大腦就相當于電腦了，鮑勃記得很仔細，但他覺得沒什么，克萊爾教授只是介紹了一下構成，相當于名詞解釋，對于實質沒什么大用。

　　“我看這種葉片非常特殊，結構上與眾不同，而且這材料也非常堅韌，這么薄的葉片極速轉動很容易發生扭曲的，教授，這臺發動機的葉片是怎么制造出來的？”

　　劉瑯假裝摸著那鋒利的葉片問道。

　　“你問得很專業，這種葉片是典型的自由曲面零件，加工這類零件時都有一個特點，那就是要薄，但是會產生一個結果，那就是加工時易變形，所以在材質上就要非常嚴格了，一般說來材質為不銹鋼，但這可不是普通的不銹鋼，蒙乃爾合金、nel、鈦和鎳為基礎的難加工合金材料！”

　　克萊爾回答。

　　“哦，蒙乃爾合金，鈦和鎳的合金材料！”

　　劉瑯記了下來。

　　“教授，你說這些合金都是非常堅硬的材料，很難被加工，但這種葉片卻是精密到了極致，那就會對加工工藝與加工用的刀具提出了更高的要求，這一點您知道嗎？”

　　劉瑯再次問道。

　　“哈哈，吉米，這種問題可難不住我，好，那我就給簡單的說一下這個問題。

　　在葉片的加工中，葉片加工難點有以下3個方面：銑工藝圍帶處，葉根的加工，銑拉筋孔……而這些葉片可都是中空的，這種鑄造方式難度是非常高的。

　　中空鍛造，那只有失蠟法才可以，而高質量的陶瓷芯是失蠟法鑄造的最好內芯材料，它能夠在澆鑄金屬時依然能夠保持穩定，在鑄件冷卻后有能通過化學工藝輕易溶解，在葉片中留下所需要的空氣通道。

　　首先把模具放在在陶土液中旋轉，使其均勻包裹住模型的任何部位，這樣才能算合格。

　　然后將模型加入特殊風箱中，在外表噴淋瓷土，形成厚實的外殼，包裹陶土后的鑄造模型，再進行風干處理，接著要進行加溫，將鑄造模型外部包裹的瓷土燒成陶瓷范模，同時，將內部的蜂蠟排出，形成鑄造空腔。

　　最后，生產出的葉片還需要進行x光探傷，每個葉片都要進行多角度探傷，防止出現任何瑕疵。”

　　雖然克萊爾說得很簡單，但都是干貨，劉瑯牢牢的把這些話都記在心中，這已經涉及到發動機的工藝，屬于“不可秘傳”的層次。

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