海岸线文学

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第280章 涡扇8x发动机（第1页）

叶明改进后的运-102在外形设计上大量参考了麦道82，和麦道82一样，运-102也将两台发动机设在了客机尾部，主机翼后移，尾翼采用T字型设计，这些都是麦道公司实验了无数次的结果，叶明并不打算更改。

据叶明了解，麦道82这种外形设计可以增加客机的短距起降能力，在同样的发动机推力下，尾部发动机能比翼间挂载的发动机获得更多的升力，同时减小了爬升时的阻力，能有效节省油料。

在叶明看来，这个设计对于民航客机非常有用处，因为能降低飞行成本，在这方面，原来的运-10就要差好多，运-10的四台发动机就都是挂到机翼上的，这也导致了原本的运-10翼展足有45米，这会增加运-10的升空阻力，也难怪油耗一直居高不下了。

至于说其他飞机公司为什么没有采用这种设计，其实，麦道82的这种外形设计虽然有其优点，但发动机在后置也会导致能多性能缺陷，比如因为发动机在后面，所导致该型客机采用的T型尾翼在失速情况下不容易被改出，飞机操控性能降低，需要更大的力矩才可以让飞机抬头，而且这种设计还不利于维修，可谓是有利有弊！

但叶明现在也没有其它客机制造方法，只能先以麦道82为蓝本制造，至于以后有了足够的技术积累，肯定要对其缺陷进行弥补的。

而在仿照MD-82的设计后，运-102的翼展也仅为34米，足足比原来的运-10少了11米，虽然从四台涡扇8发动机更换成了两台叶明按照JT8D-217A型涡轮风扇发动机改装的涡扇8X。

至于说涡扇8X发动机的性能超过原版的JT8D-217A型涡轮风扇发动机，叶明说的并不是大话，至少在防撞击防扇叶碎裂的能力上，涡扇8X要超过世界上任何一款发动机。

历史上，经常有客机发动机吸入异物导致发动机扇叶被击碎，为什么众多机场都要防止鸟群出现在附近，就是因为高速飞行的客机发动机在吸入飞鸟后，会使得发动机扇叶被撞断，导致发动机损坏“停车”，继而引发难以想象的事故。

而叶明改造后的发动机扇叶坚固程度要远超原本的麦道客机发动机叶片。

这种被改造的叶片设计彻底地消除了原本发动机凸肩问题，凸肩设计是80年代最常见的民用发动机扇叶设计理念，这种方式能增加发动机叶片的剛性，还提高了抵抗外物（包括鸟）撞击的能力与叶片自振频率，而且不易出现振动。

带这种设计却带来了许多问题，例如叶片不好加工，叶片根部所受的离心负荷加大，受到撞击后容易碎裂，长时间使用后，还容易产生疲劳效应。

凸肩与叶身交界处还会产生附加的弯曲应力，气流流过凸肩时，会产生分离效应，不仅使流通面积减少，还会使得发动机效率降低等问题。

当然，这里面最重要的问题就是凸肩设计容易碎裂，这种问题困扰了全世界几十年时间，无数空难都因为发动机损坏而引起不可挽回的结果。

所以，叶明准备尽可能的降低发动机扇叶碎裂产生的风险。

在改进JT8D发动机时，叶明第一时间就去掉了凸肩设计，虽然凸肩设计也有一些优点，但是并不足以抵消它容易断裂所带来的危险，为此，叶明创造性地发展了一种新的风扇叶片设计与制造方法，这就是“宽弦无凸肩蜂窝夹层结构”叶片。

这种宽弦叶片在制造时使用空心蜂窝状的耐高温轻质铝锂合金作为内芯，外层附着一层高强度高韧性的钛合金，在钛合金外层再加入一层耐高温防氧化表层。

由于这样的扇叶都是一体成型，这种类似“三明治”的扇叶结构，其强度要远远超过世界上任何一种发动机扇叶，能做到无法被撞断也就不足为奇了。

叶明不知道的是，在霉国，波音公司也研究出了类似的发动机扇叶技术，只不过波音公司采用的是两种材料夹层熔铸，然后涂抹防氧化涂料，而叶明采用的是铝锂合金、钛合金、防氧化合金三种金属材料一体熔铸，当然，叶明采用的这种方式暂时只有他自己能做到，因为除了他以外，没有人内细致入微的观察熔液内部。

波音公司设计的新型的风扇叶片其实已经在他们公司的757客机上试用了，首先被装在了757客机的RB211-535E4发动机上。

在试用过程中，波音公司发现，这种设计的发动机不仅效率比常规带凸肩的窄弦叶片高，而且不易损坏。

虽然波音公司设计的叶片的厚度宽度同叶明改进后的发动机叶片差不多，但是其强度和韧性却不可同日而语，因为波音公司的发动机虽好，但还是会有发动机扇叶碎裂的风险。

但叶明的设计则是彻底消除了发动机叶片碎裂的情况，除非被导弹、炮弹打到，否则以客机常见的飞鸟、石子、树枝等物，都无法对这款发动机造成任何影响。

在测试中，作为测试使用的木质飞鸟模型以350kmh的速度撞到发动机扇叶，但叶明改进后的扇叶在被击中的时候，最多只能造成3-5根扇叶扭曲翻转，其力道并不足以使叶片断裂碎裂，这种情况下，被损坏的发动机叶片仍旧可以保持低速工作，不至于让发动机彻底“停车”。

而且，为了防止飞鸟钻进发动机内部，阻塞发动机内部进气，叶明改进的发动机内部的涡轮转子转动频率更快，涡轮由多个旋转叶片和多个固定叶片组成，在异物进入后，涡轮内部收缩的高温气体会将异物推到分叉的进气道中，宽气道为辅助气道，即便被粘稠异物所阻塞，也不足以影响整个发动机的运行，而细气道则会将空气引入压缩室中，经过空气滤清器和燃油喷嘴，被加热到非常高的温度。

而在高温情况下，宽气道内部的异物也会很快被烘干，变成细碎的灰渣被尾喷吹出，一点都不会影响到发动机内部运行。

这架运-102客机在生产时，叶明也发现了一些问题，比如他在制造这架客机时，除了发动机以外，还在机体结构部分大量使用了坚固的常规钛合金，但很快他就在实验中发现，全钛合金制造的客机机体结构在极特殊情况下，竟然会产生钛火现象而引发爆燃。

我们都知道木材、煤炭是易燃材料，但是甚少有人知道，作为耐高温材料的钛合金也会发生燃烧现象，甚至会引发爆炸。

而且钛火要远比常规火源更难以被人为扑灭，因为其着火后的温度超过了1660℃的绝对高温。

其实钛合金金属制成的飞机发动机上的钛合金着火（即“钛火”）事故，是金属燃烧的一种特殊情况。

钛合金并非自燃金属，无论是板状、块状甚至是粉末状都是不能自燃，而钛合金的熔点一般可以达到1660℃，而航空发动机中钛合金机件的工作温度通常不超过600℃，远远低于钛的燃点，为什么还会产生钛火呢！

正常情况下，发动机确实不可能出现钛火故障，但如果钛合金部件遇到剧烈冲击、摩擦等极端情况，导致局部温度急剧升高，当超出了临界值（1660℃）后，就会造成钛合金机件起火，继而引起钛合金部件和整架客机失火。

叶明对此的解决方法也很简单，就是在钛合金中加入阻燃材料，研制出了钛-铬-钒系新型阻燃钛合金，铬的电离子形式是阻燃剂，而钒则是非常好的耐火材料，可以在高温环境下长时间使用，同时对温度变化也较为稳定，这种合金的耐高温虽然达不到1660℃那么高，但是在被剧烈摩擦后，再也不会轻易产生钛火了。