肖衛(wèi)國看了看會議桌邊的三十余名技術(shù)人員，心里已經(jīng)有了計(jì)較，昨天晚上他熬夜加班，總算是有了一個最好的解決辦法，當(dāng)然他只是從理論上知道，要最終實(shí)現(xiàn)解決渦輪葉片疲勞裂紋的問題，還是要靠在座的這些人。

    “各位設(shè)計(jì)師和工程師，你們辛苦了！”肖衛(wèi)國感激地道，“為了風(fēng)雷霆噴氣發(fā)動機(jī)的研制你們付出了辛勤的汗水和努力，這些我們都看在眼里，記在心里。渦輪是噴氣發(fā)動機(jī)當(dāng)中熱負(fù)荷和動力負(fù)荷最大的部件，所以在研制的過程中出現(xiàn)這樣的問題也是再所難免的！畢竟我們這是在走別人從未走過的路。也許還會有更多的問題和困難在等著我們，但是只要我們認(rèn)真想辦法，是一定可以解決這些問題的。”

    說到這里，肖衛(wèi)國拿起梅塞施密特面前的事故報(bào)告，大聲道：“從你們的調(diào)查報(bào)告中，我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了問題的根本所在。這次風(fēng)雷噴氣發(fā)動機(jī)渦輪葉片的裂紋不是由動力載荷導(dǎo)致的，所以解決這個問題的根本不在更換高溫合金材料或是改進(jìn)工藝。那么，這次風(fēng)雷發(fā)動機(jī)在持久試車中產(chǎn)生的渦輪葉片裂紋究竟是什么原因產(chǎn)生的呢？大家可能沒有注意到一個細(xì)節(jié)，那就是所有的裂紋都是穿過葉片的前緣或是后緣，并與葉片的邊緣垂直！而且這一次裂紋主要集中在葉片的葉尖部位！這說明了什么呢？這說明引起裂紋的原因是熱應(yīng)力！”

    梅塞施密特都不知道肖衛(wèi)國已經(jīng)有了答案，聽到他這樣一說，頓時感覺這個問題似乎很快就將迎刃而解了，于是他很感興趣地追問道：“菲利普，原來你早就有答案了??！快說說看，為什么會是熱應(yīng)力導(dǎo)致的。咱們又有什么辦法可以解決？”

    其余的技術(shù)人員也紛紛緊盯著肖衛(wèi)國，他們很想知道，為什么肖衛(wèi)國一來就知道了問題發(fā)生的原因，他們研究了好幾天，卻是一籌莫展，最后只能匆匆下了一個現(xiàn)在看來是嚴(yán)重錯誤的結(jié)論。實(shí)際上。這次肖衛(wèi)國相當(dāng)于是在給這些技術(shù)人員上了一堂生動的課，這樣的機(jī)會可不多得，所以每一個人都認(rèn)真地聽，認(rèn)真的記錄著。

    肖衛(wèi)國神情凝重地道：“大家要知道，影響高溫渦輪轉(zhuǎn)子葉片的低循環(huán)疲勞壽命的因素主要有熱沖擊產(chǎn)生的熱應(yīng)力、高速旋轉(zhuǎn)離心載荷產(chǎn)生的拉伸力、氣動力及金屬材料性能等。渦輪葉片總壽命的大部分是在起動和停車過程中由于受瞬態(tài)熱應(yīng)力影響而損失的。所以由此看來，我們的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究做得還不夠，所以才會出現(xiàn)這樣的問題。那么解決這個問題最有效的辦法是什么呢？不是使用新的高溫合金材料，也不是靠降低渦輪前溫度，相反今后我們要提高發(fā)動機(jī)的性能。主要就是靠提高渦輪前溫度來實(shí)現(xiàn)。所以現(xiàn)在的問題來了，解決渦輪葉片疲勞裂紋的辦法，就是要針對問題產(chǎn)生的原因來。既然是由于熱應(yīng)力導(dǎo)致的，又不能降低渦輪前溫度，那么我們還可以通過其他的辦法來降低渦輪葉片的工作溫度嘛！”

    一名設(shè)計(jì)師突破激動地道：“我想到了！是不是可以引入冷空氣，對發(fā)動機(jī)渦輪葉片進(jìn)行冷卻？而且，這個冷空氣只能通過發(fā)動機(jī)渦輪葉片的內(nèi)部，就像是活塞發(fā)動機(jī)的散熱器一樣！”

    肖衛(wèi)國點(diǎn)了點(diǎn)頭道：“你說得很正確！我們做為設(shè)計(jì)師和工程師。就是要多用發(fā)散性思維來思考問題。采用有效的冷卻措施是發(fā)動機(jī)安全可靠工作的有力保證，也是降低高溫材料成本的有效措施。今后我們要提高發(fā)動機(jī)的推力。主要就是靠提高發(fā)動機(jī)渦輪進(jìn)口燃?xì)鉁囟葋韺?shí)現(xiàn)，但是高溫合金材料的耐熱溫度總是有限的，這就要靠先進(jìn)的設(shè)計(jì)來有效降低發(fā)動機(jī)渦輪特別是渦輪葉片的溫度。我們的發(fā)動機(jī)渦輪葉片設(shè)計(jì)成中空，也就是為了對葉片進(jìn)行冷卻，但是目前我們的葉片冷卻設(shè)計(jì)有問題，沒有引入冷空氣來對葉片進(jìn)行冷卻降溫。這才產(chǎn)生了渦輪葉片疲勞裂紋?！?br/>
    梅塞施密特好奇地道：“菲利普，那我們應(yīng)該怎么樣設(shè)計(jì)，才能更好地對發(fā)動機(jī)渦輪葉片進(jìn)行冷卻呢？”

    肖衛(wèi)國正色道：“我們要設(shè)計(jì)一套冷卻系統(tǒng)。當(dāng)然，對于冷卻空氣的引用，必須考慮到壓力、流量和溫度的問題。冷卻空氣可以從壓氣機(jī)中引出。不同級的空氣壓力是不同的，必須要保證冷卻空氣能夠按一定的方向與速度，沿冷卻表面進(jìn)行流動，還要考慮排放冷卻空氣處的壓力。冷卻空氣的流量取決于冷卻的要求，需要全面考慮和設(shè)計(jì)調(diào)試，可以得用限流孔來調(diào)整和分流局部冷卻空氣量。冷卻空氣來自于壓氣機(jī)，每一級壓氣機(jī)的溫度不同，有的本身就達(dá)到了二百多度，這樣的空氣就不適合用來冷卻?！?br/>
    梅塞施密特點(diǎn)了點(diǎn)頭道：“菲利普，你說的我也明白了。不過，僅僅是這一個冷卻系統(tǒng)是不是能夠充分保證發(fā)動機(jī)渦輪壽命達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)呢？”

    肖衛(wèi)國呵呵笑道：“其實(shí)這個冷卻系統(tǒng)已經(jīng)可以解決目前的問題了。當(dāng)然，如果要使渦輪的壽命更長更有保證，也有其他的辦法，不過那就不是一時半會可以用得上的，今后我們可以在后續(xù)的改進(jìn)型號中應(yīng)用那些新技術(shù)。我簡單說說兩個渦輪葉片疲勞強(qiáng)度提高的技術(shù)吧，一是表面強(qiáng)化，二是表面防護(hù)?！?br/>
    梅塞施密特好奇地道：“菲利普，你說說這兩個技術(shù)具體是如何實(shí)現(xiàn)的吧!”

    “表面強(qiáng)化是提高渦輪葉片疲勞強(qiáng)度的有效方法之一，比如表面淬火和表面滾壓。這些強(qiáng)化表面層的工藝措施可以提高渦輪葉片的表面硬度，從而減少渦輪葉片的表面損傷，而最主要的還是在渦輪葉片表面形成一層具有壓縮殘余應(yīng)力的表面層。渦輪葉片的疲勞損壞是由其表面層所受的拉應(yīng)力所引起的，表面層的殘余壓應(yīng)力可以抵消一部分拉應(yīng)力，從而使渦輪葉片的疲勞強(qiáng)度得到提高。渦輪葉片疲勞破壞一般都是從表面開始，而表面與高溫燃?xì)猸h(huán)境接觸，這對疲勞強(qiáng)度影響很大。因此，采用合適的表面防護(hù)方法，使葉片表面與高溫燃?xì)猸h(huán)境隔離可以提高葉片的耐高溫疲勞強(qiáng)度。渦輪葉片表面防護(hù)提高的措施研制一種高溫涂層。”肖衛(wèi)國侃侃而談道。(未完待續(xù)。)

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