一名男子摇晃着飞机发动机里的叶片,神奇的是这些叶片居然是松动的,运行时还会发出哒哒哒的响声。
这不禁让人担忧,如此松动的叶片不会影响飞机的飞行吗?原来,飞机的叶片并不是固定锁死在发动机上的,而是一片片卡在了发动机的转盘上。值得一提是,它并没有被卡死,在榫头和榫槽之间留有缝隙。如此一来,当叶片在转动时,两者相互碰撞就会发生出声音了。
为什么要这样设计呢?我们来做一个假设,如果叶片是完全固定在发动机上的,那么当发动机在转动时产生的离心力,就需要有相对应的叶片来平衡掉。此时如果其中有一片叶片发生了损毁,那么它的质量就会损失一些,这样就无法保持平衡,从而导致整个盘面产生振动。
而为了避免此类风险故障的发生,工程师们就想到了利用榫卯结构的方法。榫卯结构是我国古建筑中的主要结构,它由立柱、横梁和顺檁等构建组成,各个构件之间的结点以榫卯相吻合,以此构成牢固的框架。
而将榫卯结构应用在飞机发动机的叶片上,就可以使叶片在一定范围内能够自由滑动。当发动机运转产生离心力时,榫头就会在各自的榫槽里向外移动。假如其中一片叶片发生了损伤,就会向外移动一些,移动范围相互抵消就能时刻保持平衡,从而减少发动机振动的发生了。
其实再仔细观察叶片,它除了是松动的之外还是S型扭曲的形状。这又是什么原理?原来,不光是飞机,常见的风扇和风机等上面的叶片也是这样的形状。这就要从发动机的工作原理讲起了。
飞机发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室和尾喷管组成。空气第一步就要从进气道穿过叶片进入到压气机中。
也就是说,这些叶片要快速完成对气体的压缩和膨胀。而曲面形状的叶片的制造精度,直接奠定了飞机发动机推进效率的大小,更好的平衡了叶片整体的圆周速度。减小气流的流动损失的同时,还能使叶片运行起来更加稳固。空气进入的多,效率自然就提高了。
其实不光发动机的叶片是弯曲的,就连飞机的机翼也都是弯曲的。飞机在飞行时,机翼上方的气流比下方快,这就造成了机翼上方的气压比下方低。
根据伯努利原理,弯曲的机翼能够改变气流的流动,从而增加升力和稳定性,使飞机能够更加安全高效的飞行。