航发科普丨航空发动机的“血管”和“神经”
航空发动机是现代工业“皇冠上的明珠”。第一次看到它的人往往会被航空发动机上那错综复杂的管路和电缆所吸引,你知道它们的作用吗?
不管是涡喷、涡轴、涡扇发动机,还是小巧的活塞发动机,它们都有共同的部件——管路和电缆,你可以把它们看作是航空发动机的“血管”和“神经”。
管路
航空发动机的管路和人体血管的功能基本相同——运输。发动机启动后,它们便各司其职,紧张有序地开始工作:
一些管路负责运输燃油到发动机燃烧室(或气缸)中,使燃油燃烧的化学能转化为机械能后输出做功,为飞机腾飞提供强劲动力;
一些管路负责运输滑油到指定的地点,对发动机零件起到润滑减磨、辅助冷却降温等作用;
还有一些管路是用来运送清洗液清洗压气机和涡轮叶片,让它们可以“轻装上阵”。
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这些管路的材质也各有不同,一般是金属材质的刚性管或是橡胶材质的柔性管。柔性管便于加工,耐温耐压能力差,通常用于温度较低的部位,如余油漏油管等。刚性管强度大,安全可靠,适用于有一定温度、压力需要的环境中,如燃油管、滑油管等。值得一提的是,还有一些管路是发动机壳体在铸造时就一体设计好的,这样更有利于减轻发动机重量。
同时,为了避免管路在发动机使用过程中振动过大而发生破裂,通常采用支架、卡箍等结构将其固定在发动机安装面上,但是也需要留出一定的安全距离,避免管路和发动机壳体磕碰。
电缆
我们都知道,人类的感觉是通过神经系统的反馈传递给大脑,大脑分析后发出指令,又通过神经系统传回到相应的部位去执行命令。
航空发动机的工作流程与此类似,传感器测量出的温度、转速、压力等数据通过电缆输送至控制系统,控制系统经过计算后,又将相应的命令传回执行单元,以达到监控、调节的目的。所以我们可以看出,发动机上的电缆犹如人类的神经系统。
电缆由导线、插头等组成,一端连接传感器或执行单元,另一端连接控制系统。电缆在设计之初应考虑工作电压、工作制式、传导能量、传导电流、中心导体电阻、外部编织层电阻、绝缘性、抗电性等参数。电缆线的设计参数,对数据传输的稳定性和精度具有重要意义。
在飞行中,高温部位的电缆有着起火风险,发生电磁感应的电缆还有干扰飞机无线电通信的可能,为了防止这些情况出现,一般我们还会在电缆外套上一层金属编织管。
最后,加工完成的管路和电缆,还需要分别通过密封加压检测和射频辐射、传导辐射、电磁干扰等检测后,才能成功装在航空发动机上,随着飞机一起翱翔蓝天。