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飛機發動機的葉片居然是松動的,妳知道原理嗎?

妳知道飛機發動機的葉片轉動時為什麽總是發出噠噠噠的響聲嗎?實際上,飛機發動機裏面的葉片本來就是松動的,不過這不是飛機年久失修導致,而是它本身就是這樣設計的。

第壹、葉片的設計利用了壹些特別的結構,通過榫頭卡在發動機的榫槽裏,這個和我們古代建造裏的榫卯結構有異曲同工之妙。但稍有不同的是,飛機葉片並不是卡的越緊越好,而且特意在榫頭和榫槽之間留有間隙。當風扇轉動時,葉片就會稍微滑動,葉片上的凸臺就會發生碰撞,從而發出噠噠噠的聲響。

第二、首先,我們假設這個葉片是完全固定的,當發動機開始工作,葉片開始轉動時,就會產生離心力,每壹個葉片在它對面都會有壹個對應的葉片來平衡離心力,但如果其中的壹個葉片被石頭劃了壹下,那它的質量就損失了壹點,它再轉動時自然不能和對面的葉片完全保持平衡,這時整個盤面就會產生震動,而長時間震動很容易損壞機械零部件。

第三、為了避免這種情況發生,工程師們就想出這種榫卯結構的辦法,在榫頭和榫槽之間留有明顯空隙,使葉片可在壹定範圍內自由滑動。當風扇開始轉動產生離心力時,它的榫頭就會在各自的榫槽裏稍微往外移動。但每個葉片的榫頭往外移動的量並不都是壹致的,壹旦有哪個葉片發生損傷,導致質量發生變化,那它就會多往外移動壹點,而與之相對的葉片就會少往外移動壹點。如此依舊可以使兩個葉片在轉動時保持平衡,從而大大減少發動機振動的產生。

第四、除了榫卯結構,發動機葉片還有壹個設計也可以減少震動,這是大家常見的S型扭曲葉片,它可以減弱空氣震動帶來的影響。以普通葉片為例,當它以某個速度轉動起來時,由於離軸心距離不相同,葉片上不同位置的周向速度就不相同。哪離軸心最遠的夜間和離軸心最近的葉根相比較,夜間轉壹圈的周長遠大於葉根,但夜間和葉根轉壹圈的時間是相同的。這就表示夜間的周向速度要遠大於葉根的周向速度,也就是說夜間推出的空氣遠大於葉根推出的空氣,這就代表著夜間受到的空氣壓力遠大於夜受到的壓力,這樣就沒辦法使整個頁面保持平衡,從而帶來明顯震動、巨大噪音、快速升溫等問題。

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