在我看来,发动机振动是衡量发动机工作质量的一个关键指标。过于严重的振动不仅会加速机械部件疲劳损坏,还可能降低发动机的使用寿命。在飞行器中,振动不仅影响乘员的舒适度和体力消耗,还可能对仪表精度产生负面影响,有时甚至会导致结构或仪器损坏,因此,对于每种类型的发动机都有明确规定其允许的振动水平。
燃气涡轮发动机中的主要来源包括转子、燃烧室以及传导箱。引起这些振動的原因有:
轉子的失衡:當轉子高速旋轉時,由於轉子的失衡會產生離心力,這種力將激發垂直於軸線方向的橫向震動,其頻率等於轉子的轉速。
轉子共振:當轉子的速度達到某個臨界值時,不平衡力的強迫震動與固有頻率耦合,這種情況下會出現強烈的地面變形和曲折,並且嚴重時可能導致轉子與機匣接觸或葉片損壞。
氣流不穩定性及脈動:壓氣機內部喘鳴和燃燒室內不穩定的燃燒也能引起整體低頻纵向震動。此外,不稳定的外界气流或進氣通路中的支柱、葉片等,也能使氣流產生脈動從而激發發動機橫向或局部震動。
傳導箱中由齒輪傳輸啮合無法平穩產生的震盪。
為了減少因转子引起的地面波浪,我們通常會在製造過程中對转子進行仔細平衡,以消除運行時所產生的非均勻力和力矩。此外,可以調整转子的刚性或者采用弹性的支承,使临界速度高于或低于発电機正常運作之間。我們還可以通過本車輛平衡方法,在發電機正在運作狀態下對其進行調整。当地面的運動发生时,我们还可以使用挤压油膜阻尼器来减轻这些运动。这樣做既可以减少地面的運動,又能提高效率並降低成本。