航空发动机的轴承有多恐怖？一分钟18000转，寿命超过5万小时！

文 | 巍巍太行

编辑 | 巍巍太行

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飞机发动机，这个推动钢铁巨鸟翱翔天际的“心脏”，其复杂程度和精密度都令人叹为观止，而在发动机的轰鸣声中，有一群默默无闻的“小家伙”承受着巨大的压力和高温，以每分钟上万转的速度旋转着，它们就是航空发动机轴承，这些看似不起眼的金属部件，却关系着发动机的寿命和飞机的安全，其重要性不言而喻

想象一下，当你乘坐飞机，以每小时数百公里的速度穿梭云层时，飞机发动机内的涡轮叶片也在以极高的速度旋转，带动着飞机不断向前，而支撑这些高速旋转叶片的，正是那些精密的轴承，它们如同发动机的“关节”，承受着巨大的离心力和摩擦力，保证发动机能够稳定、可靠地运行

航空发动机轴承的工作环境极其恶劣，不仅要承受高温、高压，还要经受住高速旋转带来的巨大离心力，以常见的涡扇发动机为例，其涡轮叶片的工作温度高达1500摄氏度以上，即使经过冷却，轴承所处环境的温度也高达300摄氏度，轴承还要承受每分钟上万转的转速，其所受的离心力可想而知

为了应对如此严苛的工作环境，航空发动机轴承在材料选择、设计制造等方面都提出了极高的要求，例如，轴承的材料必须具备优异的高温强度、耐磨性和抗疲劳性能，才能在高温、高转速的环境下长期稳定工作

目前，常用的航空发动机轴承材料主要有高强度钢、高温合金、陶瓷材料等，其中，高强度钢具有较高的强度和韧性，但其耐高温性能有限；高温合金能够在高温下保持较高的强度和抗氧化性能，但其成本较高；陶瓷材料具有优异的耐高温性能和耐磨性能，但其脆性较大，对加工工艺要求较高

除了材料选择，轴承的设计和制造工艺也至关重要，为了减小摩擦和磨损，航空发动机轴承通常采用滚动轴承结构，并配合特殊的润滑系统进行润滑，轴承的加工精度和表面质量也直接影响其性能和寿命

以目前世界上推力最大的航空发动机GE90-115B为例，其风扇直径达到惊人的3.3米，转速高达每分钟2992转，而支撑这个庞大风扇的轴承，其直径也达到了1.5米，为了保证轴承的可靠性，GE公司采用了特殊的钢材和加工工艺，并对轴承进行了严格的测试和检验

我国在航空发动机轴承领域起步较晚，但经过多年的努力，已经取得了长足的进步，例如，我国哈尔滨轴承集团公司研制出了多种型号的航空发动机轴承，并成功应用于国产飞机发动机

2022年10月，由中国工程院院士赵振业带领的项目研究团队，经过十年的技术攻关，成功研制出第三代航空发动机主轴承抗疲劳技术，将发动机主轴承的寿命延长至50000小时以上，标志着我国在航空发动机轴承技术领域取得了重大突破

航空发动机轴承是飞机发动机的重要组成部分，其性能直接关系到发动机的寿命和飞机的安全，随着我国航空工业的快速发展，对航空发动机轴承的需求也将不断增长，相信在不久的将来，我国的航空发动机轴承技术将达到世界领先水平，为我国航空事业的发展提供强有力的支撑

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探秘航空发动机心脏：支撑万米高空的隐形力量

飞机，这个承载着人类飞翔梦想的奇迹，其核心动力源泉——航空发动机，一直是现代工业技术皇冠上最耀眼的明珠，而在这颗明珠内部，有一种默默无闻却至关重要的部件——航空发动机轴承，它如同支撑万米高空的隐形力量，保障着每一次飞行的安全与平稳

用手轻轻拨动飞机发动机的叶片，它能够顺滑旋转一分多钟而不会停下，这背后的功臣正是航发轴承，想象一下，在每分钟高达18000转的极速旋转下，航发轴承是如何做到经久耐用、寿命超群的呢？今天，就让我们一起揭开这个隐藏在机械奇迹背后的秘密

从飞机寿命窥探“心脏”奥秘：轴承决定发动机寿命的关键先生

一般而言，一架民航客机的寿命大约为25年，飞行时间累计可达4万到8万小时，而作为飞机的“心脏”，发动机的寿命则是决定飞机使用成本和安全性的重要因素，例如，被誉为民航飞机发动机中寿命最长的美国GE90发动机，能够安全运行5万个小时，相当于一架飞机在其寿命周期内只需更换一到两次发动机

并非所有发动机都具备如此长的使用寿命，如果发动机性能欠佳，更换次数可能会大幅增加，以波音777客机为例，其所使用的GE90-115B发动机单价高达2400万美元，占据整架飞机价值的30%，由此可见，发动机寿命的长短直接关系到航空公司的运营成本和经济效益

那么，究竟是什么因素决定了发动机的寿命呢？答案是：轴承

作为发动机中负责旋转支撑的关键部件，轴承承担着连接发动机转子和定子的重任，它能够保证发动机在高速旋转状态下依然保持稳定运行，其重要性不言而喻，简单来说，发动机内部的风扇、压气机、涡轮机等部件都需要依靠轴承进行旋转，而轴承性能的优劣直接决定了这些部件的旋转效率和使用寿命，进而影响到整个发动机的性能和寿命

因此，我们可以毫不夸张地说，轴承的性能决定了发动机的寿命，它是影响飞机飞行安全和航空公司运营成本的关键因素

高速、高温、高压：揭秘航空发动机轴承的“极限挑战”

航空发动机轴承被称为“明珠上最耀眼的一抹光泽”，因为它需要经受住比普通轴承更加严苛的考验，高转速、高温、高压，是航空发动机轴承面临的三大“极限挑战”

飞机发动机在运行时，转速通常在每分钟18000转以上，甚至更高，如此高的转速会产生巨大的离心力，对轴承的材料和结构强度提出了极高的要求，如果轴承材料的抗拉强度不足，就很容易在高速旋转过程中产生裂纹，甚至导致整个轴承报废，造成严重的飞行事故

发动机在工作时会产生高达1500摄氏度的高温，即使经过润滑系统的冷却，轴承依然要承受300摄氏度左右的高温环境，这意味着，航空发动机轴承必须具备优异的耐高温性能，才能够在如此恶劣的环境下保持稳定运行

航空发动机轴承还需要承受巨大的工作压力，发动机在高速运转时，内部的压力会急剧上升，这对轴承的承载能力提出了严峻考验，因此，航空发动机轴承必须具备足够的强度和刚度，才能承受住如此巨大的压力，确保发动机稳定可靠地工作

中国制造再创佳绩：打破技术壁垒国产轴承性能比肩世界一流

面对航空发动机轴承技术的高门槛，中国科研团队迎难而上，不断突破技术瓶颈，在国产航空发动机轴承领域取得了令人瞩目的成就

2022年10月24日，由中国工程院院士赵振业带领的项目研究团队经过十年攻关，成功研制出第三代航空发动机主轴承抗疲劳技术，将发动机主轴承的寿命延长至50000小时以上，标志着我国在航空发动机轴承技术领域取得了重大突破

在此之前，我国哈尔滨工业大学和哈尔滨轴承集团有限责任公司联合研制的氮化硅陶瓷混合轴承，也已达到世界先进水平，该轴承在导弹研制试验中，经受住了每分钟40000转的超高转速考验，连续运行5个小时无故障，充分证明了中国制造的强大实力

这些成就的取得，离不开中国科研人员的辛勤付出和不断探索，他们攻克了一个又一个技术难关，打破了西方国家的技术封锁，为中国航空发动机的发展提供了强有力的支撑，也让世界看到了中国制造的力量

结语

航空发动机轴承，这个看似不起眼的部件，却承载着航空强国的梦想，中国科研团队用智慧和汗水，不断挑战极限，创造出一个又一个奇迹，为中国航空事业的发展保驾护航，相信在不久的将来，中国制造的航空发动机将会以更加优异的性能，屹立于世界航空工业之巅

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