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??在(zai)萊特兄弟(di)“飛(fei)行(xing)者一號”的活塞發(fa)動機上，承載人(ren)類(lei)首次動力(li)飛(fei)行(xing)的鋼制鉚(liu)釘(ding)和(he)簡易螺栓(shuan)不(bu)過數十(shi)顆。而今天，一臺(tai)現代航空發(fa)動機上就要裝用數萬(wan)顆精(jing)密緊(jin)固件(jian)，涵蓋(gai)鉚(liu)釘(ding)類(lei)、螺栓(shuan)螺釘(ding)類(lei)、螺母(mu)類(lei)、單(dan)面緊(jin)固件(jian)類(lei)、特種(zhong)緊(jin)固件(jian)類(lei)、管路(lu)件(jian)連接(jie)件(jian)類(lei)等許多種(zhong)。
??這些(xie)平均重量不到10克(ke)的緊固件，如(ru)同(tong)航(hang)空發動機的“鋼(gang)鐵關節(jie)(jie)”，將壓氣機、渦(wo)輪(lun)、燃燒室等核心部件連接成可靠(kao)整體。為了滿足發動機內部嚴苛環境和(he)特殊結(jie)構的使用要求，一些(xie)航(hang)空發動機的“關節(jie)(jie)”以其特殊的結(jie)構和(he)材料，練就(jiu)了一身絕技，讓我們一起走(zou)進(jin)這些(xie)微(wei)型構件——
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高溫熔爐中的“耐熱戰士”
??在(zai)發動機最熾熱的燃燒室與(yu)渦輪區域(yu)，溫度(du)超過1600℃，相當于巖漿噴發時的溫度(du)，普通鋼材(cai)在(zai)這里和酷暑中的冰淇淋相差無幾。
??為了(le)適應環境，有(you)的螺栓(shuan)(shuan)采用了(le)特種高溫合金(jin)，用鎳、鈷、鉬等元(yuan)素(su)注(zhu)入“耐熱(re)(re)基因”；有(you)的螺栓(shuan)(shuan)表面(mian)鍍著特殊的陶瓷涂層，就像給(gei)鋼鐵披(pi)上了(le)“隔熱(re)(re)斗篷”；還有(you)一(yi)些螺栓(shuan)(shuan)內部暗藏微型通(tong)道，引入冷卻氣流降溫，如同給(gei)螺栓(shuan)(shuan)裝上了(le)“空調系統”。這些螺栓(shuan)(shuan)的螺紋大多采用鋸齒狀(zhuang)設計，確保(bao)在高溫炙烤的環境下仍(reng)能保(bao)持強度和緊固性。
??旋轉風暴里的“平衡大師”
??在發動機(ji)高(gao)速(su)旋(xuan)轉的壓氣機(ji)、風(feng)扇(shan)區域，一些連接(jie)點承受的離(li)心力相當于葉(xie)片自重的幾(ji)萬倍，這里的螺栓(shuan)既肩負相當懸掛(gua)數輛小(xiao)汽(qi)車的重擔，又經受著高(gao)頻氣流的拉扯。為了減少旋(xuan)轉帶來的慣性負荷(he)，此處的螺栓(shuan)大多采用輕量化設計。
??選用(yong)高強(qiang)度、低重量的(de)鈦合金材料(liao)或復合材料(liao)作為(wei)基體，讓(rang)緊固件可以輕(qing)松承受巨(ju)大的(de)載荷和復雜的(de)應(ying)力狀態(tai)。在強(qiang)度允許(xu)的(de)情況下(xia)，一些螺栓會(hui)通過加工減重槽和空(kong)心設計的(de)方式進一步減重。
??為了在(zai)旋轉風(feng)暴的(de)反復拉伸中保持(chi)不(bu)裂不(bu)斷，有的(de)螺(luo)栓(shuan)根(gen)部會采(cai)(cai)用圓(yuan)角(jiao)設(she)計圓(yuan)滑過(guo)渡，有的(de)表(biao)面經(jing)過(guo)噴(pen)丸(wan)強化處理形成壓力層，有的(de)還采(cai)(cai)用了特殊(shu)的(de)漸開線螺(luo)紋(wen)，如同(tong)給(gei)每個螺(luo)栓(shuan)裝(zhuang)上(shang)隱形彈(dan)簧(huang)，既確保緊固(gu)又留有微小的(de)彈(dan)性空間，即(ji)使在(zai)高速轉動(dong)的(de)環(huan)境下也能(neng)保持(chi)穩(wen)定(ding)。
高頻振動下的“防松專家”
??在發動機的進氣道、機匣等區(qu)域，由于輪盤旋(xuan)轉(zhuan)和高(gao)溫高(gao)壓氣體等因素的影響(xiang)，螺(luo)栓需長期承受上千赫茲(zi)的高(gao)頻(pin)振(zhen)動和沖(chong)擊，傳統螺(luo)栓在長期振(zhen)動中容易松動甚(shen)至脫落。
??螺栓擰緊(jin)順序是(shi)有(you)(you)明(ming)確(que)要求的，不能繞(rao)圈一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)擰，必須按(an)對角線十(shi)字交叉擰緊(jin)。每顆螺栓更(geng)是(shi)要嚴格按(an)規定(ding)的力(li)矩擰緊(jin)，有(you)(you)的還需要擰緊(jin)后再松(song)開幾(ji)圈，最后再按(an)規定(ding)的力(li)矩擰緊(jin)。這(zhe)主(zhu)要是(shi)釋(shi)放應力(li)，確(que)保航空(kong)發動機長時間工作時不會有(you)(you)零件松(song)動。
??不僅如(ru)此，為了防止螺(luo)(luo)紋(wen)副在振動(dong)中相對滑動(dong)，提高緊(jin)固件(jian)的疲(pi)勞壽命，一些螺(luo)(luo)栓(shuan)借助了彈(dan)性(xing)元件(jian)的力量(liang)，在嵌(qian)入(ru)金屬環或(huo)碟形彈(dan)簧后，當螺(luo)(luo)栓(shuan)擰緊(jin)時(shi)，彈(dan)性(xing)元件(jian)被(bei)壓縮(suo)變(bian)形，產生持續的反彈(dan)力。這種反彈(dan)力像“橡皮(pi)筋”一樣，始終將螺(luo)(luo)紋(wen)副壓緊(jin)。或(huo)是通(tong)過加強配合，采(cai)用機(ji)械鎖扣(kou)設計，在螺(luo)(luo)栓(shuan)或(huo)螺(luo)(luo)母(mu)的螺(luo)(luo)紋(wen)上加工出局部變(bian)形，擰緊(jin)時(shi)變(bian)形部分(fen)與配合螺(luo)(luo)紋(wen)咬合，形成機(ji)械鎖扣(kou)，使其有效應對劇烈振動(dong)。
??當(dang)“戰鷹(ying)”劃破云層(ceng)、翱(ao)翔藍(lan)天時，請不要忘記——在轟(hong)鳴(ming)的(de)(de)發(fa)動機內部，有(you)這樣一群小而(er)堅固的(de)(de)“關節”，它們沉默低調，卻用毫米(mi)級的(de)(de)精(jing)密(mi)配合在高(gao)溫、高(gao)轉(zhuan)速(su)、高(gao)振動的(de)(de)極端環境中(zhong)編織起(qi)一張(zhang)無形(xing)的(de)(de)安全之網，護(hu)航每一次平(ping)穩起(qi)飛與安全降落。
