◎王琦

航空發(fā)電機在安裝時會應(yīng)用多種技術(shù)來保證按發(fā)動機的運行質(zhì)量，密封結(jié)構(gòu)在航空發(fā)動機中起到了重要作用，而密封技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用能夠在一定程度上提高航空發(fā)動機的使用壽命和應(yīng)用性能，對航空發(fā)動機的進一步發(fā)展有著重要意義。因而，加強對航空發(fā)動機密封技術(shù)的研究具有一定的必要性。

一、石墨圓周密封技術(shù)

該技術(shù)經(jīng)過長期的研究與發(fā)展之后在目前航空發(fā)動機密封中得到了廣泛應(yīng)用，航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)和類型在不斷更新的過程中，對這項技術(shù)的密封水平也有了更加嚴格的要求。一方面其抗氧化溫度和高摩擦線速度要更高，另一方面還要具備更強大的大徑向跳動和一定角向偏差能力。但就當(dāng)前現(xiàn)有的石墨圓周密封結(jié)構(gòu)而言，尚不能滿足這一高要求，其徑向跳動的最大承受能力只能達1mm。

為了改善以上問題，工作人員在應(yīng)用這項技術(shù)時要進行進一步的優(yōu)化與完善，在選擇材料時考慮其強度與彈性，確保其各項性能能夠滿足石墨圓周裝置的密封要求，可以使用低合金鋼來建設(shè)跑道，這種材料的散熱效果比較好而且還可以提高整體裝置的適應(yīng)能力使這項密封技術(shù)能在高溫環(huán)境下作業(yè)。另外，還需要對應(yīng)用的石墨抗氧化處理工藝進行更新，將新型處理技術(shù)應(yīng)用到這一環(huán)節(jié)，以此提高整體的處理效果。通過相關(guān)試驗可以了解到，通過對石墨圓周裝置中應(yīng)用材料的更新與優(yōu)化能夠有效延長密封結(jié)構(gòu)的使用壽命，而且可以應(yīng)用于不同環(huán)境的航空發(fā)動機密封工作中。

二、刷式密封技術(shù)

這項密封技術(shù)在應(yīng)用時能夠取得良好的應(yīng)用效果，但是對于密封性和抗泄露性能要求比較高的先進發(fā)動機密封工作，仍需對技術(shù)進行進一步完善才能滿足相關(guān)要求。主要導(dǎo)致這種問題的原因為該技術(shù)在應(yīng)用時存在一定的滯后性，而刷絲的“剛化效應(yīng)”和“壓力閉合效應(yīng)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運行時的泄露問題較為嚴重，而且還會發(fā)生而較大程度的磨損、耗能較高。所以加強對刷式密封技術(shù)的深入研究非常重要。

“壓力閉合”也稱為“吹伏”，是氣流流過刷絲時的現(xiàn)象。氣流在流動過程中，會使刷絲產(chǎn)生徑向力，這個徑向力指向軸心，使得刷絲朝向密封跑道的運動趨勢加大，進而造成刷絲與密封跑道間的縫隙縮小，避免泄漏。然而，當(dāng)密封作用于大壓差時，這一運動趨勢會加大刷絲與跑道間的接觸力，使得磨損增加，泄漏也自然會加大。有研究表明，將遮流板置于刷絲之前，既能在一定程度上減少“吹伏”，又能減緩高速氣流對刷絲的干擾。

高壓差是造成密封結(jié)構(gòu)發(fā)生“滯后效應(yīng)”和“剛化效應(yīng)”的重要因素，刷絲在氣體不平衡力的作用下，被壓在背板上，并產(chǎn)生較大摩擦力。轉(zhuǎn)子一旦出現(xiàn)徑向偏移，刷絲就會被壓在外側(cè)，而轉(zhuǎn)子離開刷絲后，刷絲由于與背板之間存在較大摩擦力無法復(fù)位，密封間隙因而加大，泄漏也會隨之增加，一直到摩擦力隨著壓力的減小而逐漸變小之后，轉(zhuǎn)子與刷絲才會保持同一節(jié)奏進而貼合，泄漏才會減小，這就產(chǎn)生了“滯后效應(yīng)”。刷絲與背板間的摩擦力除了阻礙刷絲的復(fù)位，還使得刷絲在跟隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時承受的接觸力變得更加強大，極大地增加了刷絲的相對剛度，發(fā)生“剛化效應(yīng)”，最終造成密封結(jié)構(gòu)的磨損加大。經(jīng)過一系列的科學(xué)分析與研究得知，造成密封“滯后”與“剛化”的最主要原因，是刷絲與背板間的摩擦力過大，而這一現(xiàn)象則是氣體不平衡力造成的。除此之外，功率損失也是刷式密封結(jié)構(gòu)面對的重要問題。

三、氣膜密封技術(shù)

這項密封技術(shù)在多種工作環(huán)境中都能發(fā)揮良好的密封作用，具有耐高溫、耐摩擦和耐壓能力強等特點，在地面機械設(shè)備密封處理工作中得到了良好應(yīng)用。但是發(fā)動機在運行期間轉(zhuǎn)子系統(tǒng)會發(fā)生劇烈運動，容易導(dǎo)致密封面出現(xiàn)變形或者位移的情況，雖然這項技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點比較多，但在使用期間容易發(fā)生泄露問題，而且磨損較為嚴重，所以在以上問題優(yōu)化之前，不適用于航空發(fā)動機的密封工作。

四、新型密封結(jié)構(gòu)技術(shù)

1.靴襯式密封結(jié)構(gòu)：這是一種新型密封結(jié)構(gòu)，它將類似于靴子形狀的襯墊置于刷絲尖部，使其與轉(zhuǎn)子接觸。轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中，流體動力會產(chǎn)生一定的壓力，在這種壓力的作用下，“靴襯”將不再與轉(zhuǎn)子接觸。而產(chǎn)生的氣膜也使得密封轉(zhuǎn)與靜子脫離接觸，使得磨損和產(chǎn)生的熱量減少，進而降低密封結(jié)構(gòu)的工作溫度，并具備反轉(zhuǎn)能力。這種靴襯式密封結(jié)構(gòu)相較于接觸式密封結(jié)構(gòu)而言，不但具備與之相同的高性能，且使用壽命更長、更可靠。

2.非金屬刷式密封結(jié)構(gòu)：這種密封形式主要是利用新型滑油進行密封，在軸承腔的密封中能夠取得良好效果，通過相關(guān)試驗可以了解到，這種非金屬式的密封結(jié)構(gòu)性能比較高，在應(yīng)用時能夠控制泄露問題的出現(xiàn)，還可以減少構(gòu)件之間的磨損。要想實現(xiàn)這種密封結(jié)構(gòu)的大規(guī)模運用，還需要對技術(shù)進行優(yōu)化與完善，要考慮到摩擦溫度升高的問題。

3.壓力驅(qū)動薄片密封結(jié)構(gòu)：該密封結(jié)構(gòu)的接觸狀態(tài)能夠根據(jù)不同的壓力作用發(fā)生變化，在壓力較小的工作環(huán)境中不會發(fā)生接觸這能夠在一定程度上減少結(jié)構(gòu)之間的磨損。而發(fā)動機在運行過程中會發(fā)生接觸且密封效果較為良好。主要的密封原理是通過壓力作用來調(diào)節(jié)薄片層數(shù)，從而提高整體的密封性。這種密封結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用范圍比較廣，可以滿足而不同作業(yè)環(huán)境中航空發(fā)動機的運行需要，控制磨損現(xiàn)象的出現(xiàn)，實現(xiàn)密封結(jié)構(gòu)的長時間應(yīng)用。而且該密封結(jié)構(gòu)還具有耐壓能力強、適應(yīng)性強和成本投入比較低的特點，整體的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯。

結(jié)語：為了滿足航空發(fā)電機的發(fā)展要求，其密封結(jié)構(gòu)的密封形式也需要不斷進行更新與完善，以往采用單一密封方式已經(jīng)不能滿足航空發(fā)動機的密封需要。在這種發(fā)展環(huán)境下，復(fù)合型密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來，由于航空發(fā)動機的工作環(huán)境不同，對密封需求也有所不同，這就需要工作人員對應(yīng)用的密封結(jié)構(gòu)形式、材料和技術(shù)等進行改革和創(chuàng)新，將多種密封技術(shù)相結(jié)合使其能夠更好的滿足航空發(fā)動機的密封需要，使其更加適合航空發(fā)動機的的多種工作環(huán)境，為航空發(fā)動機的穩(wěn)定運行提供技術(shù)支撐，有利于推動行業(yè)的進一步發(fā)展。