航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠。其制造成本占整機(jī)制造成本的30%左右，輸出功率也十分驚人，只有幾噸重的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，卻可以推動(dòng)幾十噸上百噸重的客機(jī)。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分精密復(fù)雜。但當(dāng)你經(jīng)過(guò)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，卻能聽(tīng)到從里面?zhèn)鞒龆ｂ忊彽穆曇簦拖袷秋w機(jī)風(fēng)扇葉片松動(dòng)了。在旅客看來(lái)，這簡(jiǎn)直太不可思議了，發(fā)動(dòng)機(jī)的扇葉竟然不是與輪盤(pán)整體加工成形或固定焊接在一起的，而是相對(duì)松動(dòng)的，這是怎么回事呢？
榫卯結(jié)構(gòu)是一種你中有我、我中有你的連接方式，它是中國(guó)建筑中最早具有科學(xué)設(shè)計(jì)意義的發(fā)明創(chuàng)造。長(zhǎng)期以來(lái)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片并不像普通風(fēng)扇的扇葉是完全固定在轉(zhuǎn)盤(pán)上的，而是巧妙利用了榫卯結(jié)構(gòu)，每個(gè)葉片通過(guò)榫頭，一片片卡在轉(zhuǎn)盤(pán)的榫槽里。同時(shí)，榫頭和榫槽之間還留有間隙，當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)時(shí)，扇葉凸臺(tái)就會(huì)在這個(gè)過(guò)程中相互碰撞，從而發(fā)出叮鈴鈴的聲響。
通常來(lái)說(shuō)，做成整體后的強(qiáng)度和穩(wěn)定性會(huì)更好一些。那為何不將發(fā)動(dòng)機(jī)扇葉與輪盤(pán)加工在一起呢？主要原因有三點(diǎn)：其一，整體式葉片制造技術(shù)難度非常大，受加工制造技術(shù)的限制，此前無(wú)法制造出可靠的整體葉片。其二，采用整體式葉片成本高昂，葉片是相對(duì)容易損壞的部件。任意一片葉片出現(xiàn)了破損，為了飛機(jī)的安全，都必須將全部葉片換掉。其三，采用榫連接可以承受10萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的強(qiáng)大離心力，而不會(huì)破盤(pán)，從而保障飛行的可靠性和安全性。因此，為了可持續(xù)利用、避開(kāi)加工技術(shù)上的限制等，此前我們見(jiàn)到的飛機(jī)，基本上采取了單獨(dú)制造的榫連接方式。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)在飛行中完成對(duì)氣體的壓縮和膨脹，并且以最高效率產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力，推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)工作的就是葉片。在重力的作用下，風(fēng)扇葉片在接近十二點(diǎn)鐘位置時(shí)，會(huì)向軸線方向滑過(guò)去；接近六點(diǎn)鐘位置時(shí)，會(huì)向軸心相反的方向滑出去。在這個(gè)過(guò)程中，葉片相互碰撞在一起發(fā)出聲音。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇快速轉(zhuǎn)動(dòng)而超過(guò)臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)軸由于具有一定彈性開(kāi)始接近其幾何中心，進(jìn)而越過(guò)幾何中心接近其不平衡處。此時(shí)，葉片受到的離心力方向從新的轉(zhuǎn)軸處出發(fā)通過(guò)葉片所在的位置。其中沿著渦輪盤(pán)切線方向的指向與不平衡處相反的方向，使得葉片偏向這個(gè)方向，進(jìn)而重新調(diào)整了不平衡的位置，使得重心接近其幾何中心，進(jìn)而減小了振動(dòng)。
這個(gè)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，從而降低高轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇的振動(dòng)，而葉片的相對(duì)渦輪盤(pán)切線方向的角度是周期變化的，需要葉片進(jìn)行左右擺動(dòng)，因此葉片的設(shè)計(jì)是松動(dòng)的。
