联合试验台的燃料切断阀关闭后,警报仍持续了十几秒。
二十四只燃烧器围成一圈,共同向透平送出高温燃气。十七号先出现二十八赫兹压力脉动,随后十六号和十八号被带着一起振荡。三只燃烧器像在密闭机匣里同时敲鼓,压力波沿环形通道来回叠加。
如果不及时停火,振荡可能让火焰回窜,也可能在燃烧室薄壁上制造高周疲劳裂纹。
沈峥把熄火前八秒的数据投到屏幕。十七号的火焰强度先周期性变化,零点四秒后压力开始波动,再过一点二秒,相邻两只燃烧器响应。说明起点确实在十七号,不是整个环形腔的共同问题。
十七号喷嘴已经通过流量标定,二十四只之间偏差不到百分之一。点火器工作正常,火焰筒冷却孔也没有堵塞。拆开后,内壁看不到烧蚀,喷口更没有变形。
“又是每个零件都说自己没问题。”陈大川看着桌上一排检测单,“它们要是会签字,现在肯定互相写情况说明。”
周野没有先拆喷嘴。他让试验人员回放升负荷过程。燃机从百分之六十负荷升到百分之七十五时,十七号先出现微弱脉动;到百分之八十,二十八赫兹迅速放大。降低燃料量,脉动又自行消失。
燃烧不稳定往往不是火焰单方面闹事,而是燃料、空气和声压彼此喂能量。压力波让喷嘴流量变化,流量变化改变放热,放热恰好在合适时刻继续推高压力波,循环就会越滚越大。
关键是找到谁把节拍对上了。
林浩检查十七号燃料支管。长度与其余二十三根相同,阀门响应也一致。可敲击支管时,它的声音比相邻管略低。超声测厚没有发现差异,固定卡箍位置也符合图纸。
梁师傅伸手推了推卡箍,发现底座能产生极小的侧向位移。固定螺栓没有松,底座与机架之间的定位销却只在一侧留下接触痕迹。
拆下定位销,一条不到半毫米宽的磨亮带绕着圆柱延伸。销孔没有超差,定位销也没有弯,但两个合格尺寸处在公差两端,装配后形成零点零四毫米间隙。
冷态下,卡箍被螺栓摩擦力压住。机架升温后产生微小伸长,卡箍开始在间隙内往复滑动,改变了燃料支管的有效约束。支管的一阶振动频率随之下降,恰好落到二十八赫兹附近。
“一根管子在外面抖,怎么让里面的火跟着抖?”陈大川问。
周野指向燃料压力曲线。支管振动不会大幅改变平均流量,却会让喷嘴入口压力产生同频微波动。正常燃烧能把这种波动吞掉,到了百分之八十负荷,火焰放热相位刚好与压力波重合,小波动便被一轮轮放大。
为了验证,他们不点火,只用高压氮气模拟燃料流动,并在十七号支管施加扫频激励。二十六赫兹时入口压力开始响应,二十八赫兹达到峰值,三十赫兹后迅速下降。
定位销间隙是起点,却不能靠换一根更粗的销直接解决。高温下机架和支管需要释放热位移,完全锁死卡箍,会把膨胀载荷送进喷嘴壳体。
周野在白板上画出一条单向滑移轨迹。卡箍沿支管轴向可以缓慢移动,吸收热膨胀;横向则由两片对置弹性楔保持无隙定位。它不再依赖一根圆销同时完成定位和热补偿。
沈峥看着结构图:“改一套卡箍要多久?”
“样件两小时,热态验证至少六小时。”
“二十四套呢?”
周野摇头:“先别假设只有十七号。”
他们给其余二十三根燃料支管做扫频。常温下,十七号最接近二十八赫兹;升到工作温度后,又有五根支管的固有频率进入二十七到三十赫兹区间。它们这次没有起振,只因各自喷嘴的放热相位还没与压力波完全对上。
十七号不是孤例,而是第一个撞上红线的样本。
没有人愿意拿整台燃机去赌下一次点火时,另外五根支管仍会保持沉默。
系统扫描结果覆盖整圈燃烧器。
【检测到环形燃烧室燃料支管热态约束漂移】
【危险频率:二十八赫兹】
【当前越限燃烧器:三只】
【潜在临界支管:六根】
【当前重构点:】
距离下一次点火窗口还有三十六小时。
如果只修十七号,他们也许能让下一次点火安静几分钟;如果六根一起改,任何一套卡箍的刚度差异都可能把振动推向新的频率。
沈峥看向周野:“这次还修最先响的那个?”
周野把六条热态扫频曲线叠在一起。
“不。”他说,“这次让二十四根支管全部离开火焰听得见的节拍。”