在介紹開面蜂窩的結(jié)構(gòu)之前，首先我們聊一聊為什么航空發(fā)動機要用蜂窩？
我們知道，航空發(fā)動機的運轉(zhuǎn)需要引氣去推動渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。設(shè)計者希望這些氣體要能按照他們的期望從葉身或者葉片之間流動，做功，而盡量少的從葉尖或者其它地方的縫隙里流失，從而浪費掉。如何密封葉尖與機匣的間隙呢？這個開面的金屬蜂窩就是其中一種選擇，也是航空發(fā)動機里最常見的一種應(yīng)用場景。先記?。核脑O(shè)計就是要跟葉片尖部摩擦的，最終達(dá)到外形匹配的狀態(tài)，從而獲得密封效果。
那么，這種開面蜂窩有哪些要求呢？
1，質(zhì)量要輕；
2，能夠在較高溫度下工作；（為什么？）
3，摩擦?xí)r，具有優(yōu)異的散熱性能；
4，摩擦?xí)r，不會產(chǎn)生碎片，不能變形破損。
為了達(dá)到以上應(yīng)用所需，蜂窩芯的設(shè)計取決于很多因素。比如，蜂格尺寸與密封面的尺寸要匹配，葉尖的厚度、封嚴(yán)篦齒的間隔，等等。這里面有不少設(shè)計準(zhǔn)則。
接下來我們討論蜂窩的要素。
第一個，就是蜂格的形狀。最常見的就是六邊形蜂格，當(dāng)然，邊長多少也很有講究，不僅技術(shù)上，還有成本上的考慮。一般而言，蜂格尺寸越小，價格越高。
第二個是蜂窩帶的厚度。航宇公司都是有明確厚度及公差要求的，一般都是上限，不能超過多少。目的不只是減重，還有摩擦行為的因素。
第三個是蜂窩帶的方向。制造時，跟摩擦的方向有關(guān)。一般，航宇公司都有相關(guān)規(guī)范要求。
第四個呢就是蜂格高度。這個高度值取決于密封結(jié)構(gòu)之間的間隙，摩擦需要去除的高度，蜂窩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強度要求等。如果蜂窩高度不夠，密封效果差；如果蜂窩高度超了，會造成葉片過分磨損，這就需要提前加工去除一部分厚度。
第五點是蜂窩結(jié)。它們是焊起來的；這些焊縫是否牢固，摩擦性如何，等。過去都是電阻電焊，現(xiàn)在激光焊起來的也比較多了。
下面，我們來討論蜂窩密封的類型。
第一個就是葉尖密封。前面提到過，此時蜂窩位于葉片與機匣中間，目的就是阻止氣體從葉片尖端流走。葉片與機匣之間的間隙是航空發(fā)動機比較重要的一個設(shè)計和制造的控制點：隨著溫度的升高，不同的材料熱膨脹不一樣；葉片旋轉(zhuǎn)時的載荷及其蠕變也會帶來影響。而蜂窩就很好地填充了這個間隙。
補充一點，有時候葉尖密封的蜂窩芯里面會用填充材料。對這些填充材料的要求，本文略。感興趣的讀者可以來信咨詢。
第二個就是齒的密封。比如，封嚴(yán)篦齒。此時，蜂窩在每個齒之間形成了一個腔體，很好的減緩了氣體流動。常見的又有兩種結(jié)構(gòu)。一種是直線型的，另一種是臺階型的。直線型的比較簡單，密封效果也一般。臺階型的密封效果就要好很多，但是結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一點，一般是怎么實現(xiàn)的呢？有三種方法，可以是背板是直的，蜂窩高度做成臺階，此時蜂窩需要加工；為了減少蜂窩的加工，另一種臺階型結(jié)構(gòu)就是把蜂窩的背板加工成臺階，使用高度相同的蜂窩芯。
以上介紹了蜂窩芯的特征和應(yīng)用，那么設(shè)計主體在圖紙上如何規(guī)定呢？
設(shè)計圖紙必須指定蜂窩芯的材質(zhì)、各類尺寸等信息，比如蜂窩帶的厚度、方向、蜂格尺寸，等等。下面我們就來具體討論。
蜂窩芯的寬度
如圖所示，那么這個寬度該怎么確定呢？首先要考慮發(fā)動機在蜂窩附近的各部件的影響，其次是這些部件在運轉(zhuǎn)過程中的間隙，以及發(fā)動機的運行狀態(tài)。
我們知道，航空發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)件和靜子件的位置關(guān)系由零件制造誤差、發(fā)動機運行過程中零部件受熱受壓帶來的尺寸偏差所決定。
這里有一個數(shù)學(xué)關(guān)系，敲黑板咯！蜂窩芯的寬度應(yīng)該是蜂格尺寸的整數(shù)倍，對嗎？錯了！應(yīng)該是蜂格尺寸一半的整數(shù)倍?。ㄏ胂?，為什么？）還沒有結(jié)束。這個數(shù)值只是設(shè)計尺寸的最小值，還需要加上制造公差，得到設(shè)計尺寸的最大值。完美！
題外話，圖上還標(biāo)了兩個尺寸，A和B，也是設(shè)計要素。本文略。
蜂窩芯材料
前面說過，蜂窩的設(shè)計必須滿足一些要求，比如可磨性。因此，蜂窩帶的材質(zhì)必須規(guī)定清楚。具體的材質(zhì)本文就不寫出來了，只要市面上詢價就很容易知道了。另一方面，蜂窩帶的厚度也同樣需要明確規(guī)定。航宇公司通常都會撰寫相關(guān)的規(guī)范來細(xì)化這些要求。
蜂格尺寸
我們說過，航空發(fā)動機里常用的蜂窩芯是六邊形的蜂格，如圖所示。這個蜂格的尺寸，也就是蜂格相平行的兩條邊的距離是要有規(guī)定的，因為影響到摩擦性、導(dǎo)熱性、密封性，等等；還跟需要匹配的摩擦件，如葉片、篦齒有關(guān)，尤其是摩擦面的大小。
蜂窩帶的方向
環(huán)向還是軸向的問題，前面說過，跟摩擦方向有關(guān)，還有制造成本的問題。圖紙或者規(guī)范中需要有相關(guān)要求。因為環(huán)向的便宜很多，跟摩擦方向一致，故而使用最多。但是務(wù)必注意，軸向蜂窩帶的使用情況。
蜂窩結(jié)的焊接
圖紙上必須定義清楚允許什么焊接方法。如果是電阻焊，焊點數(shù)量、焊點距離都是什么要求；如果是激光焊，又是什么要求。焊接強度要足夠，能夠在磨損過程中，保持一定的強度，不變形。或者兩種焊接方法都允許。
還有一點容易被忽略，就是蜂窩結(jié)之間除了焊點、焊縫以外，剩下的部分中間就是縫隙。在后續(xù)蜂窩芯的釬焊過程中，這個縫隙同樣會因為毛細(xì)作用被釬料填充，從而提高剪切強度，減少變形。
基于此，我們就更加理解，為什么對蜂窩結(jié)電阻點焊的要求是，焊點的距離不能低于多少，而不是越多越好了。
