为什么燃气轮机这种大型机械会对加工精度有如此高的要求？ 第1页

先说振动。燃气轮机这么大的转子，因为制造和动平衡时的不可避免的误差，和轴因自重而产生的变形，导致质心偏离轴线，而其往往工作在高速下，所以必然会产生高频的大振幅的振动。而振动直接影响的是转子转速和轴承寿命。 我们再来看看这类燃气轮机的使用环境：LM-2500，ATG-1500，答主可以百度搜索一下这两种燃气轮机，前者为船用机，后者为车用机。具体发电厂用来应急的西门子超大功率燃气轮机我并不太了解。 继续说振动。振动会导致什么呢？不仅仅是噪声（这往往是小的方面，毕竟一般来说燃气轮机的噪声盖不住），更重要的是额定转速下降和整机寿命缩短。额定转速下降直观理解就是控制和减轻振动对外界环境和机体寿命的影响，然而更大的问题在于功率密度的下降。工程中使用燃气轮机的场合，往往是追求动力机械功率质量密度或体积密度的场合，如若不然，工程肯定选择成熟便宜的往复活塞发动机。然而许多工程对功率密度提出了非常高的要求，这就要求使用的燃气轮机具有高性能。 再说寿命。以轴承为例，转子的振动全部由轴承传导和吸收，并且由于轴承转速与转子相同，因此导致被破坏的位置也相对严重（转子只对轴承上一到几个相位处振动，反复多次发生破坏）。燃气轮机轴承本来就工作在高温高压的恶劣环境，相对来说极易受到破坏，因此制造相对不够精密的燃气轮机的大修期都比较短。燃气轮机恰恰又是设计高度整体化的设备，这是其对能量密度的追求和高转速对稳定性的要求决定的，因此其拆机和组装非常费时，换轴承之类的工作一般都是全拆（似乎是），而且拆卸和组装燃气轮机又需要技术极高的工程技师来完成，以便保证其质量和工作能力。因此拆卸越少越好。对于LM-2500和ATG-1500这样的军用品来说寿命和可靠性则更为重要（世界进入涉及全人类的大规模消耗战时则另说，那是对寿命和可靠性一般没要求的）。对于补充发电的燃气轮机来说，一次大修启停需要若干小时甚至若干天，对民生的影响过于大了。

再说叶片。叶片在高温高压下受到高温工质的巨大推力和高速旋转下的离心作用，无论是从物理环境还是力学状态来讲都极易受到破坏。比如叶片高速飞出，破坏设备伤害人命不可避免，而且一片叶片飞出，动不平衡就瞬间加剧，基本上整机就都毁了。要做到所有叶片热膨胀和受离心作用伸长的差内距极小，否则告诉下偏心越来越严重。

再说燃烧室。燃烧学这东西人类也是现在都没研究明白。但人类至今明白一点，高温热源和低温热源温差越大，热机理论热效率上限越高。这叫卡诺定理。因此人类费劲千辛万苦提高燃气轮机最热部分——核心机的温度。而高温能提高到多高，则是冶金学材料学的任务，足够优秀的材料才能生产燃气轮机。美国人的核心机可以做到1700K，为全世界最高，因此他们可以轻易地生产出涵道比较小但推重比过10的涡扇喷气发动机。燃气轮机内流场也是极其复杂，需要超级计算机进行模拟，同样不容差错。

背景相关：我真不是学内燃机的，大学都没毕业。