陳光/文
在航空發動機的零部件中，螺釘在一般裝置中是常用的、最簡單的連接件，但在發動機轉子結構設計中，除非釆取特別措施，不能釆用長螺釘來連接。
因為長螺釘很難做到螺釘的中心線與被連接件的端面成90°相交，如圖14所示，這就使得螺釘頭與連接件間有一夾角，在大的擰緊力作用下，螺釘頭的一面會嵌入到連接件中，兩者的材料會熔融在一起而無法分解。
AL-31F發動機中，風扇轉子與低壓渦輪轉子的連軸器為一套複雜的結構，參見下圖。其中通過長螺釘3將兩個轉子軸向連接在一起。此長螺釘為一空心薄壁結構，如前所述，分解此螺釘也是較難的。
發動機中釆用死腔結構帶來重大故障。發動機結構設計中，除特殊情況例如真空膜盒等外，一般不能做成死腔或密閉腔。發動機工作時，各部件溫度都會升高，根據PV=Rt（P為壓力，V為容積，R為常數，t為溫度）公式可以看出，死腔的容積不會變，當發動機溫度升高後，死腔中的壓力會升高。
圖、AL-31F中壓轉子連軸器
升高的壓力對腔壁會施加一個力，發動機停車後此力也就消失了。發動機長期工作後，死腔的腔壁材料會發生低循環疲勞，材料強度大大降低，在其它因素作用下，腔壁破裂，會引起重大故障。
STALAVAL壓氣機轉子採用長螺釘連接造成轉子無法分解
上世紀60年代，我囯為戰備需要，急需地面燃氣渦輪驅動的發電裝置，但是當時英、美、法等國均執行對蘇、中等共產黨國家嚴格的某些物資禁運規則，地面燃氣輪機即是禁運的一項，最終不得不從毫無研製地面燃機經驗的瑞典，買到一套由STALAVAL公司研製的1.5萬kW的機組，這是該公司研製的第3套產品，自引進後，在瑞典人調試過程中，出現了多項故障，其中包括壓氣機轉子無法分解的問題。
圖14、長螺釘與被連接件不成直角相交
STALAVAL壓氣機轉子由12級輪盤與相應的鼓環通過中心的長螺釘連接成一體，為了保證工作中輪盤與鼓環間有牢固的連接，需對長螺釘施加極大的軸向力，為此，長螺釘做成直徑較大的空心結構。
裝配轉子時，先用長螺釘將各級輪盤與鼓環不太用力地連接成一體，然後將電加熱棒插入螺釘中心孔中，通電後使加熱棒加溫，長螺釘受熱後伸長，伸長到規定值後，將長螺釘擰到12級輪盤的短軸中，斷電後長螺釘收縮，達到所需的擰緊力。
圖15、STALAVAL壓氣機轉子結構圖
瑞典人在調試過程中曾兩次分解壓氣機轉子，但是無法將長螺釘擰出。這是因為長螺釘頭部與轉子前短軸接觸處不是全面接觸，施加的軸向力僅作用在較少的位置上，造成接觸處兩零件間的材料熔融在一起而無法擰動，最後只得釆用機械加工的方法將螺釘頭車削掉，才將壓氣機轉子分解開。
圖17、高壓壓氣機軸內的隔熱套筒
D30-KU-154發動機死腔破裂造成4級低壓渦輪非包容轉子爆破故障。圖-154客機用的D30-KU-154發動機中，在高壓壓氣機軸內裝有一鈦合金制的隔熱套筒（圖17），隔熱套筒與低壓傳動軸間有5mm徑向間隙，間隙中為滑油腔。隔熱套筒兩端均裝有封嚴膠圈，使高壓壓氣機軸與隔熱套筒間形成了一死腔。
圖18、低壓傳動軸折斷
在發動機工作4582h, 2437循環後，隔熱套筒在反覆加壓、卸壓作用下低循環疲勞，材料強度大大降低。另外，由於封嚴封膠圈老化，滑油漏入高壓壓氣機軸與隔熱套筒形成的環腔中，滑油自燃使腔壓突增，造成隔熱套筒在外壓作用下失穩向內變形形成一個凹陷處，凹陷處的最尖處與低壓傳動軸相接觸，在相對轉速5700轉/min作用下，將低壓傳動軸磨出深槽後而折斷（圖18）。
低壓傳動軸折斷後，4級低壓渦輪失去負荷轉子飛轉，在極大的離心力作用下轉子爆裂，爆裂形成的斷塊擊穿機匣甩出發動機，幸好出故障的發動機位於飛機機尾處，甩出的斷塊未對飛機機體結構造成損傷，否則其後果不堪設想。
5.鎖緊葉片的鎖片強度不夠造成發動機重大故障
風扇、壓氣機與渦輪工作葉片裝在輪盤上時，需用鎖片將葉片槽向固定在裝葉片的榫槽中，防止葉片沿槽向滑出榫槽。鎖片雖小，但它承受的負荷多且變化，如果不認真設計，會在工作中斷裂，造成葉片從輪盤中甩出，嚴重時甩出的葉片會擊穿機匣，對發動機結構或飛機結構造成二次損傷。
F101風扇葉片鎖緊卡環斷裂使B-1B在海灣戰爭中全面停飛。F101發動機為B-1B轟炸機所用的發動機，其第1級風扇葉片是用一個卡環將所有葉片鎖緊在輪盤上的，如圖19所示。
發動機工作一段時間後，風扇葉片被吸入的細小沙石沖刷磨蝕，葉型略有變化因而改變了葉片的自然振動頻率，在97%的風扇最大轉速下葉片出現共振，振動應力很大。如果葉片存在一些缺陷，就會使葉片折斷，導致轉子的平衡被破壞，風扇轉子就會產生高頻振動，造成卡環斷裂，使葉片從輪盤上甩出，結果引起發動機著火。
1990年10月初，一架B-1B轟炸機剛飛到1800m高度時，１號發動機鎖緊風扇葉片的卡環突然折斷，使全部風扇葉片甩出，引起發動機著火，飛機緊急著陸。2周後又一架飛機由於同樣原因，8片風扇葉片甩出發動機，並引起發動機著火，為此美國空軍下令全部97架B-1B停飛以排除故障。
1991年1月17日海灣戰爭爆發，美國出動了所有在役的戰機，唯獨B-1B正處於停飛排故期而未能參戰。自1986年６月29日第１架B-1B加入美國空軍服役到1990年底，發動機累計工作時間超過10萬小時，曾出現６次葉片甩離事件。
為排除故障，將原來由不鏽鋼材料製造的厚度為1.6 mm的卡環，改用鎳基合金製造，厚度加大到3.68 mm，以增加卡環的強度。另外，在風扇葉片根部加裝減振塊，以降低風扇葉片的振動應力（可降低1/3）。上世紀90年代後期，GE公司還採用激光衝擊強化（LSP）對風扇葉片進行強化處理，以提高葉片的疲勞強度。
圖19、風扇葉片用卡環鎖緊在輪盤上
渦扇6發動機鎖緊葉片的鎖片斷裂引起試車間失火
渦扇6發動機是我國自行研製的軍用小涵道比渦輪風扇發動機，在上世紀60年代後期一次調整試車過程中，由於壓氣機葉片鎖片強度不夠而斷裂，造成一片葉片甩離輪盤並擊穿機匣，斷片打壞試車間的燃油導管，引發試車間失火。
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