استكشاف المواد وتصنيع حلقات الفوهة

تعد حلقات الفوهات من أهم الأجزاء في محركات النفاثة. لديها أهميتها الخاصة عندما يتعلق الأمر بعمل المحرك. تتكون هذه الحلقات من مجموعة متنوعة من المواد التي تعمل معًا لتنظيم الطريق الذي يسلكه الهواء والوقود عبر محركك. يؤثر ذلك على أداء وكفاءة تشغيل المحركات بشكل مباشر.

كان ذلك بسبب بناء حلقة الفوهة متعدد الصفائح المعدنية. غالبًا ما يكون الجزء الخارجي طبقة معدنية، مثل التيتانيوم أو النيكل. يتم اختيار هذه المعادن لأنها قادرة بسهولة على تحمل درجات الحرارة العالية جدًا عند حدوث النفاثة من المحرك. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن المحرك يصبح ساخناً للغاية أثناء الطيران. تُستخدم المواد السيراميكية، مثل كربيد السيليكون، كطبقة داخلية لحلقة الفوهة. يستخدم الداخل سيراميك متطور حديثاً ذو متانة فائقة لأنه لا يتأثر بسهولة، مما يساهم بشكل كبير في زيادة عمر حلقة الفوهة.

صناعة حلقات الفوهات

تصنيع حلقات الفوهات بواسطة O.B.T هو عملية معقدة للغاية وتشمل العديد من الخطوات التفصيلية. تتضمن هذه الخطوات الصب، والتصنيع باستخدام الآلات، واللصق. يجب تنفيذ كل واحدة من هذه الخطوات بدقة شديدة حتى يخرج المنتج النهائي كما نريده.

يتم تشكيل حلقة الفوهات داخل قالب مخصص أثناء عملية الصب، عندما يتدفق المعدن السائل الحار داخله. بالتأكيد، يجب إنشاء هذا القالب بعناية فائقة. قالب غير صحيح يؤدي إلى حلقة فوهات غير دقيقة في النهاية، ولم يتم تشكيلها حسب الشكل والحجم المطلوبين للاستخدام داخل المحرك. يمكن اكتشاف عيوب نتيجة صب رديء، وإذا كان ذلك هو الحال، فإنه سيؤثر على كفاءة العمل لل حلقة فوهات التيربو شاحن تعمل.

استخدام مواد جديدة

يبحث مصنعو محركات النفاث باستمرار عن طرق لتحسين أداء محركاتهم. ويحققون ذلك من خلال استخدام مواد جديدة في عملية تصنيع حلقة الفوهات. وفي السنوات الأخيرة، بدأت الشركات باستخدام نيتريد السيليكون (سيراميك) بالإضافة إلى المواد التقليدية المستخدمة مثل كربيد السيليكون.

هناك العديد من الفوائد التي يقدمها نيتريد السيليكون، مثل قوته وقدرته على التحمل بشكل أفضل مقارنة بنيتريد الكربون الهش. وبالتالي، يمكن لأنابيب الفوهات المصنوعة من نيتريد السيليكون أن تصمد أمام درجات الحرارة العالية وتمتد فترة حياتها التشغيلية أيضًا. يمكن استخدام المواد الجديدة لصنع حلقة فوهات في التوربين ، مما يساعد على تحسين أداء وكفاءة محركات النفاث.

الطباعة ثلاثية الأبعاد لأنابيب الفوهات

الطباعة ثلاثية الأبعاد، أو ما يُعرف بالتصنيع الإضافي، قد ثورة إنتاج أنابيب الفوهات بشكل أكبر. كما أنها جزء من تقنية جديدة تغير الأمور في مجال تصنيع أنابيب الفوهات. الطباعة ثلاثية الأبعاد هي طريقة سريعة للإنتاج تسمح بصنع حلقة الفوهات  بشكل دقيق ودقيق جدًا.

من خلال عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد، يتم بناء طبقات المواد واحدة تلو الأخرى حتى يتم تشكيل حلقة الفوهة بالكامل. يسمح لك هذا بإنتاج التصاميم المعقدة (مثل الشبكات والمجالس المثلثة) بسرعة، والتي ستكون شبه مستحيلة أو على الأقل تستغرق وقتًا طويلًا باستخدام العمليات التصنيعية التقليدية. بدون الطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن معظم التصاميم الأكثر كفاءة ستقود إلى زيادة الهدر أثناء الإنتاج.

القضايا المتعلقة بحلقات الفوهات

بينما هناك العديد من الأسباب الجيدة لتصميم حلقة الفوهة، فإن إنشاءها ليس أمرًا سهلاً. ما هي القضايا الرئيسية في إنتاج مثل هذه حلقات الفوهات بمدى دقة ودقة أبعاد مطلوبة؟ وبديهيًا، واحدة منها؟ وهذا مهم جدًا، إذا ارتكبنا أي خطأ، فقد يؤدي ذلك إلى مشاكل في أداء المحرك حتى لو كانت الأخطاء صغيرة.

صعوبة إضافية تكمن في تحسين تصميم تلك الحلقات المرتبطة بحلقة الفوهة لزيادة كفاءة المحرك. هذا هو المكان الذي تتصل فيه كل هذه الأمور للحصول على أكبر قدر من الهواء والوقود عبر المحرك مع الحفاظ على الحرارة عند مستوى لا يضر الأجهزة المادية. يجب أن تأخذ جميع هذه العوامل في الاعتبار من قبل المهندسين لتصميم حلقات الفوهات التي تُحسّن أداء وكفاءة TCM المولدة.