Proč používají letadlové motory integrální listy?

01 Výhody integrálního listu

Před vytvořením integrovaného listového disku bylo nutné spojovat rotory motoreů s kolem prostřednictvím klínových spojů, držadel a zámků, ale tato struktura postupně přestala vyhovovat potřebám vysokovýkonnostních letadlových motorů. Byl navržen integrovaný listový disk, který kombinuje rotorové lopatky a kolo, a stal se nyní nezbytnou strukturou pro motory s vysokým poměrem tah-hmotnost. Nalezl široké uplatnění v vojenských i civilních leteckých motorech a má následující výhody.

1. Ztráta hmotnosti

Protože není třeba šlichtit jazyky a drážky pro montáž listů na okraji kolem disku, lze velmi snížit radiální rozměr okraje, čímž se významně sníží hmotnost rotoru.

2. Snížení počtu dílů

Kromě toho, že je kolem disk a listy integrované, je také snížení počtu zajišťovacích zařízení důležitým důvodem. Letadlové motory mají extrémně přísné požadavky na spolehlivost a zjednodušená rotorní struktura hraje velkou roli při zvyšování spolehlivosti.

3. Snížení ztrát proudění

Odstranění ztrát z důvodu mezer v tradiční metodě spojení zvyšuje pracovní účinnost motoru a zvětšuje tah.

Jednotlivé lisovací kotouče, které snižují hmotnost a zároveň zvyšují tah, přispívají k zlepšení poměru tah-hmotnost. Samozřejmě, není to snadné "perlo" sebrat. Na jedné straně jsou integrované lisovací kotouče často vyrobeny z těžko zpracovatelných materiálů, jako je titanová slitina a vysokoteplotná slitina; na druhé straně jsou jejich lopatky tenké a jejich profil je složitý, což klade extrémně vysoké požadavky na výrobní technologii. Navíc, pokud jsou rotory poškozeny, nelze je nahradit jednotlivě, což může vést ke zahození celého integrovaného lisovacího kotouče, a opravná technologie je dalším problémem.

02 Výroba integrovaného lisovacího kotouče

V současnosti existují tři hlavní technologie pro výrobu integrálních listů.

1. Pětaosé CNC frézování

Pětaosé CNC frézování je široce používáno při výrobě blisků díky svým výhodám rychlé reakce, vysoké spolehlivosti, dobré pružnosti zpracování a krátkému cyklu přípravy výroby. Hlavní metody frézování zahrnují boční frézování, klesavé frézování a cykloidy frézování. Klíčové faktory, které zajistí úspěch blisků, zahrnují:

1) Pětaosové frézovací stroje s dobrými dynamickými vlastnostmi

2) Optimalizovaný odborný CAM software

3) Nástroje a aplikacní znalosti věnované zpracování slitin titanu/vysokoteplotných slitin

2. Elektrochemické zpracování

Elektrochemické zpracování je vynikající metodou na zpracování kanálů integrálních kotoučů letadlových motorů. Existuje několik technologií zpracování v elektrochemickém zpracování, včetně elektrolytického válcového zpracování, konturového elektrolytického zpracování a CNC elektrolytického zpracování.

Vzhledem k tomu, že elektrochemické frézování především využívá vlastnost rozpouštění kovů na anodě v elektrolytu, část katedy nebude poškozena při použití technologie elektrochemického frézování a součást během zpracování nebude ovlivněna řezací silou, teplem zpracování atd., což snižuje zbytkové napětí integrovaného lopatkového kanálu letadlového motoru po zpracování.

Navíc, ve srovnání s pěti-osým frézováním jsou pracovní hodiny elektrochemického frézování výrazně zkráceny a může být použito ve fázích hrubého, poliodborného a dokončovacího zpracování. Po zpracování není třeba ručního líšení. Proto je jedním z důležitých směrů vývoje zpracování integrovaného lopatkového kanálu letadlového motoru.

3. Svařování

Lopatky jsou zpracovány odděleně a poté jsou svařeny na lopatkový disk pomocí elektronovoprúdového svařování, lineárního třicího svařování nebo vakuumového pevnofázového difuzního spojení. Jeho výhodou je, že lze použít pro výrobu integrovaných lopatkových disků s různými materiály lopatek a disku.

Proces svařování klade vysoké požadavky na kvalitu svařování listů, což přímo ovlivňuje výkonnost a spolehlivost celkového kotouče listů letadlového motoru. Navíc, protože skutečné tvarové údaje použitých listů v svařovaném kotouči listů nejsou konzistentní, pozice listů po svařování není konzistentní kvůli omezení přesnosti svařování, a vyžaduje se adaptivní technologie zpracování pro personalizované přesné CNC frézování pro každý list.

Navíc je svařování velmi důležitou technologií při opravě integrálních listů. Mezi nimi patří lineární třecí svařování, jako solidní fázové svařovací technologie, které má vysokou kvalitu svařovacích jektů a dobré reprodukovatelnost. Je to jedna z nejspolehlivějších a důvěryhodných svařovacích technologií pro svařování rotorních součástí letadlových motorů s vysokým poměrem tahu ku hmotnosti.