Ανάλυση της ιστορίας ανάπτυξης, της αγοραϊκής κατάστασης και της τάσης ανάπτυξης των φύλλων τουρμπινών

Ιστορία και τάσεις ανάπτυξης των φολιών τουρμπίνας

Τα φύλλα τουρμπίνας διαιρούνται σε δύο κατηγορίες: φύλλα καθοδήγησης τουρμπίνας και εργασιακά φύλλα τουρμπίνας.

Η βασική λειτουργία των καθοδηγητικών φαρδελών της τουρμπίνας είναι να ρυθμίζουν την κατεύθυνση της ροής των αέριων απότομησης από το καύσειο. Η θερμοκρασία λειτουργίας του υλικού μπορεί να φτάσει και πάνω από 1.100 ° C, και η τension που υφίστανται οι καθοδηγητικές φαρδελές της τουρμπίνας είναι γενικά λιγότερη από 70MPa. Αυτό το συστατικό αποβάλλεται συχνά λόγω διαστροφής που προκαλείται από μεγάλη θερμική τension, θερμικές κλειδιαίνες σχίσεις που προκαλούνται από απότομες αλλαγές θερμοκρασίας και καύσεις που προκαλούνται από τοπικές υπερβολικές θερμοκρασίες.

Τα φύλλα τουρμπίνας βρίσκονται στην τουρμπίνα μηχανής με την υψηλότερη θερμοκρασία, την πιο περίπλοκη ένταση και το χειρότερο περιβάλλον. Αυτό το συστατικό πρέπει να ανέχεται υψηλές θερμοκρασίες και μεγάλη ένταση αποκέντρησης και θερμική ένταση. Η θερμοκρασία που ανέχεται είναι 50-100 ℃ χαμηλότερα από τις αντίστοιχες σφαιρικές φύλλα του τυμπάνου, αλλά όταν περιστρέφονται με υψηλή ταχύτητα, λόγω των επιπτώσεων της αεροδυναμικής δύναμης και της κεντριφύγου δύναμης, η τension στο σώμα του φύλλου φθάνει στα 140MPa και στη ρίζα του φτάνει στα 280-560MPa. Η συνεχής βελτίωση της δομής και των υλικών των φύλλων του τυμπάνου έχει γίνει μία από τις κύριες παράγοντες για την βελτίωση της απόδοσης των κινητήρων αεροσκαφών.

Τα φύλλα του τυμπάνου, ο άξονας του τυμπάνου, ο δίσκος του τυμπάνου και άλλα συστατικά συνδυάζονται για να δημιουργήσουν το τυμπάνο ενός κινητήρα αεροσκάφους. Το τυμπάνο είναι η πηγή ενέργειας που κινεί τον συμπιέστη και άλλα παραρτήματα. Το τυμπάνο μπορεί να διαιρεθεί σε δύο συστατικά: τον ένοπλο και τον στάτορα:

Το ρότορα τουρμπίνας: Είναι ένα σύνολο που αποτελείται από φύλλα τουρμπίνας, τροχιές, άξονες και άλλες περιστρεφόμενες μέρος που εγκαθίστανται στον άξονα. Είναι ευθύνη του να εισάγει υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης αεροστρόβιλο στο καυστήρα για να διατηρήσει τη λειτουργία του μηχανήματος. Το ρότορα τουρμπίνας λειτουργεί σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλή ταχύτητα και μεταφέρει υψηλή δύναμη, έτσι ότι οι συνθήκες εργασίας του είναι εξαιρετικά απαιτητικές. Κατά τη λειτουργία σε υψηλή θερμοκρασία, το ρότορα τουρμπίνας πρέπει να αντέξει σε εξαιρετικά υψηλή κέντρια δύναμη και επίσης υπόκειται στην επίδραση του αεροδυναμικού ρόπου κλπ Η υψηλή θερμοκρασία θα μειώσει την ανώτατη ισχύ του υλικού των φύλλων τουρμπίνας και θα προκαλέσει κρεμάνεια και επιβλάβεια του υλικού των φύλλων τουρμπίνας.

Στάτορας τουρμπίνας: Αποτελείται από καθοδηγητικά φύλλα τουρμπίνας, εξωτερικό δακτύλιο και εσωτερικό δακτύλιο. Είναι κατεβελεγμένο στο κελύφος και η κύρια του λειτουργία είναι να διασπορίζει και να ορθώνει τον αεροστρόβιλο για τον επόμενο στάδιο του ρότορα τουρμπίνας ώστε να πληρούνται οι συνθήκες τριγώνου ταχύτητας των εργασιακών φύλλων της τουρμπίνας.

Για να βελτιωθούν οι παράμετροι επιδόσεως όπως το ωστικό απόδοσης, οι απαιτήσεις για την υποφέρση των φολιών των μοτών αεροπλίων και αεριούχων τυρβινών σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλή ταχύτητα ανέμου αυξάνονται συνεχώς. Στις κυριότερες τυρβοφανές μοτών αεροπλίων, η από τυρβίνη κινούμενη συμπιεστική μπορεί να έχει μέγιστο

Το αέρας που εισέρχεται στον μοτόρα τυρβίνης περιστρέφεται με ταχύτητα χιλιάδων γύρων ανά δευτερόλεπτο. Ο αέρας συμπιέζεται βήματα στην συμπιεστική. Το λόγο συμπίεσης της πολυσταδιακής συμπιεστικής μπορεί να φθάσει πάνω από 25. Ο συμπιεσμένος αέρας εισέρχεται στο καύσιμο χώρο του μοτόρα, μείγνυται με το καύσιμο και καίγεται. Το φλόγος του καύσιμου πρέπει να καίγεται σταθερά στον υψηλότερο από 100m/δευτ. ροή αέρα υπό υψηλή πίεση.

Το ρεύμα αερίου με υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση από το δωμάτιο καύσης κινεί τα φύλλα της τουρβίνας να περιστρέφονται με ταχύτητα χιλιάδων μέχρι δεκάδων χιλιάδων στροφών ανά λεπτό. Συνήθως, η θερμοκρασία πριν από την τουρβίνα υπερβαίνει το σημείο άγχους του υλικού των φύλλων της τουρβίνας. Κατά τη λειτουργία, τα φύλλα των τουρβίνων των σύγχρονων μηχανών πρέπει συνήθως να ανέχονται θερμοκρασίες 1600~1800 ℃ , ταχύτητες ανέμου περίπου 300m/δευτ., και τις τεράστιες πιέσεις αέρα που προκαλούνται από αυτές.

Τα φύλλα των τουρβίνων πρέπει να λειτουργούν αξιόπιστα για χιλιάδες μέχρι δεκάδες χιλιάδες ώρες σε ένα τόσο εξαιρετικά απαιτητικό περιβάλλον εργασίας. Τα φύλλα των τουρβίνων έχουν πολύπλοκες μορφές και χρησιμοποιούν μεγάλο αριθμό προηγμένων τεχνολογιών παραγωγής, όπως η κατευθυνόμενη απεικόνιση, η μεταλλουργία πουδρών, η πολύπλοκη κενούλια φορτίωση φύλλων, η παραγωγή πολύπλοκων κεραμικών πυρήνων και η επεξεργασία μικρών τρυπών.

Τα φύλλα της τουρμπίνας είναι ένα από τα συστατικά μέρη των "δύο μηχανών" που έχουν τις περισσότερες διαδικασίες παραγωγής, το μεγαλύτερο κύκλο και το χαμηλότερο ποσοστό επιτυχίας. Η παραγωγή περίπλοκων κενών φύλλων τουρμπίνας έχει γίνει η κεντρική τεχνολογία στην τρέχουσα ανάπτυξη των "δύο μηχανών".

Κατάσταση αγοράς και τάσεις ανάπτυξης

Τα φύλλα στις αεροπορικές μοτώδεις και στις αεριοθερμικές τουρμπίνες περιλαμβάνουν κυρίως τα φύλλα ανεμιστήρα, τα φύλλα τουρμπίνας και τα φύλλα συμπιεστή, των οποίων το κόστος των φύλλων τουρμπίνας αντιπροσωπεύει περίπου το 60% του συνολικού κόστους των φύλλων. Σε σύγκριση με τα φύλλα ανεμιστήρα, τα υλικά των φύλλων τουρμπίνας είναι πιο αξιότιμα και πιο δύσκολα να επεξεργαστούν.

Ως σημαντικό κομμάτι της ζεστής άκρης του μοτώρα, οι τουρβίνες φύλλα απαιτούν τη χρήση υψηλοθερμικών συμπλοκών υλικών. Η μεταλλευτική τεχνολογία τους απαιτεί υψηλές προδιαγραφές, και ορισμένες μεταλλικές μετάλλευμα είναι σπάνια. Σε ό, τι αφορά τη διαδικασία κατασκευής, τα φύλλα των τουρβινών χρησιμοποιούν γενικά επενδεδμένη ραφή για να επιτύχουν λεπτές τοίχους και πολύπλοκες ψύξιμες δομές. Η δυσκολία κατασκευής είναι σημαντικά υψηλότερη από εκείνη άλλων φύλλων.

Για παράδειγμα, οι αεροπλανικοί μοτόρες CFM56, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ευρέως στη σειρά Boeing 737 και Airbus 320, έχουν πάνω από χίλια φύλλα τουρβίνας, κάθε ένα από τα οποία κοστίζει πάνω από 10.000 γουρδένια. Ο μοναδικός τιμής ορισμένων τμημάτων των φύλλων τουρβίνας ξεπερνάει και τα 100.000 γουρδένια.