Lämmittäjästä lentoon: Avataan termisten teknologioiden ihmeitä ilmoittajien valmistuksessa - Uudistuminen

Estotekniikka

Yksikkösuperaloyen erinomaiset ominaisuudet johtuvat pääasiassa yksikkösiiven viljapintojen poistosta, ja uudelleenkristallointi vähentää huomattavasti alkuperäisen yksikköaloyen korkean temperatuurin kestävyyttä. Yksikkösiiven tuotannon jälkeen on suoritettava seuraava työ: kaasuputkien kuopankäsittely, napaleiden liukkaus, reunan puolto, siivetipun kasteprosessikujien lasaus, lämpökuormitus, montaaminen ja muu jälkikäsittely. Moottorin toiminnassa siiveltä kärsii lämpö- ja kylmän ilman iskusta, korkeasta lämpötilasta, valtavasta taakasta ja voimakkaasta värähtelystä nopeassa pyörityksessä, mikä voi johtaa uudelleenkristallointiin. On tapahtunut useita turbiinisivulohkauksia. Siksi kotimaisten ja ulkomaiden tutkimukset ovat viime vuosina käyttäneet ennakoivia lämpökuormituksia, karburointia, peitteitä ja pinnan muodostumiskerroksen poistoa sekä muita liittyviä menetelmiä estääkseen uudelleenkristallointia ja lisätäkseen rajaviesteen vahvistuselementtejä uudelleenkristallointi-korjaustyöhön.

3D-tulostustechnologia

3D-tulostus, jota kutsutaan myös lisääväksi valmistukselle, integroi CAD-, CAM-, pudelmamekaanikka-, laserikäsittely- ja muiden teknologioiden. Käyttämällä 3D-tulostusteknologiaa voimme muuntaa "aivojen" ajattelun kolmiulotteiseksi olioaksi sekä tulostaa tietokoneella olevan osan kuvan "todelliseksi" osaksi. 3D-tulostusteknologia on tehnyt "vallankumouksellisen" muutoksen valmistusteknologiassa ja prosessikäsitteessä. Australian Monash-yliopisto onnistui tuottamaan maailman ensimmäisen 3D-tulostetun lentomoottorin. Samalla se työskentelee Boeingin, Airbus Groupin ja Safran Groupin kanssa tarjoamaan 3D-tulostettuja moottoriprototyyppejä Boeingille ja muille lento-testeihin. 3D-tulostusteknologian avulla moottoriosien valmistusaika voidaan lyhentää kolmesta kuukaudesta kuuteen päivään.

Kiinassa 3D-tulostustechnologia on käytetty korjaamaan ja uudelleenkäyttämään turboventtiilin korkean paineen kompressorirotoribladejen sarjan kantamisen osia. 3D-tulostustechnologiaa on käytetty valmistamaan moottorin ei-kantavia osia ja staattisia osia, mutta osien mekaaniset ominaisuudet arvioidaan aktiivisesti samalla kun 3D-tulostusteknologian käyttö moottorin rotoriosien ja kantajien yms. valmistamiseen on myös tehty laajaa tutkimusta.

Bladien poisto reunan (edun ja jälkien) käsittelemisteknologia

Ilmoittimien ja lopputehon suorituskyky on yksi keskeisistä tekijöistä, jotka vaikuttavat ilmoittimen aerodynamiikkasuorituskykyyn. Ilmoittimien ja lopputehon reunat ovat myös kyseisten komponenttien vioittumisen alttiit osat sekä titanivalmisteiden viohdeltava alue. Monet moottorin viohdeltujen tapahtumien syyt johtuvat ilmoittimien ja lopputehon käsittelyvadista. Koska ilmoittimien ja lopputehon reuna on ohuennein osa komponenttia ja sen reuna, se on heikkoja ja muodostaa suuren prosessimuodon, ja usein ilmoittimien ja lopputehon reunat käsitteletään neliömäisiksi tai teräviksi. Moottorikomponenttien massatuotannossa korkean tehokkuuden ja laadun ilmoittimien ja lopputehon käsittelyyn liittyvät teknologiset ongelmat eivät ole vielä täysin ratkaistu.

Mukautuva käsittelytekniikka

Mukautuva moottoritekniikka on jaettu kolmeen muotoon, nimittäin työkalupositiotuksen mukauttava suunnittelu, numeerisen ohjausjärjestelmän mukauttava hallinta ja mukauttava moottorointi, joka yhdistetään digitaaliseen havaitsemiseen [3]. Kiinassa mukauttava moottorintekniikka on sovellettu onnistuneesti tarkkojen valmistamisten/moottoroiden moottorointiin, vaurioituneiden sivujen korjaamiseen ja lineaarisen kitkäsoudon kokonaisvaltaisen sivupiirin moottorointiin. Vaikka mukauttava moottorintekniikka onkin saavuttanut läpimurtoja ja kehitystä sekä teoriassa että käytännössä, sen insinöörimallinnussovelluksia on edelleen tutkimuksen ajankohtainen aihe lentomoottorien valmistuksessa.

Vetoamisen vastaava valmistustekniikka

Materiaalin väsymys ja pinnan konepitoisdefektit ovat tulleet olemaan lentokoneen moottorin osien vioittumisen pääasialliset syyt, ja vioittuminen on kasvava suuntauksessa, joten "väsymyksen vastainen valmistus" on muodostunut suosituksi tekniikaksi lentokoneen moottorin valmistuksessa. Väsymyksen vastaista valmistustechnologiaa tarkoitetaan valmistusprosessia, jossa parannetaan osien väsymiselämää muuttamatta materiaalia eikä rakenneosien kokoa vaan muuttamalla materiaalin rakennetta ja jännitysketjua valmistusvaiheessa. Väsymiselämä vaikuttaa pääasiassa lämpökuormitukseen, ympäristön korroosioon, pintalaatuun, jännityskonsentraatioon, pinnanjännityksiin ja muihin tekijöihin. Väsymyksen vastaisten valmistusmenetelmien pääasiallinen tapa on vähentää jännityskonsentraatiota ja parantaa osien pintaan liittyvää vahvuutta. Jännityskonsentraation vähentäminen tarkoittaa kehonpinnan käsittelyssä sen kokonaisuuden varmistamista, ja parhaaksi keinoksi osien pintaan liittyvän vahvuuden parantamiseksi on löydetty puuliskonta. Lentokoneiden moottoreiden väsymyksen vastaisessa valmistuksessa perinteistä puuliskontamenetelmää on kehitetty useita uusia puuliskontamedioita, ja laserpuuliskonta-, äänipuuliskonta- sekä korkean paineen veden puuliskontatekniikat ovat saaneet laajaa soveltamisalaa.

Linnun törmäysten estämiseen liittyvä teknologia

Linnun törmäysten usein tapahtuessa on seurannut välttämätön ongelma ilmoittimien kehityksessä, ja laajaa tutkimusta on tehty sekä kotona että ulkomailla. Heinäkuussa 2015 julkaistiin Yhdysvalloissa FAA:n "Bird strike Requirements for transportation aircraft" -ilmoitus, joka ei ainoastaan esittänyt tarkkoja vaatimuksia ja säännöksiä tulevien lentojen moottoreiden linnun törmäysten ja vieraiden kohteiden aiheuttamien vahinkojen ehkäisemiseksi, vaan myös osoitti uuden tutkimissuunnan uusien moottorimateriaalien ja uusien rakennusteknologioiden kehitykselle.