विमान इंजन क्यों सम्पूर्ण ब्लेड का उपयोग करते हैं? वे उड़ने के लिए कुंजी हैं!

विमान का इंजन विमान का "हृदय" है और इसे "औद्योगिक सम्राज्य का मुकुट" भी कहा जाता है। इसके निर्माण में आधुनिक औद्योगिक क्षेत्र की कई अग्रणी प्रौद्योगिकियों को एकत्र किया जाता है, जिसमें सामग्रियां, यांत्रिक प्रसंस्करण, ऊष्मागतिकी और अन्य क्षेत्र शामिल हैं। जैसे-जैसे देशों की इंजन कार्यक्षमता के प्रति मांग बढ़ती जाती है, अनुसंधान और अनुप्रयोग में नए संरचनात्मक ढांचे, नई प्रौद्योगिकियाँ और नई प्रक्रियाएँ आज भी आधुनिक उद्योग की चोटी को चुनाव कर रही हैं। विमान इंजन के भार-बल अनुपात को सुधारने के महत्वपूर्ण कारकों में से एक है इंटीग्रल ब्लेड डिस्क।

ब्लिस्क के फायदे

इंटीग्रल ब्लेड डिस्क के उदय से पहले, इंजन के रोटर ब्लेड्स को चक्रीय डिस्क से जोड़ने के लिए टेनन, मॉर्टाइस और लॉकिंग डिवाइस का उपयोग किया जाता था, लेकिन यह संरचना धीरे-धीरे उच्च-प्रदर्शन वाले हवाई जहाजों की आवश्यकताओं को पूरा करने में असफल रही। इंजन रोटर ब्लेड्स और चक्रीय डिस्क को जोड़ने वाली इंटीग्रल ब्लेड डिस्क का डिज़ाइन किया गया, और अब यह उच्च थ्रʌस्ट-टू-वेट अनुपात वाले इंजनों के लिए आवश्यक संरचना बन चुकी है। यह सैन्य और नागरिक हवाई जहाजों के इंजनों में व्यापक रूप से उपयोग में लाई गई है और निम्नलिखित फायदे हैं।

1.वजन घटाना ：चूंकि चक्रीय डिस्क के छाती पर ब्लेड्स लगाने के लिए टॉनग और मॉर्टाइस के लिए मशीनिंग की आवश्यकता नहीं होती है, छाती का त्रिज्या आकार को बहुत अधिक कम किया जा सकता है, इस प्रकार रोटर के द्रव्यमान को महत्वपूर्ण रूप से कम किया जाता है।

2.डिपार्टमेंट्स की संख्या को कम करता है ：चाक-प्लेट और पंखों के एकीकरण के अलावा, लॉकिंग डिवाइस की मात्रा को कम करना भी एक महत्वपूर्ण कारण है। विमान इंजनों में विश्वसनीयता पर बहुत कठोर मानदंड होते हैं, और सरलीकृत रोटर संरचना विश्वसनीयता में सुधार करने में बड़ी भूमिका निभाती है।

3. वायु प्रवाह की हानि को कम करें ：पारंपरिक जोड़ने की विधि के फैसले से होने वाली छूट की हानि को खत्म कर दिया गया है, इंजन की कुशलता में सुधार हुआ है और धक्का बढ़ा है।

वजन कम करने और धक्का बढ़ाने वाला ब्लिस्क, एक आसान "मोती" नहीं है। एक तरफ़, ब्लिस्क अक्सर टाइटेनियम एल्योइ और उच्च-तापमान एल्योइ जैसे कठिन संसाधनों से बनता है; दूसरी तरफ़, इसके पंख पतले होते हैं और पंख का आकार जटिल होता है, जो विनिर्माण प्रौद्योगिकी पर बहुत ऊँचे मानदंड लगाता है। इसके अलावा, जब रोटर पंख नुकसान पहुँच जाते हैं, तो उन्हें व्यक्तिगत रूप से बदला नहीं जा सकता है, जो ब्लिस्क को खराब कर सकता है, और मरम्मत प्रौद्योगिकी एक और समस्या है।

ब्लिस्क का निर्माण

वर्तमान में, पूर्ण संग्रहीत ब्लेड बनाने के लिए तीन मुख्य प्रौद्योगिकियाँ हैं।

• पाँच-अक्ष CNC मिलिंग

पाँच-अक्ष CNC मिलिंग को ब्लिस्क्स के निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि इसमें त्वरित प्रतिक्रिया, उच्च विश्वसनीयता, अच्छी प्रोसेसिंग लचीलापन और छोटे उत्पादन तैयारी चक्र के फायदे हैं। मुख्य मिलिंग विधियाँ शामिल हैं: पार्श्व मिलिंग, प्लंज मिलिंग और साइक्लोइडल मिलिंग। ब्लिस्क्स की सफलता को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण कारक ये हैं:

उच्च गतिशील विशेषताओं वाले पाँच-अक्ष मशीन टूल

ऑप्टिमाइज़्ड पेशेवर CAM सॉफ्टवेयर

ताँबे के संयुक्ति/उच्च-तापमान संयुक्ति प्रोसेसिंग के लिए विशेषज्ञ पार्क और अनुप्रयोग ज्ञान

• विद्युतरसायनिक मशीनिंग

विद्युतरसायनिक मशीनिंग विमान इंजनों के एकीकृत ब्लेड डिस्क के चैनल को मशीनिंग करने का एक उत्कृष्ट तरीका है। विद्युतरसायनिक मशीनिंग में कई मशीनिंग प्रौद्योगिकियाँ हैं, जिनमें इलेक्ट्रोलाइटिक स्लीव मशीनिंग, परिमित इलेक्ट्रोलाइटिक मशीनिंग और CNC इलेक्ट्रोलाइटिक मशीनिंग शामिल हैं।

चूंकि इलेक्ट्रोकेमिकल मैचिंग मुख्य रूप से विद्युत अपघटन के अम्लाक्षर में धातु की घुलनशीलता के गुण का उपयोग करती है, इसलिए जब इलेक्ट्रोकेमिकल मैचिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जाता है, तो कैथोड भाग को कोई नुकसान नहीं पहुँचता है, और मशीनिंग के दौरान कार्य पिछले कटिंग बल, मशीनिंग ऊष्मा आदि से प्रभावित नहीं होता है, जिससे हवाई जहाज के इंजन के समग्र ब्लेड चैनल के बाद मशीनिंग के बाद अवशेष तनाव को कम किया जाता है।

इसके अलावा, पाँच-अक्ष मिलिंग की तुलना में, इलेक्ट्रोकेमिकल मैचिंग का कार्य घंटों में काफी कम हो जाता है, और यह रूड़ी मशीनिंग, अर्ध-पूर्ण और पूर्ण मशीनिंग के चरणों में उपयोग किया जा सकता है। मशीनिंग के बाद मैनुअल पोलिशिंग की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए, यह हवाई जहाज के इंजन के समग्र ब्लेड चैनल मशीनिंग की महत्वपूर्ण विकास दिशाओं में से एक है।

• वेल्डिंग

चादरों को अलग-अलग प्रसंस्कृत किया जाता है, और फिर चादर डिस्क पर इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग, लीनियर फ्रिक्शन वेल्डिंग या वैक्यूम सॉलिड-स्टेट डिफ़्यूज़न बांडिंग के माध्यम से जोड़ा जाता है। इसका फायदा यह है कि इसे असंगत चादर और डिस्क सामग्री के साथ एकीकृत चादर डिस्क के निर्माण के लिए उपयोग किया जा सकता है।

वेल्डिंग प्रक्रिया में चादर वेल्डिंग की गुणवत्ता पर उच्च आवश्यकताएं होती हैं, जो सीधे विमान इंजन की समग्र चादर डिस्क की क्षमता और विश्वसनीयता पर प्रभाव डालती है। इसके अलावा, वेल्डेड चादर डिस्क में उपयोग की जाने वाली वास्तविक चादरों के आकार संगत नहीं होते हैं, इसलिए वेल्डिंग सटीकता की सीमा के कारण वेल्डिंग के बाद चादरों की स्थिति संगत नहीं होती है, और प्रत्येक चादर के लिए व्यक्तिगत रूप से नियंत्रित CNC मिलिंग करने के लिए अनुकूलन व्यापार प्रौद्योगिकी की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, चादर की मरम्मत में सम्पूर्ण पंखों की तकनीक के लिए वेल्डिंग बहुत महत्वपूर्ण है। उनमें से, लाइनअर फ्रिक्शन वेल्डिंग, जो एक ठोस फ़ेज़ वेल्डिंग तकनीक है, में उच्च वेल्डिंग जॉइंट गुणवत्ता और अच्छी पुनरावृत्ति होती है। यह उच्च थ्रʌस्ट-टू-वेट अनुपात वाले विमान इंजन रोटर घटकों को वेल्ड करने के लिए अधिक विश्वसनीय और भरोसेमंद वेल्डिंग तकनीकों में से एक है।

ब्लिस्क का अनुप्रयोग

1. EJ200 विमान इंजन

EJ200 विमान इंजन में कुल 3-स्टेज फ़ैन और 5-स्टेज हाई-प्रेशर कंप्रेसर है। एकल पंखे इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा चाकी पर वेल्ड किए जाते हैं जिससे एक सम्पूर्ण पंखा-चाकी बनता है, जो तीसरे स्टेज फ़ैन और पहले स्टेज हाई-प्रेशर कंप्रेसर में उपयोग किए जाते हैं। सम्पूर्ण पंखा-चाकी को अन्य स्टेजों के रोटर्स के साथ एकसाथ वेल्ड नहीं किया जाता है, बल्कि छोटे बोल्ट्स के साथ जोड़ा जाता है। आम तौर पर, यह सम्पूर्ण पंखा-चाकियों के अनुप्रयोग की शुरुआती चरण में है।

2. F414 टर्बोफ़ैन इंजन

F414 टर्बोफ़ैन इंजन में, 3-स्टेज फ़ैन के 2वें और 3वें स्टेज और 7वें स्टेज हाई-प्रेशर कम्प्रेसर के पहले 3 स्टेज इलेक्ट्रोकेमिकल विधियों द्वारा प्रसंस्कृत एकीकृत ब्लेड्स का उपयोग करते हैं। GE ने इसके अलावा एक व्यवहार्य मरम्मत की विधि भी विकसित की है। इस आधार पर, फ़ैन के 2वें और 3वें स्टेज के एकीकृत ब्लेड्स को एकसाथ चाकूदार किया गया है जिससे एक एकीकृत रोटर बनता है, और कम्प्रेसर के पहले और दूसरे स्टेज भी एकसाथ चाकूदार किए गए हैं, जिससे रोटर का भार और इंजन की डुरेबिलिटी में गिरावट होती है।

EJ200 की तुलना में, F414 ने एकीकृत ब्लेड्स के उपयोग में एक बड़ा कदम उठाया है।

3. F119-PW-100 इंजन

3-स्टेज फ़ैन और 6-स्टेज हाई-प्रेशर कम्प्रेसर में सभी एकीकृत ब्लेड्स का उपयोग किया गया है, और पहले स्टेज के फ़ैन ब्लेड्स खोखले हैं। खोखले ब्लेड्स को रैखिक घर्षण चाकूदारी के माध्यम से चाकूदार चक्र पर जोड़ा गया है जिससे इस स्टेज के रोटर का भार 32 किलोग्राम कम हो गया है।

4. BR715 इंजन

बड़े नागरिक इंजनों में, एकीकृत ब्लेड डिस्क का भी उपयोग किया गया है। BR715 इंजन पंच-अक्ष CNC मिलिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग एकीकृत ब्लेड डिस्क प्रसेशिंग करने के लिए करता है, जो पंखे के बाद दूसरे स्तर के सुपरचार्जर कम्प्रेसर पर उपयोग किया जाता है, और आगे और पीछे के एकीकृत ब्लेड डिस्क को एक साथ वेल्ड किया जाता है ताकि एक एकीकृत रोटर बना। इसे बोइंग 717 पर उपयोग किया जाता है।