ניתוח ההיסטוריה הפיתוחית, מצב השוק והטendencies העתידיות של פינים של טורבינה

היסטוריה של פיתוח וטנדים של חלקי טורבינה

חלקי הטורבינה מחולקים לשני סוגים: חלקי מדריך של טורבינה וחלקי עבודה של טורבינה.

המשימה העיקרית של חלקי המדריך של הטורבינה היא לכוון את כיוון זרימתו של גז הפליטה מהחדר בעירה. טמפרטורת פעולת החומר יכולה להגיע לגובה של יותר מ-1,100 ° °C, והעומס שהחלקים מקבלים הוא בדרך כלל פחות מ-70MPa. חלק זה נפסל לעתים קרובות עקב התעוותות שנגרמו על ידי עומס תרמי גדול, שברים תרמיים שנגרמו על ידי שינויים פתאומיים בטמפרטורה, ובוערות שנגרמו על ידי טמפרטורות מקומיות גבוהות מדי.

חלקי הטורבינה ממוקמים במנוע הטורבינה עם הטמפרטורה הגבוהה ביותר, עומס מורכב ביותר וסביבה גרועה ביותר. החלק הזה חייב לעמוד בטמפרטורות גבוהות ועומס סנטריפגאלי ועומס תרמי גדולים. הטמפרטורה שהוא מסוגל להחזיק בה היא בין 50 ל-100 ℃ נמוכים מהלטאות המדרig התואמות, אך בהסתובבות במהירות גבוהה, עקב השפעת הכוח האירודינמי והכוח המרכז-מחוץ, מתח על גוף הלטאה מגיע ל-140MPa וברooter מגיע ל-280-560MPa. שיפור מתמיד של המבנה והחומרים של לטאות הטורבינה הפך לאחד הגורמים המכריעים לשיפור הביצועים של מנועי מטוסים.

הלטאות הטורבינה, ציר הטורבינה, דיסק הטורבינה ורכיבים אחרים יחדיו יוצרים את הטורבינה של מנוע מטוס. הטורבינה היא המקור של הכוח שמפעיל את המאיץ ואת חלקי ההיקף האחרים. הטורבינה יכולה להיחלק לשני רכיבים: הרוטור והסטטור:

רוטור טורבינה: זהו כלל המורכב מלהות טורבינה, גלגלים, צירים וחלקים סיבוביים נוספים שמוטמעים בציר. הוא אחראי על הוצאת זרימת אוויר בעלת טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה אל תוך הבוער כדי להאיץ את פעולת המנוע. הרוטור של הטורבינה עובד בטמפרטורות גבוהות ובמהירות גבוהה ומשדר כוח רב, ולכן תנאי העבודה שלו הם קשים מאוד. בעת עבודה בטמפרטורות גבוהות, על רוטור הטורבינה לעמוד בכוח סנטריפגלי גבוה ביותר והוא גם נתון להשפעת תורן אโรדינמי וכו'. הסביבה בתמפרטורה גבוהה תפחית את החוזק הקיצוני של חומר להות הטורבינה, וכן תגרום לצמיחה ולשחיקה של חומר להות הטורבינה.

סטור טורבינה: הוא מורכב מלהות הנחייה של הטורבינה, טבעת חיצונית וטבעת פנימית. הוא מחובר לקרקס והפונקציה העיקרית שלו היא להפיץ ולהישר את זרימת האוויר עבור הרוטור הבא של הטורבינה כדי לקיים את משולש המהירות של להות העבודה של הטורבינה.

כדי לשפר את מדדי הביצועים כמו יחס הדחף למשקל, דרישות העמידות של חלקי מנועי מטוסים וטורבינות גז בפני טמפרטורות גבוהות ועוצמות רוח גדולות מתגברות כל הזמן. במנועי טורבו搹ן מסחריים, להובלת הקומפרסור על ידי הטורבינה יש מקסימום של

האוויר שנכנס לטורבינה סובבousands בקצב של אלפי סיבובים בשנייה. האוויר מופעל בהדרגה בתוך הקומפרסור. יחס הלחץ של הקומפרסור המרבי יכול להגיע יותר מ-25. האיר המופעל נכנס לחדר בעירה של המנוע, מתחבר עם הדלק והולך בעירה. להלה של הדלק צריכה להישאר יציבה תחת זרימת אוויר בלחץ גבוה שזורמת במהירות של יותר מ-100 מטרים לשנייה.

זרימת הגז בהטמאות גבוה ובלחץ גבוה מהחדר בעירה מובילה את אביזר הטורבינה להסתובב במהירות של אלפי עד עשרות אלפי סיבובים לדקה. בדרך כלל, הטמפרטורה לפני הטורבינה עולה על נקודת התמסות של חומרת אביזר הטורבינה. במהלך פעילות, אביזרי הטורבינה של מנועי היום חייבים לשרוד טמפרטורות של 1600~1800 ℃ , מהירויות רוח של כ-300 מטר לשנייה והלחץ האווירי העצום שנגרם מהם.

אביזרי הטורבינה צריכים לעבוד בצורה אמינה במשך אלפי עד עשרות אלפי שעות בתנאים קשים כל כך. לאביזרי הטורבינה יש פרופילים מורכבים והם משתמשים במספר גדול של טכנולוגיות ייצור מתקדמות כמו קפיאה כיוונית, מתכת פולימרית, יציקת אביזרים ריקים מסובכים, ייצור ליבה קרמית מורכב, ועיבוד חורים מיקרוסקופיים.

לטורבינה יש חלקים שמהווים אחד מהרכיבים של "המכונות השתיים" שיש להם את מספר התהליכים הייצוריים הגדול ביותר, את מחזור הייצור הארוך ביותר והעומס הנמוך ביותר. ייצור הטורבינות הריקות המורכבות הפך לטכנולוגיה הגרעיןית בהתקדמותה הנוכחית של "המכונות השתיים".

מצב השוק וטנדים לפיתוח

האשכים במנועי מטוסים ובטורבינות גז כוללים בעיקר אשכי תופת, אשכי טורבינה ואשכי דחיסה, שבהם ערך האשכי טורבינה מהווה כ-60% מהעלות הכוללת של כל האשכים. בהשוואה לאשכי התופת, חומרי הבסיס של אשכי הטורבינה הם יקרים יותר וכדאי לעבד אותם.

כחלק חשוב של המנוע בצד החם, לוחות טורבינה דורשים שימוש בחומרי עמידים בטמפרטורות גבוהות. הטכנולוגיה להפקתם דורשת תקן גבוה, ומספר מינרלים מתכתיים הם נדירים. מבחינת תהליך ייצור, לוחות טורבינה משתמשים בדרך כלל בצירוף השקעה כדי להשיג קירות דקים ומבני חימום מורכבים. הקושי בייצור גדול בהרבה מזה של לוחות אחרים.

לדוגמה, מנועי ה-CFM56 המשמשים בצורה רחבה בסדרת בואינג 737 ואירבוס 320 כוללים יותר מאלף לוחות טורבינה, כאשר מחיר כל אחד מהם עולה על 10,000 יוא"ר. המחיר של חלקים מסוימים של לוחות הטורבינה אפילו עולה על 100,000 יוא"ר.