הטכנולוגיהנולוגיה המרכזית, טכנולוגיה חמה ותשתית טכנולוגית לייצור מנועי אווירונאוטיקה מתקדמים

היחס בין העוצמה למשקל והיחס בין הכוח למשקל הם המדדים הטכניים החשובים ביותר כדי להעריך ולהעריך את המתקדמות של מנועי אוויר. כדי להשיג יחס כוח-למשקל של המנוע שיגיע מעבר ל-10, מנועי האוויר משתמשים באופן מתמשך בחומרים חדשים ומנסים מבנים חדשים כדי להפחית את משקל חלקי המנוע WHILE מגדילים בצורה דרמטית את טמפרטורת הטורבינה הקדמית של המנוע. זה מpose דרישות טכניות גבוהות יותר לייצור המנוע ומשתף ביצירתם ובפיתוחן של טכנולוגיות חדשות בייצור מנועי אוויר. סדרה של טכנולוגיות ייצור מפתח פותחו עבור הפיתוח של מנועי אוויר מתקדמים יתנו או כבר הפכו לכיוון לפיתוח טכנולוגיות ייצור מתקדמות. מאמר זה מציג את טכנולוגיית הייצור המפתח של מנועי אוויר משלושת התובנות: טכנולוגיה מרכזית, טכנולוגיה חמה וטכנולוגיה בסיסית. טכנולוגיית ייצור מרכזית היא הטכנולוגיה הנחוצה לפיתוח מנוע אוויר מתקדם. טכנולוגיית ייצור נקודה חמה היא טכנולוגיה שעליה להתמקד כדי לשפר את יעילות הייצור ואיכות הייצור של המנוע. טכנולוגיית ייצור בסיסית היא הטכנולוגיה שאמורה להתפתח ולהצטבר בהדרגה במהלך פיתוח המנוע והפקה מסיבית, מה שמראה על הכוח הרך של רמת טכנולוגיית ייצור מנועי אוויר ויכולת ייצור.

טכנולוגיהכנולוגיה מרכזית בייצור מנועי אוויר

טכנולוגיהכנולוגיית ייצור של לוחות טורבינה בקריסטל יחיד

הטמפרטורה הקדמית של הטורבינה במנועי אוויר מודרניים הוגblaה מאוד, והטמפרטורה הקדמית של הטורבינה של מנוע F119 מגיעה עד 1900~2050K, ולוחות הטורבינה שמיוצרים תהליך מסורתי פשוט לא יכולים לעמוד בטמפרטורה כה גבוהה, ואף יתמוסו ולא יעבדו בצורה יעילה. לוחות טורבינה בקריסטל יחיד מצליחים לפתור את בעיית התנגדות החום של לוחות הטורבינה של מנועים עם יחס דחף-משקל של עשרה שלבים. התנגדות החום המצוינת של לוחות הטורבינה בקריסטל יחיד נובעת בעיקר מהעובדה שיש קריסטל אחד בלבד בכל הלוח, מה שמשתמש להיפטר מפגמים בתכונות החום בין גבולות גרעינים שנגרמו על ידי מבנה הפוליקריסטלי של לוחות הטורבינה אקוויאקסיאליים וקריסטיים בכיוון מסוים.

האף תורבינה חד-מישורי הוא חלק המנוע עם התהליך הייצור הגדול ביותר, מחזור ההפקה הארוך ביותר, שיעור הכשרות הנמוך ביותר והסגר והמונופול החוץ הקשורים ביותר. תהליך ייצור אפפי תורבינה חד-מישורי כולל דחיסה של ליבה, תיקון ליבה, שריפת ליבה, בדיקת ליבה, התאמת ליבה למold, הזרקת מודל שעווה, בדיקת אור X של מודל השעווה, בדיקת עובי קיר של מודל השעווה, סידור מודל השעווה, איחוד מודלים של השעווה, איחוד מערכת הוצאת קריסטל ושער יציקה, הסרת חול, ייבוש קליפה, הסרת שעווה מהקליפה, שריפת הקליפה, יציקת העלה, גלישת קריסטל יחיד, חימום הקליפה, בדיקה ראשונית, בדיקת פלואורסצנט, הסרת הליבה, גרירת משטחים, מדידת רוחב מיתר, בדיקת רנטגן של העלה, בדיקת צילום רנטגן, בדיקת פרופיל, עיבוד העלה, בדיקת עובי קיר של העלה ובדיקה סופית של תהליך הייצור. בנוסף, יש להשלים את עיצובי ייצור המודל של צירוף יציקה לתורבינה.

בזמננו, רק מספר קטן של מדינות בעולם כמו ארצות הברית, רוסיה, בריטניה, צרפת והסינית מסוגלות לייצר חלקי טורבינה בקריסטל אחד. בשנים האחרונות, נרשמו התקדמות גדולה בייצור חלקי טורבינה בקריסטל אחד בסין. פותחו חלקי טורבינה בקריסטל אחד למחשבי דחף-משקל של מנועי שלב 10, וחלקי טורבינה בקריסטל אחד של מנועי טורבו Shaft בעלי כוח-משקל גבוה יוצרו במסה.

טכנולוגיהכנולוגיה יעילת עיבוד עם דיוק גבוה ועלות נמוכה של דיסק בלדה תואם

ההעתקה של טכנולוגיית דיסק להב אינטגרלי מובילה לאיננווציה בעיצוב מבנה מנוע אוויר, לקפיצה בתהליך ייצור, למימוש המטרה של הפחתת משקל המנוע ותנופה, ולשיפור надיורלִיִת של פעולת המנוע. בו-זמנית, העובי הדק של הלהבים, הקמירות הגבוהה והעיצוב האירודינמי המהיר גורמים לבעיה של חוסר קשיחות הלהבים, התפורמות קלה וכושי בקרה; התעלה האווירית הצרה והעמוקה בין הלהבים גורמת לכך שההעתקה של הטכנולוגיה של עיבוד דיסק עם להבים היא קשה. חומרים בעלי עוצמה גבוהה כמו תיטניום ועל-הרכבה הם קשים לפיצול ויש להם יעילות נמוכה. ארצות הברית ובريطניה החלו בשנות ה-80 להפעיל את טכנולוגיית הדיסק החד של המנוע החדש, בעוד שטכונולוגיית הדיסק החד של סין החלה בסביבות שנת 1996.

ההעלאה של טכנולוגיית חתך אינטגרלי תרמה את התפתחותה של טכנולוגיית אינטגרציה מבנית של רכיבי מנוע. חתך אינטגרלי סדרתי עם גוף גלגל, חתך גלגל עם ציר, ציר גלגל גוף שילוב, חתך גלגל סגור עם חוג, דיסק בליטי מסתובב עם חתך גלגל וציר חתך גלגל דו-שלבי או רב-שלבי הופקו בהדרגה בתהליך פיתוחו של מנוע אוויר חדש. על בסיס דיסק זורם אקסיאלי והספין המרכז-ליפח, נוצרו דיסקים עם מבנה קטן וגדול של בליטים וכן דיסקים עם כנפי זרימה משופעות.

מאז שהוחל הקטורת בלתי-תלויה בשימוש במנועי אוויר מתקדמים, תכנון ותהליך ייצור של הקטורת בלתי-תלויה מתפתחים ויושlems. כיום, תהליך עיבוד הקטורת בלתי-תלויה כולל בעיקר חמישה סוגי תהליכים: קטרת בלתי-תלויה מיוצרת על ידי יציקה מדויקת אבדן-השעווה, קטרת בלתי-תלויה מחוברת על ידי חיבור אלקטרונים, קטרת בלתי-תלויה מעובדת על ידי עיבוד חשמלי-כימי, קטרת בלתי-תלויה מחוברת על ידי חיכוך שוליים, וקטורת בלתי-תלויה מעובדת על ידי מכונת CNC עם חמש צירים.

תהליך ייצור דיסק עלים אינטגרלי באמצעות מכשיר חיתוך CNC בخمسה קואורדינטות הוא התהליך המוקדם ביותר, עם הפעלה מהנדסתית הרחבה ביותר ועם רמת טכנולוגיה מפותחת גבוהה ביותר בתהליך ייצור דיסק עלים אינטגרלי של מנועי אווירון מקומי. בהקשר זה, המפתח לפיתוח והפעלה של הטכנולוגיה הזו הוא טכנולוגיית חיתוך ואיזוב, טכנולוגיית גלימה ספירלית סימטרית לסיום פרופיל העלה, טכנולוגיית תקן שגיאות בעיבוד הקצוות הקדמיים והאחוריים של העלה, וטכנולוגיה של עיבוד אדפטיבי לפרופיל של כל דיסק העלים [1]. מנועי חוץ כמו T700, מנוע BR715 של שלב ההעלאה, ומנוע EJ200 דיסק עלים אינטגרלי מיוצרים באמצעות שיטת עיבוד זו. גם דיסקי העלים האינטגרליים של מנועי האווירונים הסיניים CJ1000A ו-WS500 מיוצרים באמצעות טכנולוגיית עיבוד CNC בחמשה קואורדינטות. ציור 1 מציג את דיסק העלים האינטגרלי של שלב הראשון של דחיסה כבדה במנוע מסחרי של מנוע אווירון.

טכנולוגיהך טכנולוגיית ייצור עלים ריקים

הFTER של מנוע הטורבו搕an מרוחק מהחדר השרפה, והעומס החום נמוך, אך דרישות המנוע האירודינמי המתקדם עבור יעילות אירודינמית ויכולת למנוע נזק מסביבים זרים מתפתחות כל הזמן. FAN המנוע האירודינמי ביצועי מאמץ TURBINE חסר כתף ובלדה ריקה עם קורד רחב.

האף הפנוי של המבנה הטריאנגולרי שפיתחה חברת לואו הוא לשיפור של האף הסנדוויץ' הדבשוני המקורי. חברת לואו קוראת לו האף הפנוי הדור השני. התהליך הוא להשתמש בתהליך המיזוג슈יפוטי/החיבור (SPF/DB) כדי להפוך את הלוח התלת-כלי התיאני לתוך אף פנוי עם מיתר רחב. החלק הפנוי של האף הוא מבנה טריאנגולרי, שהוא כבר בשימוש על מנועי טרנט של מטוסי בואינג 777 ו-A330. גם בטכנולוגיה לייצור אפים פנויים עם מבנה טריאנגולרי בסין נעשה פריצת דרך (האיור 2 מראה את האף הפנוי והמבנה הטריאנגולרי הפנימי), אך כדי לענות על יישום מהנדסי, יש לבצע עבודה מחקרית רבה בתחום העוצמה, הויברציות, עייפות והופכת תהליכים.

תהליך הייצור של לוח חלול הוא כדלקמן: קודם כל, יש להכין 3 לוחות MADE מטיטניום ואלומיניום ולהניח אותם בשכבות העליונה, התיכונה והתחתונה. השכבה התיכונה היא הלוח המרכז, השכבות העליונה והתחתונה הן לוח הבסיס ולוח הגב של העלה בהתאמה. לאחר מכן, החרוטים החלולים של המניפן נוצרים על ידי שלושה לוחות MADE מטיטניום לאחר הסרת שמן וטיהור בסידור, תוספת חומר ביניים בשכבה התיכונה, דיווח על חיבור טיטניום, חימום במold, טיהור ארגון, חיבור הפיזי, ייצור סופר-פלסטיק, קירור עם妒nace, כיבוס פנים, עיבוד שורש העלה ועיבוד הקצוות של הכניסה והיציאה, בדיקת חרוט ועוד [2] ייצור סופר-פלסטיק/חיבור הפיזי (SPF/DB).

טכנולוגיהכנולוגיה ייצור מסובך לבלמים

המכל הוא אחד מרכיבי המפתח של מנוע אוויר, המכל מתפקד במהירויות גבוהות של אלפי RPM במשך זמן רב, Además עליו לעמוד בכוח הצנטריפוגלי העצום שנוצר מהסיבובים המהירים של רוטור המנוע ובתנאים שונים של לחץ, חיכוך וטמפרטורות על-גבוה. איכותו והופעתו של המכל ישפיעו ישירות על הביצועים, החיים, הاعتمادية והבטיחות של הטיסה של המנוע. פיתוח ייצורם של מכולות מתקדמות קשור קשר הדוק למחקר בין תחומי מדעי המגע, תורת השמירה, טריבולוגיה, עייפות ונזק, טיפול حراري וארגון החומרים, ועוד חייבים לפתור מגוון רחב של בעיות טכניות בתחומים כמו עיצוב, חומרים, ייצור, ציוד ייצור, בדיקות ושימוש בשומן ושימורים.

בזמננו, מחקר ופיתוח, ייצור ומכירותjualan של דרכונים מתקדמים הם בעיקר בידיהם של חברות ייצור דרכונים במדינות מערביות כמו Timken, NSK, SKF ו-FAG. טכנולוגיית ייצור מנועיaviaircraft של סין מאחור, והכשרון הייצור והרמה הפיתוחית של חברות הייצור המקומיות לא מסוגלות לספק דרכונים מתקדמים מתאימים למנועיaviaircraft מתקדמים בסמוך. דריכה הפכה להר "האוורסט" שקשה לעבור בהנדסת מנועיaviaircraft בסין, מה שמצר את פיתוח המנועים המתקדמים של סין.

טכנולוגיהecnologiyya shel תבליט אבקה

דיסק טורבינה של מנוע אווירי נתון לשליל של טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה, תנאים עבודה קשים, תהליך הכנה מורכב וקושי טכני, מה שהפך אותו לאחד מהקשיים בפיתוח המנועים בסין. סופר-אלויים בצורת אבק נפוצים במנועי אוויר מתקדמים בחו בחוץ בגלל התכונות המכניות המצוינות שלהם והביצוע טוב של תהליך חום וקור. ייצור דיסק טורבינה מסופר כולל סדרה של טכנולוגיות ייצור מפתח כמו פיתוח חומרים, כיווץ התאמה, הכנת אבק וטיפול בו, לחץ איזוטרופי חם, יציקת חום איזותרמית, טיפול חום, ובדיקה והערכה מדויקות מאוד, וכו'. זה נושא את הטכנולוגיה היוצרת המפתחית בלתי נפרדת לייצור מנועי אוויר מתקדמים. מגמת המחקר החיצוני על דיסק טורבינה מסופר היא לפתח מדיסק טורבינה בעוצמה גבוהה לדיסק טורבינה שמחזק נזקים מבחינת הביצועים בשימוש, והתהליך של אבק להפוך לאבק טהור ודק במיוחד. בנוסף ללחיצה איזוטרופית חמה, גם תהליכי יציר של ציפוי ויציקה איזותרמית מתפתחים. בסין, מכון בייג'ינג לחומרים תעופה פיתח מגוון רחב של דיסקי טורבינה מסופר למנועי אוויר, שפתר את הבעיות הטכניות המפתח של דיסקי טורבינה מסופר למנועי אוויר מתקדמים, אך הבעיה של ייצור הנדסי של דיסקי טורבינה מסופר עדיין לא פתורה לחלוטין.

טכנולוגיית ייצור חומרים מרובקים

טכנולוגיהטכנולוגיית חומריםposite נמצאת בשימוש רחב במנועי אוויר מתקדמים. כדי לענות על הצרכים של פיתוח המנוע LEAP, Sniema אימצה טכנולוגיה של ייצור תלת-ממדי עם תהליך העברה של זפת (RTM) לייצור מעטפות תופים ותלפיות תופים מ-composite. חלקים של מנוע LEAP שמיוצרים בטכנולוגיה RTM הם בעלי עוצמה גבוהה, והמסה שלהם היא רק חצי מהמסה של חלקים מסגסוגת טיטניום בעיצוב זהה. במהלך פיתוח מנוע F119, Pratt & Whitney פיתחה תלפיות תופים עם קשת רחב עם סיבים רציפים SiC מחוזקים במטריקס טיטניום. סוג זה של תלפיה composite יש לו את התכונות של קשיחות גבוהה, משקל קל והגנה מפני התנגשויות, והוא קרוי לתלפיה השלישית עם קשת רחב. כל גלגלים הסובבים של מנוע ה-Turbofan F119 עשויים מאותו חומר. בסין, טכנולוגיית ייצור חומרים composites גם כן נמצאת בשימוש בייצור חלקים של מנועי תעופה, והתקדמות רבה נעשתה בתלפיות תופים מחומרים מחוזקים בחלקיקים TiB2 בתהליך autogenous melting. אך ייצור יעיל של תלפיות תופים מחומרים מחוזקים ב-TiB2, חזקון פני השטח, התנגדות לפגיעות ואיכות הגנה נגד נזק מפריטים זרים הם הקשיים והאתגרים העיקריים להעדר יישום הנדסי של חומרים אלה.