Pagrindinė technologija, karšta technologija ir pagrindinė technologija, naudojama suderintame oro variklio gamyboje

Santykis tarp traukimo jėgos ir svorio bei santykis tarp galios ir svorio yra svarbiausi techniniai indeksai, naudojami aeroekonomikos išskirtinumo matavimui ir vertinimui. Siekdami padidinti variklio traukimo-svorio santykį daugiau nei iki 10, aeroekonomika tvirtai naudoja naujus medžius ir pritraukia naujas struktūras, kad sumažintų aeroekonomikos komponentų svorį, kartu didindama variklio turbinos priekinę temperatūrą. Tai kelia aukštesnius techninius reikalavimus variklių gamybai ir skatina naujų technologijų aeroekonomikos gamyboje tolesnę kūrimo ir plėtrą. Aukštos našumos aeroekonomikos vystymuisi sukurtos rinktins gamybos technologijos taps arba jau tapo aukštosios gamybos technologijos plėtros linkme. Šiame darbe pateikiama aeroekonomikos pagrindinių gamybos technologijų apžvalga iš trimų aspektų: rinktinė technologija, šiltoji technologija ir pagrindinė technologija. Rinktinė gamybos technologija yra būtina technologija aukštosios našumos aeroekonomikos vystymuisi. Gamybos technologijos „karštasis“ taškas yra technologija, kurią reikia tyrinėti, siekiant pagerinti variklio gamybos efektyvumą ir gamybos kokybę. Pagrindinė gamybos technologija yra technologija, kuria reikia laikomas ir vystytis variklio kūrimo ir masinės gamybos metuose, o ji taip pat atspindi variklio gamybos technologijų lygį ir gamybos galimybes kaip minkštąją galios dalį.

Pagrindinė technologija aviadvaros gamybos

Gaminių technologija iš vienintolinių riedmenų turbininiams lapeliams

Senuoliškų aviadvaros turbinių priekinė temperatūra labai padidėjo, o F119 dvaro turbininė priekinė temperatūra siekia 1900–2050K. Tradiciniu būdu leistomi turbininiai lapieliai tiesiog negali išlaikyti tokios aukštos temperatūros ir net gali išsiliepti, neveikiant efektyviai. Vienintoliniai turbininiai lapieliai sėkmingai išspręsta aukštąsias temperatūras turbininiams lapiams varikliams su stiprumo prie svorio santykiu 10 etapais. Vienintolinių turbininių lapielių puiki aukštųjų temperatūrų išnykimas pagrįstas tuo, kad visame lapielyje yra tik vienas kristalas, taip pašalinant trūkumus tarp granulių ribų, kurie sukasi dėl ekvializacijos ir kryptinio kristalinio struktūros lapielių aukštųjų temperatūrų.

Vienvaizdis gurkšnos palydovas yra variklio dalis, kurios gamyba yra sudėtingiausia, ciklas ilgiausias, kvalifikacijos rodmenys žemiausi, o užsienio blokada ir monopolija yra griežčiausios. Vienvaizdžių gurkšnos palydovių gamybos procesas apima širdies spaudimą, širdies taisymą, širdies sprogdinimą, širdies inspekciją, širdies ir formos derinimą, vosmo formos įdejimą, vosmo X šviesos inspekciją, vosmo sienelės storio matavimą, vosmo tvarkymą, vosmo sujungimą, kristalo ištraukimo sistema ir lietimo rato derinimą, barvo sandėlio pašalinimas, skilties džiovėjimą, skilties devojacinimą, skilties kviečiamąjį, lapo lietimą, vienvaizdžio solidifikavimą, skilties pušimą, pradinę inspekciją, fluorescencijos inspekciją, širdies pašalinimą, šleifavimą, stygos plotio matavimą, lapo rentgeno inspekciją, rentgeno filmo inspekciją, profilio inspekciją, tiksliai suplanuotą lapą, lapo sienelės storio matavimą ir galutinę patikrą gamybos proceso metu. Be to, reikia baigti gurkšnos palydovo investicinių judejimų formos projektavimą ir gamybą.

Šiuo metu tik kelios pasaulyje esančios šalys, tokios kaip JAV, Rusija, Jungtinė Karalystė, Prancūzija ir Kinija, gali gaminti vienkratinių kristalų turbininius lopius. Paskutiniuose metais Kinijoje buvo padarytas didelis pažangos žingsnis vienkratinių kristalų turbininių lopių gamyboje. Iškilo vienkratinių kristalų turbininių lopių, skirtų varomajam jėgai svorio santykiui 10 etapų varomajam motoriui, o aukštos jėgos ir svorio santykio turbosakiniams jau pradėta masinprodukcija.

Viso lopio disko aukštos našumos, aukštos tikslumo ir mažos kainos apdorojimo technologijos

Integralinės lopų ir diskų technologijos taikymas skatina oro variklio konstrukcijos dizaino inovacijas ir gamybos procesų šokį, siekiant mažinti variklio svorį ir padidinti efektyvumą, bei pagerinti variklio veikimo patikimumą. Tuo pačiu, dėl lopų storumo, didelio išlenkimimo ir aukštos našumų aerodinaminio dizaino, kyla problemos su blogu lopų sunkumu, jie lengvai deformuojasi ir yra sudėtingai valdomi; tarp lopų esantis siauras ir giliai esantis srautų kanalas daro lopų ir disko technologijų realizavimą sunkiu. Aukšto stiprumo medžiai, tokie kaip titaninės aliejiaus ir superaliejiaus, yra sunkiai pjautos ir turi mažą pajamumą. JAV ir Jungtinė Karalystė pradėjo taikyti naują vieningą diską varikliams 1980-aisiais, o Kinijos vieningasis diskas technologija pradėta apie 1996 metus.

Integralinės lėlių-disko technologijos taikymas skatino varomojo elemento struktūros integracijos technologijų vystymąsi. Sekmingai buvo pritaikyti šakninių integralinių lėlių-diskų su bubenu konstrukcijos, lėlių diskai su ašimi, disko-bubeno-ašies deriniai, uždari lėlių diskai su juosta, taisyklingo rectifier stator ring lėlių diskai ir dviejų ar daugiau etapų lėlių diskų kombinacijos naujų oro variklių kūrimo procese. Pagrindu aksoalinio disko ir centrifuginio šilpovo sukurti didelės ir mažos lėlių struktūros diskai bei požadinis srautinis kotiledonų diskas.

Kadangi vienvietraštis lėkimo diskas buvo pritaikytas aukštos našumo oro varomosios varžos, vienvietraščiojo lėkimo disko gamybos technologija tobulėjo ir vystėsi. Šiuo metu vienvietraščiojo lėkimo disko apdorojimo procesas pagrindiniu būdu apima penkis rūšių procesų metodus: nuostolių vosos tikslus fondininkystės vienvietraštis lėkimo diskas, elektroninio spindulio suvienodinimas vienvietraštis lėkimo diskas, elektrokemijos apdorojimas vienvietraštis lėkimo diskas, tiesinis trikčių suvienodinimas vienvietraštis lėkimo diskas ir penkių koordinačių CNC gaminančios mašinos apdorojimas vienvietraštis lėkimo diskas.

Penkių koordinačių CNC staliuko gamybos procesas, naudojamas integruoto lapo diskų gamybai, yra anksčiausiai pradėtas, plačiausiai taikomas inžineriniuose projektuose ir turi aukšto techninio išsivystymo lygį viduje Kinijos oro variklių integruotų lapo diskų gamybos proceso. Tarp jų, šios technologijos kūrimo ir taikymo raktas yra šliuzavimo ir šliuzavimo technologija, simetrinės spiralės milžinimo lopų profilio galutinės apdirbros technologija, lopų priekinio ir galinio krašto apdirbros klaidos kompensacijos technologija bei viso integruoto lapo disko profilio adaptacinės apdirbros technologija [1]. Užsienio T700 variklis, BR715 variklio prieplaukio etapas, EJ200 variklio integruotas lopo diskas naudoja šią apdirbros metodą gaminti ir gaminti, o Kinijos CJ1000A, WS500 ir kitų oro variklių integruoti lopo diskai taip pat yra gamomi naudojant penkių koordinačių CNC apdirbros technologiją. Paveiksliuke 1 parodytas pirmasis etapas Kinijos gaminto commercialinio oro variklio aukštos slėgio sukurimo integruoto lopo disko.

Tuščiųjų lopų gamybos technologija

Turbofan variklio dūdėja yra toli nuo degimo kameros, o šiluminis apkrovimas yra mažas, tačiau aukštesnių reikalavimų dėl jos aerodinaminės efektyvumo ir gebėjimo užkirsti kelią išoriniam objektui sukelti žalos visiškai pagerėjo. Aukštos našumo oro variklio dūdėjė turi platus hordą, neturi ramplių ir yra tuščia.

Tušinės ventilatoriaus lopos, kurias sukūrė Luo Luo kompanija, turinčios trikampio traukinio struktūros yra patobulinimas prieš tai naudojamų bitinių sandvičo lopų. Luo Luo kompanija vadinasi ją antrąja kartu tušinėmis ventilatoriaus lopomis. Technologija yra naudoti superplastinę formavimo/difuzijos jungties (SPF/DB) derinių metodą, kad būtų padaryta 3 slapyvardžių titanio aljanso plokštė į plačią cordą tušinę ventilatoriaus lopą. Lopos tušinė dalis yra trikampio traukinio struktūra, kuri jau yra naudojama „Trent“ varikliuose Boeing 777 ir A330 oro linijų transportoje. Kinijoje taip pat buvo padarytas pertraukimas trikampio traukinio struktūros tušinėse ventilatoriaus lopoms gamybos technologijoje (2 paveiksle rodoma tušinė ventilatoriaus lopa ir vidinė trikampio struktūra), bet norint atitikti inžinerijos programą, reikia atlikti daug stiprumo, svyravimų, išlaidų testų ir technologijos optimizavimo tyrimų darbų.

Gaminto hollow lopų procesas yra toks: Pirmiausia reikia paruošti 3 titanio lygos plokštės ir surikiuoti jas viršuje, viduryje ir apačioje. Vidurinė sluoksnis yra branduolinė plokštė, viršutinis ir apatinis sluoksniai yra lapo dėžė ir lapo galvo plokštė atitinkamai. Tada trys titanio plokštės sujungiamos į ventilatoriaus tuštą lopą po naftos šalinimo ir rūkyto, tarpiniame sluoksnyje užtvaromas fluxas, tikrinamas titanio plieno suvilkimas, formuojamas šablonas, atlikama argono purifikacija, difuzinis jungimas, superplastinė formavimo, šilumos suvaldyta ištempta forma, paviršiaus valymas, lapo šaknies ir įėjimo/ išėjimo kraštų apdorojimas, lopų inspekcija ir kitos procedūros [2] superplastinė formavimo/difuzinis jungimas (SPF/DB).

Aukštos klasės riebalų gamybos technologija

Krintuvas yra vienas iš pagrindinių aero variklio komponentų. Krintuvas dirba dideliu greičiu, kai pasiekia tūkstančius RPM ir veikia ilgą laiką, tuo pačiu prisitaikant prie variklio rotoriaus aukštojo speižimo sukamosios jėgos, įvairių slėgių, trikčių ir ultraaukštų temperatūrų poveikio. Krintuvo kokybė ir savybės tiesiogiai paveikia variklio našumą, gyvenimą, patikimumą ir skrydžio saugumą. Aukštos klasės krintuvių kūrimas ir gamyba yra giliai susiję su tarptakomis mokslinėmis sritymis, tokiais kaip kontaktinė mechanika, smarkymo teorija, tribologija, sprendulių ir žalos tyrimai, šiluminis apdorojimas ir medžiagos struktūra ir kt., be to, reikia spręsti daug techninių problemų, susijusių su projektavimu, medžiagomis, gamyba, gamybos įranga, testavimu, smarkluviais ir smarkymu.

Šiuo metu, aukštos klasės riečių tyrimas ir vystymasis, gamyba ir prekyba yra esanti monopolizuotos vakarinių šalių riečių gamybos įmonėmis, tokios kaip Timken, NSK, SKF ir FAG. Kinijos oro variklių gamybos technologija yra atostoguota, o vietinių riečių gamybos įmonių gamybinis pajėgumas ir plėtros lygis negali krąsnąją tris pateikti aukštos klasės riečių tinkamų moderniems oro varikliams per trumpą laiką. Riečiai taps „Everesto“ kalnu, kurį Kinijos oro variklių tyrimo ir vystymo srityje sunku pertekti, kas griežtai apriboja Kinijos aukštos našumo oro variklių vystymąsi.

Pulverinio turbinos dėklo gamybos technologija

Gazo gamybos variklio rato diskas yra pateiktas aukštos temperatūros ir aukšto streso sumaišymui, griežtomis darbo sąlygomis, sudėtingu paruošimo procesu ir techniniu sunkumais, dėl kurių jis taps vienu iš sunkumų, sukuriančių variklių Kine. Užsienio šalyse pavidaliniai superaljauliai yra plačiai naudojami aukštos našumo oro varikliuose dėl jų puikių mechaninių savybių ir geros karštųjų ir šaltųjų procesų veiksmo. Pavidalinio ratelio gamyba apima seriją pagrindinių gamybos technologijų, tokias kaip medžiagų kūrimas, aljauto lydymas, pavidalio paruošimas ir apdoroti, karšta izostatinė spauda, izoterminis ligtinimas, šiluminė apdorojimo ir aukštos tikslumo aptikimas bei vertinimas ir kt. Tai neatsiejama nuo aukščiausios klasės oro variklių gamybos. Užsienio pavidalinio ratelio tyrimo tendencija yra kelti jį iš aukštos stiprumo ratelio į žalos tolimesniems rateliams, kalbant apie jų našumą, o pavidalinio proceso linkme – į viršutinę grynąją smulkiąją pavidalinę. Be to, karšta izostatinė spauda, ištraukimo formavimas ir izoterminis ligtinimas taip pat yra tobulinami. Kinijoje, Pekino oro medžiagų institutas sukūrė daugybę oro variklių pavidalinio ratelio diskų, išspręsdamas pagrindinius gamybos techninius problemas aukščiausios klasės oro variklių pavidalinio ratelio diskams, nors visiškai nesprendžiamas yra inžinerinė pavidalinio ratelio gamybos problemos.

Sudėtingojo medžiago gamybos technologija

Sudėtinio medžiagos technologija jau plačiai yra naudojama aukštos našumo oro varikliuose. Norint atitikti LEAP variklio plėtrą, Sniema taiko 3D sujungimo resinų perleidimo modeliavimo (RTM) technologiją, kad gamintų sudėtingas variklio apvalkes ir sudėtingas variklio lapus. LEAP variklio dalys, pagamintos naudojant RTM technologiją, turi aukštą stiprumą, o masė yra tik du kartus mažesnė nei tos pačios konstrukcijos titaninės dalelės masė. F119 variklio kūrimo metu Pratt & Whitney sukūrė nuolatinį SiC šiuojo pripildytą titaninis matricinės junginių platus lankelis variklio lapus. Tokie junginiai lapai turi aukštą skraidymo galimybę, lengvumą ir smūgio išsigavimą, vadinamas trečio kartos platuju lankeliu variklio lapiu. F119 turbininis variklis 3 etapai variklio rotorius visi yra pagaminti iš šios medžiagos. Kinijoje, sudėtingos medžiagos gamybos technologija taip pat buvo pritaikyta orinių variklių dalių gamybai, o autogeninio TiB2 dalelių pripildytas aliuminio matricinės junginių variklio lapai padarė didžiulę pažangą. Bet TiB2 dalelių pripildytas aliuminio matricinės junginių variklio lapo efektyvus apdorojimas, apdorojimo paviršiaus stiprinimas, antvarnavimo savybės ir užsienio daiktų žalos prevencija yra pagrindinės ir sunkiai įgyvendinamos šios medžiagos variklio lapo inžinerinės studijos.