Kodėl orlaivių varikliuose naudojamos integruotos mentės? Jie yra raktas į skrydį!

Orlaivio variklis yra orlaivio „širdis“, taip pat žinomas kaip „pramonės karūnos brangakmenis“. Jo gamyboje integruota daug pažangiausių šiuolaikinės pramonės technologijų, apimančių medžiagas, mechaninį apdirbimą, termodinamiką ir kitas sritis. Kadangi šalys kelia vis aukštesnius reikalavimus variklių veikimui, naujos struktūros, naujos technologijos ir nauji procesai mokslinių tyrimų, plėtros ir taikymo srityse vis dar nuolat meta iššūkį šiuolaikinės pramonės viršūnei. Vienas iš svarbių veiksnių gerinant orlaivių variklių traukos ir svorio santykį yra integruotas mentės diskas.

Bliskų privalumai

Prieš atsirandant vientisam menčių diskui, variklio rotoriaus mentes su rato disku reikėjo sujungti per kaiščius, įpjovų ir veržlių griovelius bei fiksavimo įtaisus, tačiau ši konstrukcija pamažu neatitiko didelio našumo orlaivių variklių poreikių. Integruotas ašmenų diskas, sujungiantis variklio rotoriaus mentes ir rato diską, buvo sukurtas ir dabar tapo būtiniausia didelio traukos ir svorio santykio variklių konstrukcija. Jis buvo plačiai naudojamas karinių ir civilinių orlaivių varikliuose ir turi šiuos privalumus.

1.Svorio netekimas:Kadangi rato disko ratlankio nereikia apdirbti, norint sumontuoti ašmenų įlaidą ir griovelį, radialinis ratlankio dydis gali būti labai sumažintas, taip žymiai sumažinant rotoriaus masę.

2.Sumažinkite dalių skaičių:Be to, kad rato diskas ir peiliai yra integruoti, fiksavimo įtaisų mažinimas taip pat yra svarbi priežastis. Orlaivių varikliams keliami itin griežti patikimumo reikalavimai, o didinant patikimumą didelį vaidmenį atlieka supaprastinta rotoriaus konstrukcija.

3. Sumažinkite oro srauto nuostolius:Pašalinami pabėgimo nuostoliai, atsirandantys dėl tradicinio sujungimo būdo tarpo, pagerinamas variklio efektyvumas, padidinama trauka.

Blizgas, mažinantis svorį ir padidinantis trauką, nėra lengvas „perlas“. Viena vertus, bliskis dažniausiai gaminamas iš sunkiai apdorojamų medžiagų, tokių kaip titano lydinys ir aukštos temperatūros lydinys; kita vertus, jo ašmenys yra ploni, o ašmenų forma sudėtinga, todėl gamybos technologijai keliami itin aukšti reikalavimai. Be to, kai pažeidžiamos rotoriaus mentės, jų negalima pakeisti atskirai, todėl blisteris gali būti išmestas į metalo laužą, o taisymo technologija yra dar viena problema.

Biskių gamyba

Šiuo metu yra trys pagrindinės integruotų peilių gamybos technologijos.

• Penkių ašių CNC frezavimas

Penkių ašių CNC frezavimas yra plačiai naudojamas gaminant blisikus dėl greito reagavimo, didelio patikimumo, gero apdorojimo lankstumo ir trumpo gamybos paruošimo ciklo. Pagrindiniai frezavimo būdai yra šoninis, įleidžiamasis ir cikloidinis frezavimas. Pagrindiniai veiksniai, užtikrinantys sėkmę, yra šie:

Penkių ašių staklės su geromis dinaminėmis savybėmis

Optimizuota profesionali CAM programinė įranga

Įrankių ir taikymo žinios, skirtos titano lydinio / aukštos temperatūros lydinio apdorojimui

• Elektrocheminis apdirbimas

Elektrocheminis apdirbimas yra puikus būdas apdirbti orlaivių variklių integruotų menčių diskų kanalus. Elektrocheminiame apdirbime yra keletas apdirbimo technologijų, įskaitant elektrolitinį rankovių apdirbimą, kontūrinį elektrolitinį apdirbimą ir CNC elektrolitinį apdirbimą.

Kadangi elektrocheminis apdirbimas daugiausia naudoja metalo tirpimo prie elektrolito anodo savybę, taikant elektrocheminio apdirbimo technologiją katodo dalis nebus pažeista, o apdirbimo metu ruošinio nepaveiks pjovimo jėga, apdirbimo karštis ir pan. , taip sumažinant orlaivio variklio integruoto ašmenų kanalo liekamąjį įtempimą po apdirbimo.

Be to, palyginti su penkių ašių frezavimu, elektrocheminio apdirbimo darbo laikas labai sutrumpėja ir gali būti naudojamas grubaus apdirbimo, pusiau apdailos ir apdailos etapuose. Po apdirbimo nereikia poliruoti rankiniu būdu. Todėl tai yra viena iš svarbiausių orlaivių variklių integrinio menčių kanalų apdorojimo plėtros krypčių.

• Suvirinimas

Ašmenys apdorojami atskirai, o po to privirinami prie ašmenų disko elektronų pluošto suvirinimo, linijinio trinties suvirinimo arba vakuuminio kietojo kūno difuzinio sujungimo būdu. Privalumas yra tas, kad jis gali būti naudojamas integruotų ašmenų diskų, kurių ašmenys ir diskų medžiagos nenuoseklios, gamybai.

Suvirinimo procesui keliami aukšti peilių suvirinimo kokybės reikalavimai, kurie tiesiogiai veikia viso orlaivio variklio ašmenų disko veikimą ir patikimumą. Be to, kadangi tikrosios suvirintame diske naudojamų ašmenų formos nėra vienodos, dėl suvirinimo tikslumo apribojimo peilių padėtis po suvirinimo nėra vienoda, todėl norint atlikti individualų tikslų CNC frezavimą, reikalinga prisitaikanti apdorojimo technologija. kiekvienam peiliui.

Be to, suvirinimas yra labai svarbi integruotų peilių taisymo technologija. Tarp jų linijinis frikcinis suvirinimas, kaip kietosios fazės suvirinimo technologija, pasižymi aukšta suvirinimo jungčių kokybe ir geru atkuriamumu. Tai viena iš patikimesnių suvirinimo technologijų, skirtų suvirinti didelio traukos ir svorio santykio orlaivio variklio rotoriaus komponentus.

Blisko taikymas

1. EJ200 lėktuvo variklis

EJ200 lėktuvo variklis iš viso turi 3 pakopų ventiliatorius ir 5 pakopų aukšto slėgio kompresorius. Pavienės mentės prie rato disko privirinamos elektronų pluoštu, kad susidarytų vientisas mentės diskas, kuris naudojamas 3 pakopos ventiliatoriuje ir 1 pakopos aukšto slėgio kompresoriuje. Integruotas mentės diskas nėra suvirintas kartu su kitų pakopų rotoriais, kad būtų sudarytas daugiapakopis vientisas rotorius, o sujungiamas trumpais varžtais. Paprastai kalbant, tai yra ankstyvoje integruotų ašmenų diskų taikymo stadijoje.

2. F414 turboventiliatoriaus variklis

F414 turboventiliatoriaus variklyje 2 pakopų ventiliatoriaus 3 ir 3 pakopose bei 3 pakopos aukšto slėgio kompresoriaus pirmosiose 7 pakopose naudojamos integruotos mentės, kurios apdorojamos elektrocheminiais metodais. GE taip pat sukūrė įmanomą remonto metodą. Tuo pagrindu 2 ir 3 ventiliatoriaus pakopų integruotos mentės suvirinamos, kad būtų sudarytas vientisas rotorius, o 1 ir 2 kompresoriaus pakopos taip pat suvirinamos, taip dar labiau sumažinant rotoriaus svorį ir pagerinant patvarumą. variklio.

Palyginti su EJ200, F414 žengė didelį žingsnį į priekį naudodamas integruotus peilius.

3. F119-PW-100 variklis

3 pakopų ventiliatorius ir 6 pakopų aukšto slėgio kompresorius naudoja integruotas mentes, o 1 pakopų ventiliatoriaus mentės yra tuščiavidurės. Tuščiavidurės mentės yra privirinamos prie rato disko tiesinio trinties suvirinimo būdu ir sudaro vientisą mentę, kuri sumažina šios pakopos rotoriaus svorį 32 kg.

4. BR715 variklis

Dideliuose civiliniuose varikliuose taip pat buvo naudojamas integruotas ašmenų diskas. BR715 variklis naudoja penkių ašių CNC frezavimo technologiją, kad apdorotų integruotą mentės diską, kuris naudojamas antrosios pakopos kompresoriaus kompresoriuje po ventiliatoriaus, o priekiniai ir galiniai integruoti mentės diskai yra suvirinti, kad būtų sudarytas vientisas rotorius. Jis naudojamas Boeing 717.