Analīze par turbīnas loksņu attīstības vēsturi, tirgus stāvokli un attīstības tendences

Attīstības vēsture un tendences raketņu loksnes

Raketņu loksnes ir sadalītas divās kategorijās: raketņu vadloksnes un raketņu darbloksnes.

Galvenā raketņu vadloksņu funkcija ir izpausēt gaisa plūsmas virzienu no degvielas komorām. Materiāla darbības temperatūra var sasniegt vairāk nekā 1 100 ° °C, un spiediens, ko piedzīvo raketņu vadloksnes, parasti nepārsniedz 70MPa. Šis komponents bieži tiek novērts tāpēc, ka liela termiskā spiediena dēļ rodas deformatīva, termiskās noguruma sprādziņas, kas izraisītas temperatureņu pārmaiņām, un sagāžas, kas izraisītas vietējām pārmērīgām temperatūrām.

Raketņu loksnes atrodas raketvarmajas motorā ar augstāko temperatūru, sarežģītāko spiediena situāciju un sliktāko vidi. Šim komponentam jāiztur augstas temperatūras un liels centrifugālais un termiskais spiediens. Temperatūru, ko tas iztur, var sasniegt no 50 līdz 100 °C zems attiecīgajiem turbinas līdzjūtības loksnes, taču, kad ritē ar augstu ātrumu, aerodinamiskās spēka un centrifugālspēka ieteklē spriegums loksnes virsotnē sasniedz 140 MPa, bet sakne sasniedz 280-560 MPa. Turbinas loksnes struktūras un materiālu nepārtrauktā uzlabošanās ir kļuvusi par vienu no galvenajiem faktoriem aviācijas motoru uzvedības uzlabošanai.

Turbinas loksnes, turbinas ass, turbinas disks un citas komponentes kopā veido aviācijas motora turbinu. Turbina ir spēkavietu avots, kas pārvalda kompresoru un citus pielikumus. Turbīnu var sadalīt divos komponentos: rotors un stators:

Turbinas rotoris: Tas ir veselums, kas sastāv no turbinas loksnes, riteņiem, ass un citiem uz ass montētiem rotējošajiem daļām. Tas atbild par to, lai aizsūtītu augsttemperatūras un augstspiediena gaisa plūsmu degļos, lai uzturētu dzinēja darbību. Turbinas rotoris strādā augstā temperatūrā un ar augstu ātrumu, pārvadājot lielu spēku, tāpēc viņa darba apstākļi ir ļoti smagi. Strādājot augstā temperatūrā, turbinas rotorim jāiztur ļoti liela centrfugālspēka ietekme, un tas arī pakļauts aerodinamiskās momenta ietekmei utt. Augstā temperatūra samazinās turbinas loksnes materiāla galējo stiprumu un arī var izraisīt materiāla kriepšanas un izmūšanās procesus.

Turbinas stators: Tas sastāv no turbinas vadības loksnes, ārējā un iekšējā pieringe. Tas ir fiksēts uz korpusa, un tā galvenā funkcija ir gaisa plūsmas attīrīšana un norīkošana nākamajam turbinas rotoram, lai atbilstu turbinas darbības loksnes ātruma trijstūrim.

Lai uzlabotu veiktspējas rādītājus, piemēram, spēka svars attiecībā uz smaguma proporcijām, nepārtraukti pieaug prasības gaisa kuģu motora un gāzes turbīnu loksnes tolerancē pret augstiem temperatūras un vēja ātrumu. Galvenajos gaisa kuģu turbofan motoros turbine, kas pārvietojas ar kompresoru, var sasniegt maksimāli

Gaisa straume, kas ienāk turbinas motorā, griežas ar tūkstošiem ciklu sekundē. Gaisa kompresorā tiek pakāpeniski pieaugināta spiediens. Dažstupeņu kompresora spiediena attiecība var sasniedzt vairāk nekā 25. Pakāpeniski pieaugošais gaisa spiediens ienāk motora degvielas kamerā, kur tiek sajaukts ar degvielu un deg. Degvielas flams ir jādeg stabi lielā spiediena gaisa straumē, kas virzās ar vairāk nekā 100 m/s ātrumu.

Augstas temperatūras un augstas spiediena gāzes plūsmas no degšanas kameras pārvieto turbinas loksnes tūkstošiem līdz desmitiem tūkstošiem apgriezieniem minūtē. Parasti pirms turbīnas temperatūra pārsniedz materiāla izmeltīšanās temperatūru. Darbības laikā modernu motoru turbinas loksnes parasti ir spiestas izturēt temperatūras līdz 1600~1800 °C , vēja ātrumus aptuveni 300 m/s un tos izraisīto milzīgo gaisa spiedienu.

Turbinas loksnes jāstrādā uzticami tūkstošiem līdz desmitiem tūkstošiem stundu tik sliktā darba vides apstākļos. Turbinas loksnes ir sarežģīti profili un tiek izmantotas daudzas uzlabojumu ražošanas tehnoloģijas, piemēram, virzieniskā solidifikācija, pulvermetaloģija, sarežģītu tukšumu loksnu investīciju lietojums, sarežģītu keramisko šķēpu ražošana un mikrocauru apstrāde.

Gāzturīnu loksnes ir viena no komponentiem, kas ietilpst "divu mašīnu" veidošanā, kurai nepieciešami visvairāk ražošanas procesi, garākais cikls un zemākais procentuālais apjoms. Sliktu tukšu gāzturīnu loksņu izgatavošana ir kļuvusi par galveno tehnoloģiju pašreizējā "divu mašīnu" attīstībā.

Tirgus stāvoklis un attīstības tendences

Loksnes aviācijas dzinējos un gāzdzinējos galvenokārt ietver vējradas loksnes, gāzturīnu loksnes un kompresora loksnes, no kuriem gāzturīnu loksņu vērtība veido aptuveni 60% no kopējās loksņu izmaksas. Salīdzinot ar vējradas loksnēm, gāzturīnu loksņu pamateriāli ir dārgāki un grūtāk apstrādāmi.

Kā svarīgs karostabuļas komponents, turbinas loksnes prasa izmantot augsttemperatūras aliešu materiālus. To izlaidēšanas tehnoloģijai ir jāatbilst augstiem prasību līmeņiem, un daži metālu minerāli ir reti. Taisnojot uz ražošanas procesu, turbinas loksnes parasti tiek izgatavotas ar investīciju lietojumu, lai sasniegtu tumšus sienis un sarežģītus dzesēšanas konstrukcijas. Ražošanas grūtības ir nozīmīgi augstākas nekā citu loksņu gadījumā.

Piemēram, CFM56 aviācijas motory, kas plaši tiek izmantoti Boeing 737 serijās un Airbus 320 serijās, satur vairāk kā tūkstoš turbinas loksnes, katras cenas pārsniedz 10 000 jūanu. Dažu daļu turbinas loksņu vienprātība pat pārsniedz 100 000 jūanu.