Galvenā tehnoloģija, karsta tehnoloģija un pamattehnoloģija avancētu aviācijas dzinēju ražošanai

Attiecība starp spēku un svaru, kā arī attiecība starp jaudu un svaram ir svarīgākie tehniskie indeksi, kas izmēra un novērtē aerojūgu uzlabojumus. Lai sasniegtu motora spēka-svara attiecību vairāk nekā 10, aerojūga motoram nepārtraukti tiek izmantotas jaunas materiālu un ieviestas jaunas struktūras, lai samazinātu aerojūga komponentu svārstību, vienlaikus lielā mērā palielinot motora gurdiņas priekšmetu temperatūru. Tas uzdod augstākas tehniskās prasības ražošanas procesam un veicina jaunu tehnoloģiju neatlaidīgo parādīšanos un attīstību aerojūgu ražošanā. Augstas efektivitātes aerojūgu izstrādei izstrādātas daudzas būtiskas ražošanas tehnoloģijas, kas var kļūt vai jau ir kļuvušas par virzieniem attīstībai avancētās ražošanas tehnoloģijās. Šajā rakstā tiek ieviestas trīs aspekti aerojūgu galvenās ražošanas tehnoloģijas: būtiskās tehnoloģijas, karstās tehnoloģijas un pamattehnoloģijas. Būtiskās ražošanas tehnoloģijas ir obligātās tehnoloģijas augstas efektivitātes aerojūgu izstrādei. Karstās ražošanas tehnoloģijas ir tehnoloģijas, ko ir jāpēta, lai uzlabotu dzinēja ražošanas efektivitāti un kvalitāti. Pamattehnoloģijas ir tehnoloģijas, kas ir jāuzkrāj un attīsta motoru izstrādes un masveida ražošanas laikā, un tās atspoguļo dzinēju ražošanas tehnoloģiju līmeņa un ražošanas spējas 'meklējamo spēku'.

Galvenā tehnoloģija lidmašīnu motora ražošanai

Ražošanas tehnoloģija vienkrājuma gurķa riteņa loksnes

Modernā lidmašīnu motoru gurķa priekšējā temperatūra ir bijusi lielākā mērā paaugstināta, un F119 motora gurķa priekšējā temperatūra sasniedz 1900~2050K. Tradicionāli izgatavotās gurķa loksnes vienkārši nevar izturēt tik augstu temperatūru un pat var tikt izcirtas, nespējot efektīvi strādāt. Vienkrājuma gurķa loksnes veiksmīgi risina augstas temperatūras pretestības problēmu motoru ar spēka svars attiecību 10 stāžu gurķa loksnes. Vienkrājuma gurķa loksņu ērtā augstas temperatūras pretestība galvenokārt atkarīga no tā, ka visā loksne ir tikai viens kristāls, tādējādi novēršot trūkumus augstas temperatūras īpašībās starp kristāla robežām, kas izraisītas ekviasāxuālo un virziena kristālu struktūras dēļ.

Viens kristāls turbīnas loks ir dzinēja daļa ar visvairāk ražošanas procesiem, garāko ciklu, zemāko kvalifikācijas likmi un striktu ārvalstu blokādi un monopolu. Vienu kristālu turbīnas loksa ražošanas process ietver: kačiņu nospiešanu, kačiņu labošanu, kačiņu siltināšanu, kačiņu pārbaudi, kačiņu un formas sakarību, vokslforma injekciju, vokslformu X gaismas pārbaudi, vokslformu mūra biezuma noteikšanu, vokslformu apstrādāšanu, vokslformu kombinēšanu, kristāla izvilkošanas sistēmu un ieliejamo spraugu kombinēšanu, krāsojumu un smilšu noņemšanu, skurušanas sausināšanu, skurušanas degļu noņemšanu, skurušanas apdegšanu, lapas ieleju, vienu kristālu solidificēšanu, skurušanas blāzmaņu noņemšanu, prelimināro pārbaudi, fluorescences pārbaudi, kačiņu noņemšanu, šleifēšanu, horda platumu mērīšanu, loksa X gaisma pārbaudi, Rontgen filmas pārbaudi, profila pārbaudi, precizēto loksu, loksa mūra biezuma noteikšanu un finālo pārbaudi ražošanas procesā. Turklāt nepieciešams veikt turbīnas lokas investīcijas formu dizainu un ražošanu.

Pašlaik tikai dažas valstis pasaulē, piemēram, ASV, Krievija, Lielbritānija, Francija un Ķīna, spēj ražot vienkrājainus turbīnas loksnes. Pēdējos gados Ķīnā sasniegts liels progress vienkrājainu turbīnas loksņu ražošanā. Ir izstrādātas vienkrājainās turbīnas loksnes ar spiediena attiecību 10 stāvokļa motoriem, un masveidā tiek ražotas augstas jaudas un vieglas turbosaus motoru vienkrājainās turbīnas loksnes.

Augsta efektivitāte, augsts precizitātes līmenis un zema izmaksu tehnoloģija integrālā loksņu diska apstrādei

Integrālās lopu un diska tehnoloģijas piemērošana veicina aviācijas dzinēju struktūras dizaina inovācijas un ražošanas procesa uzlabošanu, sasniedzot mērķi svarā samazināt un efektivitāti palielināt dzinēja darbību, kā arī uzlabojot dzinēja darbības uzticamību. Tieslaicīgi, lopu smalkais biežums, liela izliekuma un augsta efektivitātes gaisa dinamikas dizains rada problēmas ar lopu starpīgumu, vieglu deformāciju un grūtībām kontroles jomā; smalkie un dziļi gaisa plūsmas kanāli starp lopām padara lopu un diska apstrādes tehnoloģiju realizāciju par grūtu. Augstas stipruma materiāli, piemēram, titanmetālu un superaljūmi ir grūsti šķērst un to apstrāde notiek ar zemu efektivitāti. Vienotas diskas tehnoloģijas jaunajos dzinējos tika sāktas piemērot ASV un Lielbritānijā 80. gadu sākumā, savukārt Ķīnas vienotas diska tehnoloģija tika sākta attīstīt aptuveni 1996. gadā.

Integrālās loks-krāsu tehnoloģijas piemērošana ir veicinājusi dzinēju komponentu struktūras integrācijas tehnoloģiju attīstību. Kopa ar barieriem, loks-krāsu kombinācija ar ass, krāsu-bariera-ass savienojums, aizvērtā loks-krāsu struktūra ar apakšu, regulētāja statora riņķa loks-krāsu un divu vai vairāku posmu loks-krāsu kombinācija ir sekoties jaunu aviācijas dzinēju attīstībā. pamata virziena diska un centrifužas impelera izstrādājumā tiek izveidotas lielo un mazo lokšu struktūras diski un slēpošanas cēlumu diski.

Kopš monolītiskais līstājskaņu diskus tiek izmantots augstas efektivitātes gaisa dzinējos, monolītiskā līstājskaņu diska ražošanas tehnoloģija ir attīstījusies un uzlabojusies. Pašlaik monolītiskā līstājskaņu diska apstrādes procesam galvenokārt piemīt 5 dažādas apstrādes metodes: zaudējamo vosku precizitātes litīšana ar monolītisko līstājskaņu diskus, elektrona staru savienošana ar monolītisko līstājskaņu diskus, elektrokimiskā apstrāde ar monolītisko līstājskaņu diskus, lineārās trīcēšanas savienošana ar monolītisko līstājskaņu diskus un piekoordinātu CNC mašīnas rīku apstrāde ar monolītisko līstājskaņu diskus.

Pieciem koordinātu CNC radītājmašīnas apstrādes integrālā lapas diska ražošanas process ir agrākākais, plaši piemērotais inženierzinātniskais risinājums un ar augstu tehnoloģiju izpildes līmeni vietējā aviācijas motoru integrālo lapas disku ražošanā. No tiem galvenais aspekts šīs tehnoloģijas attīstībai un pielietojumam ir šķelšanas un šķelšanas tehnoloģija, simetriskās spiralveida riteņa profila apstrāde, lapas priekšgala un mugurkanta apstrādes kļūdu kompensācijas tehnoloģija un visu lapas disku profilu adaptīvā apstrādes tehnoloģija [1]. Vienotie motory, piemēram, T700, BR715 un EJ200 integrālie lapas diski tiek ražoti, izmantojot šo apstrādes metodi, un Ķīnas CJ1000A, WS500 un citi aviācijas motoru integrālie lapas diski tiek ražoti, izmantojot piecu koordinātu CNC apstrādes tehnoloģiju. Attēls 1 parāda pirmā stāva integrālo lapas diskus, kas ražoti Ķīnā komerciālajiem aviācijas motoru augstspiediena kompresoriem.

Tukls lapas ražošanas tehnoloģija

Turbofan dzinēja vētra atrodas tālu no degvietnes un siltuma slodze ir zema, tomēr augstākajiem aviācijas dzinējiem attiecībā uz to aerodinamisko efektivitāti un spēju novērst ārējo objektu bojājumus tiek nepārprotami paaugstinātas prasības. Augstas izturības aviācijas dzinēja vētra ir ar plašu hordu, bez pleca un tukls vētra.

Tukšinājuma ventilatora loks ar trijstūra karkasa struktūru, ko izstrādāja Luo Luo kompānija, ir uzlabojums salīdzinājumā ar iepriekšējo šķiedras staru loku. Luo Luo kompānija to dēvē par otrajā paaudzē tukšinājuma ventilatora lokam. Tehnoloģija paredz izmantot superplastiskā formēšana/difuzijas savienojumu (SPF/DB) kombinēto procesu, lai veidotu 3-līmeņu titanmetālu plāksni, kas transformējas par plašu hordu tukšinājuma ventilatora lokam. Loka tukšinājuma daļa ir trijstūra karkasa struktūra, kas jau tiek izmantota Trent dzinējos Boeing 777 un A330 lidmašīnu modeliem. Ķīnas tehnoloģijā tukšinājuma ventilatora loka ražošanai ar trijstūra karkasa struktūru ir sasniegts pārbaudes posms (2. zīmējums parāda tukšinājuma ventilatora lokas un iekšējo trijstūra struktūru), tomēr, lai atbilstu inženieru prasībām, joprojām ir nepieciešams veikt daudz spēcības, vibrāciju un noguruma testus, kā arī procesa optimizācijas pētījumus.

Gatavošanas procesu tukšā loksnes izstrādāšanai ir šāds: Pirmkārt, jāgatavo 3 titanāljas plāksnes un tās jānovieto augstākā, vidējā un apakšā esošajā slānī. Vidējais slānis ir bāze, virsū un apakšā esošie slāņi ir lapas pamats un aizmugurējā plāksne atbilstoši. Tad gredzena tukšās loksnes tiek veidotas no trim titanāljas plāksnēm pēc olējuma noņemšanas un skābekļašķiedrēšanas, starpnieka slāņa fluksa pārbaudes, titanāljas plāksņu savilkšanas, formas uzmiegšanas, argona tīrīšanas, difuzijas savienojuma, superplastiskās formēšanas, uzkrāšanas ar krāsu, virsmas mazgāšanas, lapas saknes un ieejas un izvades malu apstrādes, lapas pārbaudes un citu procedūru [2] superplastiskās formēšanas/difuzijas savienojums (SPF/DB).

Augstākā līmeņa ķēde izstrādāšanas tehnoloģija

Veiduli ir viens no galvenajiem komponentiem aviolokā, kurā veidule strādā ar tūkstošiem revolūciju par minūti ilgu laiku un arī turpmāk piedzīvo lielu centrifugālo spēku un dažādas formu spiediena spriedzienu, triksni un ultrahotu temperatūru ietekmi, ko radījusi dzinēja rotora augstas ātruma pagriešanās. Veidulju kvalitāte un uzvedība tieši ietekmē dzinēja uzvedību, mūžgaitu, uzticamību un lidostu drošību. Augstas klases veidulju izstrāde un ražošana ir cieši saistīta ar starpdisciplināro pētījumu, kas attiecas uz kontaktmechaniku, smaržošanas teoriju, triboģeoloģiju, noguru un zaudējumu, termiskās apstrādes un materiālu organizāciju, kā arī jāatrisina liels skaits tehnikas problēmu projektēšanā, materiālos, ražošanā, ražošanas iekārtās, testēšanā un testēšanā, smaržā un smaržošanā.

Pašlaik augstas kvalitātes ķēdeņu pētījumu un attīstību, ražošanu un pārdošanu pamatīgi monopolizē ķēdņu ražotāji no Rietumu valstīm, piemēram, Timken, NSK, SKF un FAG. Kīnas lidmašīnu dzinēju ražošanas tehnoloģijas ir aizvienotas, un mūsu valsts ķēdņu ražotāju ražošanas spēja un attīstības līmenis nevar savlaicīgi nodrošināt augstas kvalitātes ķēdnes, kas piemērotas jaunākajiem lidmašīnu dzinējiem. Ķēde ir kļuvusi par "Everestu", kas grūti jāpārkāpj Kīnas aviācijas dzinēju pētījumos, kas lieliski ierobežo augstas uzvedības aviācijas dzinēju attīstību Kīnā.

Pulvera turbīnslieksna ražošanas tehnoloģija

Gases motora turbinas diskam tiek uzlikti augstā temperatūras un augstas spiediena superpozīcijas, smagi darbības apstākļi, sarežģīta pagatavošanas process un tehniskie grūtumi, kas ir kļuvuši par vienu no grūtībām gaisa motoru attīstībā Kīnā. Ārvalstīs pēdējā laikā tika plaši izmantoti pulvera virsmierāles augstas uzvedības aviācijas motoros, jo tām ir lieliskas mehāniskās īpašības un laba siltuma un aukstuma procesa izturība. Pulvera turbīnas diska ražošana ietver daudzu galveno ražošanas tehnoloģiju rindu, piemēram, materiālu attīstību, aliažu vilčanu, pulvera pagatavošanu un apstrādi, karstošo izostatisko spiedienu, izotermisko forgešanu, siltināšanu un augstprecizitātes detekciju un novērtējumu u.c., kas ir būtisks elementars aviacijas motoru ražošanai. Ārvalstu pētījumu tendence par pulvera turbīnas diskam ir virzīties no augstspējīgā turbīnas diska uz bojāju neizrādīgu turbīnas disku, runājot par dienesta īpašībām, un pulverēšanas procesam uz ultrapuriem un maziem pulveriem. Turklāt, līdz ar karstošo izostatisko spiedienu, tiek arī attīstīti extrūzijas formas veidošanas un izotermiskā forgešanas procesi. Kīnā Pekinas aviācijas materiālu institūts ir izstrādājis dažādus aviācijas motoru pulvera turbīnas diskus, kas ir atrisinājuši galveno ražošanas tehnoloģiju problēmas augstākajiem aviācijas motoru pulvera turbīnas diskiem, tomēr pulvera turbīnas diska inženieru ražošanas problēma nav pilnībā atrisināta.

Tehnoloģija, kas izmanto kompozītmaterialus

Sastāvdaļu materiālu tehnoloģija ir plaši izmantota augstas produktivitātes lidmašīnu motortehnoloģijās. Lai atbilstu LEAP motora attīstības prasībām, Sniema izmanto 3D vilktu resina pārvadājamo modeļa (RTM) tehnoloģiju sastāvdaļu ventilatora apvalku un sastāvdaļu ventilatora loksnes ražošanai. LEAP motora komponenti, kas ražoti ar RTM tehnoloģiju, ir ar augstu spēku, un masas ir tikai puse no tiemana aliansa komponentiem tādā pašā struktūrā. F119 motora attīstības procesā Pratt & Whitney izstrādāja nepārtrauktu SiC šķiedra uzlaboto tiemana matricas kompozītus plašas horda ventilatora loksnes. Šāda veida kompozīta loksne ir ar augstu starpību, vieglumu un ietekmes pretestību, un tai ir dota nosaukums kā trešās paaudzes plašas horda ventilatora loksne. F119 turbodūmu motoram trīs stāžu ventilatora rotoru ir visi izgatavoti no šī materiāla. Kīnā arī kompozītveida materiālu ražošanas tehnoloģija ir pielietota aviācijas motoru daļu ražošanā, un smidzinātā TiB2 daļiņu uzlabotajā alumīnija matricas kompozīta ventilatora loksnes ir panākušas lielas izredzes. Tomēr TiB2 daļiņu uzlabotā alumīnija matricas kompozīta ventilatora loksnes efektīva apstrāde, apstrādes virsmas stiprināšana, anti-līdzekļu noguruma un cikliskās neizprotamības tehnoloģijas ir galvenie un grūtākie jautājumi, lai realizētu šī materiāla loksnes inženieru pētījumus.