Mengapakah enjin pesawat menggunakan bilah integral? Mereka adalah kunci untuk terbang! Malaysia

Enjin pesawat adalah "jantung" pesawat dan juga dikenali sebagai "permata mahkota industri". Pengilangannya menyepadukan banyak teknologi canggih dalam industri moden, melibatkan bahan, pemprosesan mekanikal, termodinamik dan bidang lain. Memandangkan negara mempunyai keperluan yang lebih tinggi dan lebih tinggi untuk prestasi enjin, struktur baharu, teknologi baharu dan proses baharu dalam penyelidikan dan pembangunan serta aplikasi masih sentiasa mencabar kemuncak industri moden. Salah satu faktor penting dalam meningkatkan nisbah tujahan kepada berat enjin pesawat ialah cakera bilah integral.

Kelebihan blisks

Sebelum kemunculan cakera bilah integral, bilah pemutar enjin perlu disambungkan ke cakera roda melalui tenon, alur tanggam dan alat pengunci, tetapi struktur ini secara beransur-ansur gagal memenuhi keperluan enjin pesawat berprestasi tinggi. Cakera bilah integral yang menyepadukan bilah pemutar enjin dan cakera roda telah direka, dan kini telah menjadi struktur yang mesti ada untuk enjin nisbah tujahan kepada berat yang tinggi. Ia telah digunakan secara meluas dalam enjin pesawat tentera dan awam dan mempunyai kelebihan berikut.

1.Berat badan:Memandangkan rim cakera roda tidak perlu dimesin untuk memasang lidah dan alur untuk memasang bilah, saiz jejari rim boleh dikurangkan dengan banyaknya, sekali gus mengurangkan jisim rotor dengan ketara.

2.Kurangkan bilangan bahagian:Sebagai tambahan kepada fakta bahawa cakera roda dan bilah disepadukan, pengurangan peranti pengunci juga merupakan sebab penting. Enjin pesawat mempunyai keperluan yang sangat ketat mengenai kebolehpercayaan, dan struktur rotor yang dipermudahkan memainkan peranan besar dalam meningkatkan kebolehpercayaan.

3.Mengurangkan kehilangan aliran udara:Kerugian melarikan diri yang disebabkan oleh jurang dalam kaedah sambungan tradisional dihapuskan, kecekapan enjin dipertingkatkan, dan tujahan meningkat.

Kecerahan mata, yang mengurangkan berat badan dan meningkatkan daya tujah, bukanlah "mutiara" yang mudah diperolehi. Di satu pihak, blisk kebanyakannya diperbuat daripada bahan yang sukar diproses seperti aloi titanium dan aloi suhu tinggi; sebaliknya, bilahnya nipis dan bentuk bilahnya kompleks, yang meletakkan permintaan yang sangat tinggi terhadap teknologi pembuatan. Di samping itu, apabila bilah pemutar rosak, ia tidak boleh diganti secara individu, yang boleh menyebabkan blisk dihapuskan, dan teknologi pembaikan adalah masalah lain.

Pembuatan blisks

Pada masa ini, terdapat tiga teknologi utama untuk pembuatan bilah integral.

• Pengilangan CNC lima paksi

Pengilangan CNC lima paksi digunakan secara meluas dalam pembuatan blisks kerana kelebihan tindak balas yang cepat, kebolehpercayaan yang tinggi, fleksibiliti pemprosesan yang baik dan kitaran penyediaan pengeluaran yang singkat. Kaedah pengilangan utama termasuk pengilangan sisi, pengilangan terjun dan pengilangan sikloidal. Faktor utama untuk memastikan kejayaan blisks termasuk:

Alat mesin lima paksi dengan ciri dinamik yang baik

Perisian CAM profesional yang dioptimumkan

Pengetahuan alatan dan aplikasi khusus untuk pemprosesan aloi titanium/aloi suhu tinggi

• Pemesinan elektrokimia

Pemesinan elektrokimia ialah kaedah terbaik untuk pemesinan saluran cakera bilah integral enjin pesawat. Terdapat beberapa teknologi pemesinan dalam pemesinan elektrokimia, termasuk pemesinan lengan elektrolitik, pemesinan elektrolitik kontur dan pemesinan elektrolitik CNC.

Oleh kerana pemesinan elektrokimia terutamanya menggunakan sifat pembubaran logam pada anod dalam elektrolit, bahagian katod tidak akan rosak apabila teknologi pemesinan elektrokimia digunakan, dan bahan kerja tidak akan terjejas oleh daya pemotongan, haba pemesinan, dan lain-lain semasa pemesinan. , dengan itu mengurangkan tegasan baki saluran bilah integral enjin pesawat selepas pemesinan.

Di samping itu, berbanding dengan pengilangan lima paksi, waktu kerja pemesinan elektrokimia sangat berkurangan, dan ia boleh digunakan dalam peringkat pemesinan kasar, separuh kemasan dan kemasan. Tidak perlu menggilap manual selepas pemesinan. Oleh itu, ia adalah salah satu arah pembangunan penting pemprosesan saluran bilah integral enjin pesawat.

• Welding

Bilah diproses secara berasingan, dan kemudian dikimpal pada cakera bilah dengan kimpalan rasuk elektron, kimpalan geseran linear atau ikatan resapan keadaan pepejal vakum. Kelebihannya ialah ia boleh digunakan untuk pembuatan cakera bilah integral dengan bilah dan bahan cakera yang tidak konsisten.

Proses kimpalan mempunyai keperluan tinggi pada kualiti kimpalan bilah, yang secara langsung mempengaruhi prestasi dan kebolehpercayaan cakera bilah keseluruhan enjin pesawat. Di samping itu, memandangkan bentuk sebenar bilah yang digunakan dalam cakera bilah yang dikimpal tidak konsisten, kedudukan bilah selepas kimpalan tidak konsisten disebabkan oleh had ketepatan kimpalan, dan teknologi pemprosesan adaptif diperlukan untuk melakukan pengilangan CNC ketepatan yang diperibadikan. untuk setiap bilah.

Di samping itu, kimpalan adalah teknologi yang sangat penting dalam pembaikan bilah integral. Antaranya, kimpalan geseran linear, sebagai teknologi kimpalan fasa pepejal, mempunyai kualiti sambungan kimpalan yang tinggi dan kebolehulangan yang baik. Ia adalah salah satu teknologi kimpalan yang lebih dipercayai dan boleh dipercayai untuk mengimpal komponen pemutar enjin pesawat nisbah tujah-ke-berat yang tinggi.

Aplikasi blisk

1. Enjin pesawat EJ200

Enjin pesawat EJ200 mempunyai sejumlah kipas 3 peringkat dan pemampat tekanan tinggi 5 peringkat. Bilah tunggal dikimpal pada cakera roda dengan pancaran elektron untuk membentuk cakera bilah integral, yang digunakan dalam kipas peringkat ke-3 dan pemampat tekanan tinggi peringkat pertama. Cakera bilah kamiran tidak dikimpal bersama dengan pemutar peringkat lain untuk membentuk pemutar kamiran berbilang peringkat, tetapi disambungkan dengan bolt pendek. Secara umumnya, ia berada di peringkat awal penggunaan cakera bilah integral.

2. Enjin turbofan F414

Dalam enjin turbofan F414, peringkat ke-2 dan ke-3 kipas 3 peringkat dan 3 peringkat pertama pemampat tekanan tinggi peringkat ke-7 menggunakan bilah integral, yang diproses dengan kaedah elektrokimia. GE juga telah membangunkan kaedah pembaikan yang boleh dilaksanakan. Atas dasar ini, bilah integral peringkat ke-2 dan ke-3 kipas dikimpal bersama untuk membentuk pemutar kamiran, dan peringkat pertama dan ke-1 pemampat juga dikimpal bersama, seterusnya mengurangkan berat pemutar dan meningkatkan ketahanan. daripada enjin.

Berbanding dengan EJ200, F414 telah mengambil langkah besar ke hadapan dalam penggunaan bilah integral.

3. Enjin F119-PW-100

Kipas 3 peringkat dan pemampat tekanan tinggi 6 peringkat semuanya menggunakan bilah integral, dan bilah kipas peringkat pertama berongga. Bilah berongga dikimpal pada cakera roda melalui kimpalan geseran linear untuk membentuk bilah integral, yang mengurangkan berat pemutar peringkat ini sebanyak 1kg.

4. Enjin BR715

Dalam enjin awam yang besar, cakera bilah integral juga telah digunakan. Enjin BR715 menggunakan teknologi pengilangan CNC lima paksi untuk memproses cakera blade integral, yang digunakan pada pemampat supercharger peringkat kedua selepas kipas, dan cakera blade integral depan dan belakang dikimpal bersama untuk membentuk rotor integral. Ia digunakan pada Boeing 717.