Analyse van de ontwikkelingsgeschiedenis, marktsituatie en ontwikkelingstrend van turbinebladen

Ontwikkelingsgeschiedenis en trends van turbinebladen

Turbinebladen zijn verdeeld in twee categorieën: turbinegidsbladen en turbinewerkbladen.

De belangrijkste functie van turbinegidsvane is om de stroomrichting van het afvalgas uit de brandstofkamer aan te passen. De materiaalbedrijfstemperatuur kan tot meer dan 1.100 ° C bereiken, en de spanning die door turbinegidsvane wordt gedragen is doorgaans minder dan 70MPa. Dit onderdeel wordt vaak geschrapt vanwege vervorming veroorzaakt door grote thermische spanning, thermische vermoeidheidsscheuren veroorzaakt door plotselinge temperatuursveranderingen, en verbranding veroorzaakt door lokale overmatige temperaturen.

De turbinebladen zijn gelegen in de turbine-motor met de hoogste temperatuur, de meest complexe spanning en het slechtste milieu. Dit onderdeel moet hoge temperaturen en grote centrifugale spanning en thermische spanning kunnen dragen. De temperatuur die het kan verdragen ligt tussen 50-100 ℃ lager dan de overeenkomstige turbinegidsbladen, maar bij het draaien op hoge snelheid, door de effecten van aerodynamische kracht en centrifugale kracht, bereikt de spanning in het bladlichaam 140MPa en de wortel 280-560MPa. De continue verbetering van de structuur en materialen van turbinebladen is een van de belangrijke factoren om de prestaties van vliegtuigmotoren te verbeteren.

De turbinebladen, turbineschaft, turbineschijf en andere onderdelen vormen samen de turbine van een vliegtuigmotor. De turbine is de krachtbron die de compressor en andere accessoires aandrijft. De turbine kan worden verdeeld in twee componenten: de rotor en de stator:

Turbine rotor: Het is een geheel dat bestaat uit turbinevleugels, wielen, asse en andere draaiende onderdelen die op de as gemonteerd zijn. Het is verantwoordelijk voor het zuigen van hoge-temperatuur en hoge-druk luchtstroom naar de brander om de werking van de motor te onderhouden. De turbine rotor werkt bij hoge temperatuur en hoge snelheid en geeft veel vermogen door, dus zijn werkcondities zijn extreem streng. Bij hoge temperatuur moet de turbine rotor een extreem hoge centrifugalkracht verdragen en ook onderhevig zijn aan de invloed van aerodynamische koppelingskrachten, enz. De hoge temperatuuromgeving zal de uiteindelijke sterkte van het materiaal van de turbinevleugel verminderen en ook creep en corrosie van het materiaal van de turbinevleugel veroorzaken.

Turbine stator: Het bestaat uit turbinegidsvleugels, buitenring en binnenring. Het is vastgemaakt aan de huizing en zijn hoofdfunctie is om de luchtstroom te verspreiden en te corrigeren voor de volgende turbine rotor om te voldoen aan de snelheidstriangel van de turbine werkbladen.

Om prestatieindicatoren zoals het vermogensgewichtsverhouding te verbeteren, neemt de eis voor de tolerantie van vliegtuigmotoren en gasturbinebladen tegenover hoge temperaturen en hoge windsnelheden voortdurend toe. In mainstream vliegtuig turbofan-motoren heeft de door de turbine aangedreven compressor een maximum van

De lucht die de turbine-motor binnengaat, roteert met een snelheid van duizenden toeren per seconde. De lucht wordt stapsgewijs gecomprimeerd in de compressor. Het compressieverhouding van de meervoudige compressor kan meer dan 25 bereiken. De gecomprimeerde lucht gaat naar de brandkamer van de motor, mengt zich met brandstof en verbrandt. De brandstofvlam moet stabiel blijven branden in de hooggedrukte luchtstroom die met een snelheid van meer dan 100m/s stroomt.

De gasstroom met hoge temperatuur en hoge druk uit de brandkamer drijft de turbinevleugels aan tot duizenden tot tienduizenden toeren per minuut. Meestal overschrijdt de temperatuur voor de turbine het smeltpunt van het materiaal van de turbinevleugels. Tijdens de bedrijfsvoering moeten de turbinevleugels van moderne motoren doorgaans temperaturen van 1600~1800 ℃ , windvaarten van ongeveer 300m/s, en de enorme luchtdruk die daarvan voortkomt, verdragen.

Turbinevleugels moeten betrouwbaar werken gedurende duizenden tot tienduizenden uren in zo'n uiterst strenge werkomsomstandigheden. Turbinevleugels hebben complexe profielen en maken gebruik van een groot aantal geavanceerde productietechnologieën zoals richtingssolidificatie, poedermetaaltechniek, complexe holle vleugelgiettechniek, productie van complexe keramische kernen en microgatbewerking.

Turbinebladen zijn een van de onderdelen van de "twee machines" die de meeste productieprocessen hebben, de langste cyclus en de laagste goedgekeurdheid. De productie van complexe holle turbinebladen is uitgegroeid tot de kern technologie in de huidige ontwikkeling van de "twee machines".

Marktstatus en ontwikkelings trends

De bladen in vliegtuigmotoren en gasturbines omvatten voornamelijk waaierbladen, turbinebladen en compressorbladen, waarvan de waarde van turbinebladen ongeveer 60% uitmaakt van de totale blaadkosten. In vergelijking met waaierbladen zijn de grondstoffen voor turbinebladen waardevoller en moeilijker te verwerken.

Als een belangrijk onderdeel van de warme kant van de motor hebben turbinebladen het gebruik van hoogtemperatuurallega materialen nodig. De smelttechnologie ervan stelt hoge eisen en sommige metalen minerale bronnen zijn schaars. In termen van productietechniek gebruiken turbinebladen meestal losteekasting om dunne wanden en complexe koelstructuur te bereiken. De productiemoeilijkheid is aanzienlijk hoger dan die van andere bladen.

Bijvoorbeeld, de CFM56-vliegtuigmotoren die breed worden toegepast in de Boeing 737-serie en Airbus 320-serie, hebben meer dan duizend turbinebladen, elk kost meer dan 10.000 yuan. De eenheidsprijs van turbinebladen in bepaalde delen komt zelfs uit boven de 100.000 yuan.