Od ohnja po let: Objavovanie čudov termálnej technológie v výrobe lietadlových motorov - Rekristalizácia

Technika inhibície

Vynikajúce vlastnosti jednokrystalového superalója sú hlavne v dôsledku odstránenia hraničných ploch jednokrystalových lopatiek, pričom rekristalizácia významne zníži odolnosť pôvodného jednokrystalového alója voči vysokým teplám. Po odlite jednokrystalovej lopatky je potrebné vykonať zpracovanie gazu filmové diery, šlífanie hriadeľa, frézovanie okraja, spájanie procesnej diery na špičke lopatky, tepelnú úpravu, montáž a iné následné zpracovacie práce. Počas prevádzky motora je lopta podvorená vplyvom teplého a studeného vzduchu, vysokou teplotou, obrovským záťažou a násilnou vibráciou počas vysokorýchlostnej rotácie, čo môže spôsobiť rekristalizáciu. Už bolo niekoľko porúch turbinových lopatiek. Preto sa v posledných rokoch domáca aj zahraničná veda venovala výskumu metód predchádzajúcich tepelnej úpravy, karburizácie, aplikácie nátierkov a odstránenia deformovaného povrchového vrstvy a ďalších súvisiacich spôsobov na inhibovanie rekristalizácie a pridávanie prvkov na posilnenie hraničných ploch do práce na oprave rekristalizácie.

3D tlačná technológia

3D tlač, tiež známa ako additívna výroba, integruje technológie CAD, CAM, prášková metalurgia, laserová spracovanie a iné. Pomocou 3D tlačnej technológie môžeme previesť myšlienky z "mozgu" na tri dimenzie a vytištene obraz komponentu na počítači do „skutočného“ komponentu. 3D tlačná technológia spôsobila „revolučnú“ zmenu v koncepte výroby a spracovania. Univerzita Monash v Austrálii úspešne vyprodukovala prvú 3D vytištenu reaktivnú motorek sveta. Zároveň spolupracuje s Boeingom, Airbus Group a Safran Group na poskytovaní 3D vytištenej prototypovej motore pre Boeing a ostatné na letecké testy. S 3D tlačnou technológiou sa čas výroby komponentov motoru môže skrátiť z troch mesiacov na šesť dní.

V Číne sa použila technológia 3D tlačenia na opravu a znovupoužitie častí nosných lopatiek turboventilátorového motora s vysokým stĺpcom kompresoru. Technológia 3D tlačenia sa už používa na výrobu nenosných častí a statických častí motora, pričom sa mechanické vlastnosti častí aktivne hodnotia. Zároveň sa uskutočňuje rozsiahle výskum použitia technológie 3D tlačenia na výrobu rotujúcich častí motora a nosných častí atď.

Technológia spracovania vyfukového okraja lopatiek (predný a zadný okraj)

Kvalita obrábania vstupnej a výstupnej hrany lopatky aerospodu je jednou z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich aerodynamické vlastnosti aerospodu. Vstupná a výstupná hranu je tiež časťou lopatky, kde sa často vyskytujú defekty, a citlivou oblasťou titanového spoja. Veľké množstvo poruch motorov je spôsobených obrábanecmi v dôsledku defektov vstupnej a výstupnej hrany lopatky. Keďže vstupná a výstupná hranu lopatky je najtenšou časťou lopatky a okrajom lopatky, má slabú pevnosť a veľké obrábanie deformácie, často sa objavujú štvorcovité a ostré tvary. V hromadnej výrobe lopatiek motorov neboli úplne vyriešené technologické problémy efektívneho a kvalitného obrábania vstupnej a výstupnej hrany lopatiek.

Adaptívna technológia obrábania

Adaptívna technológia strojovania je rozdelená do troch foriem, a to adaptívne plánovanie trajektórie nástroja, adaptívna kontrola číslicového riadenia a adaptívne strojovanie kombinované s digitálnym meraním [3]. V Číne bola adaptívna technológia strojovania úspešne aplikovaná pri presnom kúzelnicko/točacom výrobe lopatiek, oprave poškodených lopaťov a pri strojovaní celekou lopatiek disku lineárnym trenným spojením. Aj keď adaptívna technológia strojovania dosiahla prelomy a rozvoj v teórii aj praxi, stále je inžinierska aplikácia tejto technológie aktuálnym výskumným smerom v výrobe leteckých motora.

Technológia proti únavy

Materiálové únavy a povrchové strojné defekty sa stali hlavnými príčinami porúch častí leteckých motora, a táto porucha sa stáva rastúcim trendom, preto je "protiúnavná výroba" stala populárna technológia v leteckej motorovej výrobe. Technológia protiúnavnej výroby sa týka výrobného procesu, ktorý zvyšuje únavový životnosť častí zmierením organizácie a rozdelenia stresej materiálu počas výroby častí bez zmeny materiálu a prierezu. Únavový životnosť je hlavne ovplyvnený tepelnou spracovanosťou, životnosťou v prostredí, povrchovou kvalitou, stretnutím stresej, povrchovým stresom a ďalšími faktormi. Hlavná metóda protiúnavnej výroby je zníženie stretnutia stresej a zlepšenie povrchovej pevnosti častí. Zníženie stretnutia stresej spočíva v zabezpečení integrity vyrobenej plochy, a najlepším spôsobom zlepšenia povrchovej pevnosti častí je granatovanie. V procese protiúnavnej výroby leteckých motorov boli v tradičnom procese granatovania vyvinuté rôzne nové granatovacie média, a nové technológie ako laserové granatovanie, ultrazvukové granatovanie a vysokotlaké vodné granatovanie sú široko používané.

Technológia prevencie nárazov ptákov

Časté výskyty nárazov ptákov sa stali nevyhnutnou problémovou súčasťou rozvoja leteckých motorov, a prebieha široké výskumy obojstranne. V júli 2015 vydaла Spojené štáty FAA oznámenie „Požiadavky na nárazy ptákov pre dopravné lietadlá“, ktoré nie len stanovilo konkrétne požiadavky a predpisy pre budúcu prevenciu nárazov ptákov a zranení cudzími objektmi u motora lietadla, ale tiež ukázalo ďalšiu novú výskumnú smeru pre rozvoj nových materiálov motorov a technológií výroby nových štruktúr.