Zakaj uporabljajo motorniki letal integrirane listve? Ti so ključ za letenje!

Motornik letala je "srcе" letala in ga tudi imenujemo "kruna industrije". Njegova proizvodnja združuje številne predelne tehnologije v sodobni industriji, vsebuje materiale, mehanske obdelave, termodinamiko in druge področja. Kot države postavljajo vedno višje zahteve za izvedbo motorjev, se nova konstrukcija, nove tehnologije in nove procese v raziskovanju in uporabi še vedno stalno izzivajo vrhuncem sodobne industrije. Eden od pomembnih faktorjev pri izboljšanju razmerja potiska do teže pri letalskih motorjih je integrirana listna plošča.

Prednosti bliskov

Preden je prišlo do pojavljanja enotskega diska z listi, so rotorne listve motornega agregata morale biti povezane s kolesnim diskom prek špalk, zasebnih in zaključnih ustrojstev, vendar ta struktura postajajo nezadostna za potrebe visokoizkusevskih letalskih motorjev. Enotski disk z listvami, ki združuje rotorne listve in kolesni disk, je bil zasnovan in se zdaj prvič pojavlja kot nujna struktura za mote z visokim razmerjem moči do teže. Uporablja se v vojaških in civilnih letalskih motorjih in ima naslednje prednosti.

1.Izguba teže ：Ker na obrobju kolesnega diska ni potrebno strojiti za namestitev listvin, se lahko velikost obroba v radialni smeri znatno zmanjša, s čimer se znatno zmanjša masa rotatorja.

2.Zmanjša število delov ：Poleg tega, da so kolesna plošča in listi integrirani, je zmanjšanje zaklenjenih naprav tudi pomemben razlog. Letalskim motorjem sta na popolnost zahtevana zaupanja v delovanje, poenostavljen rotorski sistem pa igra veliko vlogo pri izboljšanju zaupanja.

3.Zmanjšanje izgube tokov zraka ：Eliminirana je izguba zaradi vrzeli pri tradičnem spojnem načinu, izboljšana pa je učinkovitost motornika ter povečana potiska.

Blisk, ki zmanjšuje težo in povečuje potisk, ni enostaven "perlen" za dobiti. S eno stranjo so bliski večinoma izdelani iz težko obdelovalnih materialov, kot so titanovi in visoko temperaturni slitki; z drugo stranjo pa so njegovi listi tanki in oblika lista kompleksna, kar stavi izredno visoke zahteve na tehnologijo proizvodnje. Vse pridobimo, ko se rotorji poškodujejo, jih ni mogoče zamenjati posamično, kar lahko pomeni, da bo blisk odbačen, in popravna tehnologija je drug problem.

Proizvodnja bliskov

Trenutno obstajajo tri glavne tehnologije za izdelavo integriranih listov.

• Petosmerna CNC freziranje

Petosmerno CNC freziranje je široko uporabljano v proizvodnji bliskov zaradi prednosti hitrega odziva, visoke zanesljivosti, dobre obdelovalne fleksibilnosti in kratkega pripravnega ciklusa proizvodnje. Glavni načini freziranja vključujejo stransko freziranje, navzdolno freziranje in cikloidalno freziranje. Ključni dejavniki, ki jih je potrebno zagotoviti za uspešno izdelavo bliskov, vključujejo:

Petosmerne strojne postroje z dobimi dinamičnimi lastnostmi

Optimirano profesionalno CAM programsko opremo

Orodja in aplikacijsko znanje posvečena obdelavi titanovih spojin/visoko temperaturnih spojin

• Elektrokemski obdelava

Elektrokemski obdelava je odlična metoda za obdelavo kanalov integriranih diskov listov letalskih motorjev. V elektrokemski obdelavi obstaja nekaj obdelovalnih tehnologij, vključno s elektrolitskim ronjenjem, obodnim elektrolitskim obdelovanjem in CNC elektrolitskim obdelavanjem.

Ker elektrokemikalno probivanje glavno izkorišča lastnost metala, da se v elektrolitu raztopi na anodi, pri uporabi tehnologije elektrokemikalnega probivanja ni poškodovana katoda in delnik med probivanjem ni vplivov od rezalne sile, tople obdelave itd., kar zmanjša preostali stres v celotnem lopasticem kanalu letalskega motornika po obdelavi.

Prav tako je pri primerjavi z petoosičnim freziranjem znatno zmanjšan delovni čas pri elektrokemikalnem probivanju, ki ga je mogoče uporabiti na fazi hrubega obdelovanja, polzavršja in završja. Po obdelavi ni potrebno ročnega poliranja. Zato je ena od pomembnih smeri razvoja za obdelavo celotnih lopasticnih kanalov letalskih motorjev.

• Varjenje

Lopatica se obdeluje posebej, nato pa se spoji z lopaticno ploščo s pomočjo elektronskežihe, linearnega trenjskega varsanja ali vakuumnega trdneho stanja difuzijsnega spojevanja. Prednost je v tem, da se lahko uporablja za izdelavo celovitih lopaticnih plošč s neusklajenimi materiali lopatic in plošč.

Varski postopek postavlja visoke zahteve na kakovost varsanja lopatic, kar neposredno vpliva na učinkovitost in zanesljivost skupne lopaticne plošče letalskega motornika. Poleg tega, ker niso konstantne dejanske oblike lopatic, ki jih uporabljajo pri varsanju lopaticne plošče, zaradi omejitve točnosti varsanja niso enakomerni položaji lopatic po varsanju, zato je potrebna prilagoditev tehnologije za osebno natančno CNC rezevanje vsake lopatice.

Poleg tega je varsanje zelo pomembna tehnologija pri popravki integriranih listov. Med njimi je linearno trenjsko varsanje, kot pevnofazna tehnologija varsanja, značilno za visoko kakovost varsalnih povezav in dobro ponovljivost. Pripada med ene izmed zanesljivejših in zaupanja vrednih tehnologij varsanja za varsanje komponent rotorjev letalskih motorjev z visokim razmerjem potiska in teže.

Uporaba integriranega listodiska

1. EJ200 letalski motor

EJ200 letalski motor ima skupaj 3 stopnje ventilatorjev in 5 stopnji visokega tlaku stiskalcev. Posamezne liste so varsane na kolesno ploščo s elektronskim žarkom, da se oblikuje integrirano listodisko, ki se uporablja v 3. ventilatorski stopnji in 1. stopnji visokega tlaku stiskalca. Integrirana listodiska niso varsana skupaj z rotorji drugih stopnji v večstopinjnega integriranega rotorja, temveč so povezana s kratkimi vijaki. Splošno rečeno, je to še zares zgodnja stopnja uporabe integriranih listodisk.

2. F414 turbonaporni motor

V turboventilatorskem motorju F414 so druga in tretja stopnja tristranske ventilatorja ter prve tri stopnje sedmestranske visokega-tlaka kompresorja opremljene s skupinskimi listi, ki jih obdelava elektrokemijska metoda. GE je tudi razvila učinkovit popravek. Na tem osnovi so skupinski listi druge in tretje stopnje ventilatorja zvarovani skupaj v enotni rotor, prva in druga stopnja kompresorja pa sta takožen zvarovani skupaj, kar še bolj zmanjša težo rotora in poveča trajnost motornega agregata.

V primerjavi z EJ200 je F414 storil velik korak naprej pri uporabi skupinskih listov.

3. Motor F119-PW-100

Tristranski ventilator in šestistranski visokotlačni kompresor uporabljata skupinske liste, prvi ventilatorski list pa je prazen. Prazni list je zvarovan na kolesno ploščo preko linearnega trenjskega varjenja, s čimer se teža rotora te stopnje zmanjša za 32 kg.

4. Motor BR715

V velikih civilnih motorjih je bil tudi uporabljen celoviti disk z listi. Motor BR715 uporablja petoosno CNC tesljenje za obdelavo celovitega diska z listi, ki se uporablja na drugem stopnju prehonskega kompresorja za ventilatorjem. Prednji in zadnji celoviti disk z listi sta skupaj svarljivi v celovit rotor. Uporablja se ga na Boeingu 717.