Зашто мотори авиона користе интегралне лопатице? Они су кључ за летење! Србија

Мотор авиона је „срце“ авиона и познат је и као „крунски драгуљ индустрије“. Његова производња интегрише многе најсавременије технологије у савременој индустрији, укључујући материјале, механичку обраду, термодинамику и друге области. Како земље имају све веће захтеве за перформансама мотора, нове структуре, нове технологије и нови процеси у истраживању и развоју и примени и даље стално представљају изазов врхунцу модерне индустрије. Један од важних фактора за побољшање односа потиска и тежине авионских мотора је интегрални диск лопатице.

Предности блиска

Пре појаве интегралног лопатичног диска, лопатице ротора мотора су морале да буду повезане са диском точка кроз клинове, уторне и клинове жлебове и уређаје за закључавање, али ова структура постепено није успевала да задовољи потребе авионских мотора високих перформанси. Интегрални диск са лопатицама који интегрише лопатице ротора мотора и диск точкова је дизајниран и сада је постао неопходна структура за моторе са високим односом потиска и тежине. Широко се користи у моторима војних и цивилних авиона и има следеће предности.

1.Губитак тежине:Пошто обод диска точка не мора бити машински обрађен да би се уградили перо и жлеб за уградњу лопатица, радијална величина наплатка може се знатно смањити, чиме се знатно смањује маса ротора.

2.Смањите број делова:Поред чињенице да су диск точкова и лопатице интегрисани, важан разлог је и смањење уређаја за закључавање. Мотори авиона имају изузетно строге захтеве у погледу поузданости, а поједностављена структура ротора игра велику улогу у побољшању поузданости.

3.Смањите губитак протока ваздуха:Губитак при бекству узрокован размаком у традиционалној методи повезивања је елиминисан, ефикасност мотора је побољшана, а потисак је повећан.

Блиск, који смањује тежину и повећава потисак, није лако набавити "бисер". С једне стране, блиск је углавном направљен од материјала који се тешко обрађује као што су легура титанијума и легура за високе температуре; с друге стране, њене оштрице су танке, а облик сечива је сложен, што поставља изузетно високе захтеве за технологију производње. Поред тога, када су лопатице ротора оштећене, не могу се заменити појединачно, што може довести до распадања блиска, а технологија поправке је још један проблем.

Производња блиска

Тренутно постоје три главне технологије за производњу интегралних ножева.

• Петоосно ЦНЦ глодање

Петоосно ЦНЦ глодање се широко користи у производњи блиска због својих предности брзог одзива, високе поузданости, добре флексибилности обраде и кратког циклуса припреме производње. Главне методе глодања укључују бочно глодање, урањање и циклоидно глодање. Кључни фактори који осигуравају успех блиска укључују:

Петоосни алатни алати са добрим динамичким карактеристикама

Оптимизован професионални ЦАМ софтвер

Алати и знање о примени посвећено преради легуре титанијума/високотемпературне легуре

• Електрохемијска обрада

Електрохемијска обрада је одлична метода за обраду канала интегралних лопатичних дискова авионских мотора. Постоји неколико технологија обраде у електрохемијској обради, укључујући електролитичку обраду чаура, контурну електролитичку обраду и ЦНЦ електролитичку обраду.

Пошто електрохемијска обрада углавном користи својство растварања метала на аноди у електролиту, катодни део неће бити оштећен када се примени технологија електрохемијске обраде, а на радни предмет неће утицати сила резања, топлота обраде итд. током обраде , чиме се смањује заостало напрезање интегралног канала лопатице мотора авиона након обраде.

Поред тога, у поређењу са петоосним глодањем, радно време електрохемијске обраде је знатно смањено, а може се користити у фазама грубе обраде, полузавршне обраде и завршне обраде. Нема потребе за ручним полирањем након машинске обраде. Стога је то један од важних развојних праваца обраде интегралних лопатичних канала авионских мотора.

• Заваривање

Лопатице се обрађују одвојено, а затим се заварују на диск сечива заваривањем електронским снопом, заваривањем линеарним трењем или вакуумским дифузионим везивањем у чврстом стању. Предност је у томе што се може користити за израду интегралних лопатичних дискова са неусаглашеним материјалима сечива и диска.

Процес заваривања има високе захтеве за квалитет заваривања лопатица, што директно утиче на перформансе и поузданост целокупног диска лопатица мотора авиона. Поред тога, пошто стварни облици сечива који се користе у завареном диску сечива нису конзистентни, положаји сечива након заваривања нису конзистентни због ограничења тачности заваривања, а потребна је прилагодљива технологија обраде да би се извршило персонализовано прецизно ЦНЦ глодање за сваку оштрицу.

Поред тога, заваривање је веома важна технологија у поправци интегралних сечива. Међу њима, линеарно заваривање трењем, као технологија заваривања у чврстој фази, има висок квалитет завареног споја и добру поновљивост. То је једна од најпоузданијих и поузданијих технологија заваривања за заваривање компоненти ротора мотора авиона са високим односом потиска и тежине.

Примена блиска

1. Мотор авиона ЕЈ200

Мотор авиона ЕЈ200 има укупно 3-степене вентилаторе и 5-степене компресоре високог притиска. Појединачне лопатице су заварене на диск точкова електронским снопом да би се формирао интегрални диск лопатица, који се користи у 3. степену вентилатора и 1. степену компресора високог притиска. Интегрални ножни диск није заварен заједно са роторима других степеница да би се формирао вишестепени интегрални ротор, већ је спојен кратким вијцима. Уопштено говорећи, у раној је фази примене интегралних лопатичних дискова.

2. Ф414 турбовентилаторски мотор

У турбовентилаторском мотору Ф414, 2. и 3. степен 3-степеног вентилатора и прве 3 степена 7. степена компресора високог притиска користе интегралне лопатице, које се обрађују електрохемијским методама. ГЕ је такође развио изводљив метод поправке. На основу тога, интегралне лопатице 2. и 3. степена вентилатора су заварене заједно како би се формирао интегрални ротор, а 1. и 2. степен компресора су такође заварени, додатно смањујући тежину ротора и побољшавајући издржљивост мотора.

У поређењу са ЕЈ200, Ф414 је направио велики корак напред у примени интегралних ножева.

3. Мотор Ф119-ПВ-100

3-степени вентилатор и 6-степени компресор високог притиска користе интегралне лопатице, а лопатице 1. степена вентилатора су шупље. Шупље лопатице су заварене на диск точка путем линеарног заваривања трењем како би се формирала интегрална оштрица, што смањује тежину ротора ове фазе за 32 кг.

4. Мотор БР715

У великим цивилним моторима коришћен је и интегрални диск са оштрицом. Мотор БР715 користи петоосну ЦНЦ технологију глодања за обраду интегралног диска сечива, који се користи на компресору компресора другог степена после вентилатора, а предњи и задњи интегрални дискови сечива су заварени заједно да формирају интегрални ротор. Користи се на Боингу 717.