Paano ginagawa ang aircraft engine high-pressure turbine rotor blades?

Ang prinsipyong tungkol kung paano ginagawa ang mga rotor blade ng mataas na presyon na turbine ng engine ng eroplano ay napakasimple, ngunit ang iba't ibang parameter sa prosesong ito ay kailangan ng maraming eksperimento upang makuhang parameters ng bawat node, ang anyo ng mga pangkabubuhay na materyales, at maraming swerte.

Unang-una, kinakailangan ng mga rotor blade ng mataas na presyon na turbine ang komplikadong loobang duct para sa paglilimot (tingnan ang larawan sa ibaba). Una, ginagawa ang loobang duct para sa paglilimot (hindi pinipiit ang mga butas para sa paglilimot, na talakayin mamaya). Pagkatapos ay sinusulat ang mold ng wax gamit ang espesyal na seramiko upang pormahin ang mga duct.

Pagkatapos ng pagkakaroon ng moldeng keramiko para sa hawa, ibigay ito kasama ang panlabas na moldeng may balde at ilagay ito sa kusong pagsisimula. Ang lumilipong super alloy* ay pumapasok sa kamerang moldhe mula taas patungo sa baba (kasama ang loob ng moldeng keramiko para sa hawa at ang panlabas na moldeng gawang-tala). Mabibigat ang paggawa ng maraming laylayan ng coating sa pagitan ng bawat paggawa ng mold. Gumagamit ang mga kompanya sa Alemanya ng mga robot upang gawin ito, at tila ay gumagamit pa rin ang Russia ng brush ng tiya. Ang mga coating na ito ay direktang sumusukat sa kalidad ng pagsisimula, at ang toleransiya ay napakamababa.

Sa oras na ito, kontroluhin ng makinaryang pagsisimula ang temperatura ng lumilipong super alloy, at pagkatapos ay ipapahintulot nito na mag-iskondulo sa isang horizontal na plano (isaalang-alang ang paglago ng kristal), mula sa baba patungo sa itaas, kapag naglalago ang kristal sa spiral (pumipili ng kristal), ito'y nagdidindihan at pumipili ng bawat isa, at sa wakas ay iwan lamang ang isang kristal na pinakamalapit sa inihandaang direksyon, at lalagpasan itong kristal pataas.

Dahil kailangang lumikbo ang high-pressure shaft higit sa 10,000 beses, bawat piraso ay nakakaranas ng higit sa 10 tonelada ng lakas ng sentrifugal, at ang lakas ng nickel crystals sa bawat direksyon ay iba't-iba, kaya ang kanyang diagonal (ang pinakamalakas na direksyon) kailangang mababa sa 10 degrees mula sa direksyon ng sentrifugal force. (Magkakaroon pa ng isang bagay na ipapaliwanag, ang unidirectional nickel-based alloy na ginagamit sa low-pressure turbine rotor ay kinakailangan ang crystal direction ngunit hindi lamang isang crystal, dahil ang melting point ng single crystal ay 50K mas mataas kaysa sa polycrystalline (kabilang ang unidirectional crystal))

Hindi mataas ang yield rate. Sa aking kaalaman, maraming mahusay na precison casting factories sa Germany ang humudyat sa proseso na ito at sa wakas pumanaw. Talagang sobrang taas ang threshold.

Sa dulo, nakukuha ang tapos na produkto at ginagamit ang isang espesyal na alkali upang ilubog ang tinubuang anyong keramiko sa leeg para gawing butas ng paglilimos. Mayroong mga butas ng elektro-disolusyon at elektrokemikal na butas. Ang pinakakomong mga butas ay gumawa ng laser. Ang anyo ng mga butas ay dinami-daming komplikado. Pagkatapos ay ang kautusan ng elektroplating, na siya ay dinamang kaalaman.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng polikrystalline sa kaliwa, unidireksyonal na kristal sa gitna, at single crystal sa kanan.

Gayunpaman, pagkatapos ng pagkakastiga, ang mga itaas ay wala pang mga butas ng hangin na nag-uugnay sa loob na duct ng malamig na hangin at sa ibabaw ng itaas. Ito ay ginagawa sa pamamagitan ng laser. Dahil nawawala ang maraming presyon ng malamig na hangin kapag ito ay inilabas mula sa high-pressure compressor at umuusad mula sa bukod na puklos hanggang sa high-pressure turbine, bagaman dinawis din ang presyon ng core airflow nang dumadaan sa pamamagitan ng pagsusunog, at ang proseso mula sa puklos hanggang sa itaas ay may isang tiyak na epekto ng sentripugal compression at pagtaas ng presyon, kailangan pa rin ng mas mataas na estatikong presyon upang sunduin ang malamig na hangin papunta sa ibabaw ng itaas. Sa oras na ito, kinakailangan ang isang butas na may pinapalakas na krus na seksyon upang handlean ang malamig na hangin, bawasan ang dinamikong presyon at taasain ang estatikong presyon, at pagkatapos ay ipipilit ng malamig na hangin na uwiwain ang mainit na core airflow mula sa ibabaw ng itaas (maraming walang kabuluhan). Pati na rin, kasing madaling bilis ay magiging sanhi ng malamig na pag-inject sa core airflow, at ito ay may isa pang trabaho, na bumuo ng isang layer ng malamig na hangin film sa ibabaw ng itaas upang protektahin ang itaas, na kailangan ng pagpapabagal at pagtaas ng presyon.

Kaya, ang uri ng butas na ito ay kailangang optimizahan ang anyong heometriko nito para sa iba't ibang posisyon. Ang pagbubukal sa pamamagitan ng laser ay maaaring madaliang automatikong gawin, ngunit ang kasarian ay mayroong panloob na presyon sa ibabaw.

Ang buntot ng turbin stator (isang-direksyonal na kristal, malayo sa paksa) ay kailangang mailapit ang ilaw na butas para sa pagsisingil ng saklaw ng init upang maglingkod sa susunod na turbin rotor. Ang butas na ito ay napakahirap at hindi makakaya ng panloob na presyon, kaya ginawa ito gamit ang elektrokemikal na korosyon. Nararanasan rin ito ay hindi laging tiyak, at iba't ibang kompanya ay may iba't ibang paraan ng pagproseso.

Pagkatapos ng proseso na ito, nakamit na ang isang blade ng turbiya na may isang crystal, ngunit hindi pa ito naka-coat. Kinakailangan ng mga modernong blade ng turbiya ang isang layer ng zirconia thermal barrier coating, isang sirkero hangin ng zirconia oxide. Dahil ito ay sirkero, mababa ang takbo nito sa isang bahagi. Kapag gumagana ang turbiya, kung mayroong maliit na pagkakalokohanan, buong piraso maaaring bumabawas, at agad magmelt ang mga blade ng turbiya. Ito ay talagang hindi tumatanggap sa loob ng Hangfa.

Sino'y may EB-PVD process (Electron-beam physical vapor deposition), isang pamamaraan ng vapor deposition.

Tiyak na maraming iba't ibang layer ng iba't ibang material bago gumawa nito, tulad ng plating ng platinum (platinum), plasma spraying, atbp. Mayroon ding isang layer upang palakasin ang zirconia at ilagay ito tulad ng glue. Tiyak na may maliit na pagkakaiba-iba sa bawat kompanya, at hindi sila statik.

Una, ang electron gun ay naglalabas ng isang beam ng elektron, na kinakailinan ng magnetic field at tumutubog sa substrate ng zirconia. Ang substrate na tinatakan ng mga elektron ay magiging gaseous state, at ang gaseous na zirconia ay kinakailinan patungo sa ibabaw ng blade upang magsimula magtubo. Ang zirconia ay magtubo bilang maliit na stick na may sukat ng 1 micron ang diyametro at 50 micron ang haba, kumukubkob sikat sa ibabaw ng mga dahon nang walang porenang nakakaloob. Dahil hindi ito isang buong piraso ng ceramic, maaaring gumalaw nang kaunti ang mga maliit na stick relatibo sa bawat isa nang hindi bumabago ang buong piraso, na naglulutas sa problema ng pagwawasak na dulot ng deformasyon.

Ang zirconia ay may labis na mataas na katigasan at napakamababang thermal conductivity, na maaaring maabot ang isang napakasteep na temperatura gradient sa pagitan ng nickel substrate at ng mainit na core airflow. Sa pamamagitan ng panloob na pagsisiyahan at air film cooling, maaaring magtrabaho ang palayo ng mahabang panahon na may mataas na lakas at mataas na reliwablidad sa isang kapaligiran na malayong mas mainit kaysa sa sariling melting temperature nito.

Sa punto na ito, tapos na ang ibabaw ng palayo. Upang makapasok sa turbine wheel, kailangan din ng palayo ng isang pine-shaped o mortise at tenon na anyong blade root.

Gaya ng nabanggit sa itaas, bawat turbine blade ay nakakahawak ng higit sa sampung tonelada ng centrifugal lakas habang gumagana, at ang talampakan ng blade ay kinakailangang iproseso nang madaling. Ang nickel-based super alloy ay napakatakbo, taasang temperaturang resistant, at napakahirap iproseso.

Ipinagpilitan ang talampakan ng blade. Kinakapit ang palayo sa pamamagitan ng isang espesyal na fixture, at ang itaas at ibaba na grinding wheels na may ulep na heometriya (female mold) ay naggrind pabukas.

Ito ay magiging sanhi para mabilis ang pagkabigo ng grinding wheel, kaya't idinagdag ang isang positibong diamond grinding wheel sa labas ng dalawang grinding wheels upang patuloy na mag-grind sa grinding wheel at panatilihin itong gumagana. Ang industriyal na mga diamond sa diamond wheel ay tinatakda ng mga robot.

Matapos ang mga proseso at inspeksyon na ito, handa na ang blade na magtrabaho. Ito ay isa lamang sa bahagi ng isang propulsyon ng eroplano, at ang propulsyon ng eroplano ay isa lamang sa module sa eroplano.