Від вогню до польоту: Відкриття чудес термальної технології у виготовленні авіадвигунів. Реkrисталізація

Технологія запобігання

Чудові властивості одно kristalnoї супералея головним чином пов'язані з вилученням меж зрінок одно kristalnikh лопаток, і реkristalizatsія значно зменшуватиме високотемпературну стійкість початкового одно kristalnoho сплаву. Після виливання одно kristalnoї лопатки необхідно провести обробку газової фільмої дірки, заспівання зубців, фрезерування боків пластини, зварювання технологічної дірки на краю лопатки, термічну обробку, збірку та іншу наступну обробку. У процесі роботи двигуна лопатка піддається впливу гарячого і холодного повітря, високої температури, великої навантаження та жорстоких вibracій під час високоскоростного обертання, що може призвести до реkristalizatsії. Було декілька випадків виходу з ладу турбінних лопаток. Тому у останні роки дослідження в країні та за кордоном використовують передterмічну обробку, carburizing, нанесення покриття та вилучення поверхневого деформованого шару та інші пов'язані методи для запобігання реkristalizatsії та додавання елементів усилення меж у роботі по ремонту реkristalizatsії.

Технологія 3D друку

3D друк, який також називають адитивним виробництвом, інтегрує комп'ютерно-輔доване проектування (CAD), комп'ютерно-вспомоганий виробничий процес (CAM), порошкову металиургію, лазерну обробку та інші технології. Використовуючи технологію 3D друку, ми можемо перетворити мислення "мозку" у тривимірну сутність, а також надрукувати зображення деталі на комп'ютері у "реальну" деталь. Технологія 3D друку зробила "революційну" зміну у концепції виробництва та обробки. Університет Монаша в Австралії успішно виготовив перший у світі 3D надрукований реактивний двигун. При цьому він також співпрацює з компаніями Boeing, Airbus Group та Safran Group для надання 3D надрукованих прототипів двигунів для польотних тестів Boeing та інших. Завдяки технології 3D друку час виготовлення деталей двигуна можна зменшити з трьох місяців до шести днів.

У Китаї технологія 3D-друку була використана для ремонту та повторного використання частин зношеного краю лопатки турбовентиляційного двигуна високотискового компресора роторних лопаток. Технологія 3D-друку вже використовувалася для виготовлення ненавантажених деталей та статичних деталей на двигуні, але механічні властивості деталей активно оцінюються, одночасно проводиться широке дослідження щодо використання технології 3D-друку для виготовлення роторних деталей двигуна, навантажених деталей тощо.

Технологія обробки вихідного краю лопатки (переднього та заднього краю)

Якість обробки вхідного і вихідного краю лопатки авіаційного двигуна є одним з ключових факторів, що впливають на аеродинамічні характеристики двигуна. Вхідний і вихідний край також є частиною лопатки, уязвимою до дефектів, та чутливим районом для титанового сплаву. Багато подій виходу з ладу двигунів викликано дефектами обробки вхідного і вихідного краю лопатки. Оскільки вхідний і вихідний край лопатки є найтоншою частиною лопатки і її краєм, її жорстискість слабка, а деформація при обробці велика, часто виникає квадратна або заострена форма вхідного і вихідного краю обробленої лопатки. У масовому виробництві лопаток двигуна проблеми ефективної і якісної обробки вхідного і вихідного краю лопатки ще не було повністю вирішено.

Адаптивна технологія обробки

Технологія адаптивної обробки розділяється на три форми, а саме: адаптивне планування траєкторії положення інструмента, адаптивний контроль системи числового керування та адаптивна обробка, поєднана з цифровим вимірюванням [3]. В Китаї технологія адаптивної обробки була успішно застосована для точкової ковкування/валцювання лопаток, відновлення пошкоджених лопаток та обробки дисків циліндричних лопаток методом лінійного тривіяного сварювання. Незважаючи на досягнення та розвиток у теоретичній та практичній областях технології адаптивної обробки, її інженерне застосування все ще є популярною дослідальною технологією у виробництві авіадвигунів.

Технологія протидії втомленню

Втомлювання матеріалу та дефекти обробки поверхні стали головними причинами викину частинок авіамоторів, причому такий викин здобуває все більше розмаху, тому "антивтомлівне виробництво" стало популярною технологією у виробництві авіамоторів. Антивтомлівна технологія виробництва - це процес виготовлення, який покращує втомний ресурс деталей шляхом зміни організації та розподілу напружень матеріалу під час виготовлення деталей без зміни матеріалу та розміру перерізу. Втомний ресурс головним чином впливають термічна обробка, елементарна корозія, якість поверхні, концентрація напружень, поверхневі напруження та інші фактори. Головний метод антивтомлівного виробництва полягає у зменшенні концентрації напружень та покращенні міцності поверхні деталей. Зменшення концентрації напружень полягає у забезпеченні цілісності обробленої поверхні, а найкращим способом покращення міцності поверхні деталей є гранатування. У процесі антивтомлівного виробництва авіамоторів було розроблено кілька нових типів гранат для традиційного гранатування, а також широко застосовуються нові технології лазерного гранатування, ультразвукового гранатування та гранатування високотисковою водою.

Технологія запобігання зіткнення з птахами

Часті випадки зіткнень з птахами стали незмінною проблемою у розвитку авіадвигунів, і проводяться широкомасштабні дослідження як в країнах Східного, так і Західного напряму. В липні 2015 року США, Агенство FAA опублікувало повідомлення "Вимоги щодо зіткнень з птахами для транспортних літаків", яке не тільки поставило конкретні вимоги та регуляції щодо майбутнього запобігання зіткнень з птахами та порань з іншими об'єктами для двигунів літаків, але й вказало новий напрямок досліджень для розробки нових матеріалів двигунів та технологій виготовлення нових структур.