Ο κινητήρας του αεροσκάφους είναι η "καρδιά" του αεροσκάφους και είναι επίσης γνωστός ως "Κόσμος Κόσμου της Βιομηχανίας". Η κατασκευή της ενσωματώνει πολλές τεχνολογίες αιχμής στη σύγχρονη βιομηχανία, που περιλαμβάνουν υλικά, μηχανική επεξεργασία, θερμοδυναμική και άλλους τομείς. Καθώς οι χώρες έχουν υψηλότερες και υψηλότερες απαιτήσεις για την απόδοση του κινητήρα, οι νέες δομές, οι νέες τεχνολογίες και οι νέες διαδικασίες στην έρευνα και την ανάπτυξη και την εφαρμογή εξακολουθούν να αμφισβητούν συνεχώς την κορυφή της σύγχρονης βιομηχανίας. Ένας από τους σημαντικούς παράγοντες για τη βελτίωση της αναλογίας ώθησης προς βάρος των κινητήρων αεροσκαφών είναι ο ενσωματωμένος δίσκος λεπίδων.
Πλεονεκτήματα του Blisks
Πριν από την εμφάνιση του ενσωματωμένου δίσκου λεπίδων, οι λεπίδες του δρομέα του κινητήρα έπρεπε να συνδεθούν με το δίσκο των τροχών μέσω αυλακώσεων και συσκευών κλειδώματος, αλλά αυτή η δομή απέτυχε σταδιακά να καλύψει τις ανάγκες των κινητήρων αεροσκαφών υψηλής απόδοσης. Ο ενσωματωμένος δίσκος λεπίδων που ενσωματώνει τις λεπίδες του ρότορα του κινητήρα και ο δίσκος τροχού σχεδιάστηκε και έχει γίνει τώρα μια δομή που πρέπει να έχει για κινητήρες υψηλής αναλογίας ώθησης σε βάρος. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε μηχανές στρατιωτικών και πολιτικών αεροσκαφών και έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα.
1.Απώλεια βάρους:Δεδομένου ότι το χείλος του δίσκου του τροχού δεν χρειάζεται να επεξεργαστεί για την εγκατάσταση της γλώσσας και της αυλάκωσης για την εγκατάσταση των λεπίδων, το ακτινικό μέγεθος του χείλους μπορεί να μειωθεί σημαντικά,μειώνοντας έτσι σημαντικά τη μάζα του ρότορα.
2.Μειώστε τον αριθμό των εξαρτημάτων:Εκτός από το γεγονός ότι ο δίσκος του τροχού και οι λεπίδες είναι ενσωματωμένες, η μείωση των συσκευών ασφάλισης είναι επίσης ένας σημαντικός λόγος. Οι κινητήρες αεροσκαφών έχουν εξαιρετικά αυστηρές απαιτήσεις για την αξιοπιστία και μια απλοποιημένη δομή του ρότορα διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της αξιοπιστίας.
3. Ενεργοποιήστε την απώλεια ροής αέρα:Η απώλεια διαφυγής που προκαλείται από το κενό στην παραδοσιακή μέθοδο σύνδεσης εξαλείφεται, η απόδοση του κινητήρα βελτιώνεται και η ώθηση αυξάνεται.
Το blisk, το οποίο μειώνει το βάρος και αυξάνει την ώθηση, δεν είναι ένα εύκολο "μαργαριτάρι" για να αποκτηθεί. Από τη μία πλευρά, το blisk είναι κυρίως κατασκευασμένο από δύσκολο να επεξεργαστεί υλικά όπως το κράμα τιτανίου και το κράμα υψηλής θερμοκρασίας. Από την άλλη πλευρά, οι λεπίδες του είναι λεπτές και το σχήμα της λεπίδας είναι πολύπλοκο, γεγονός που θέτει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις στην τεχνολογία κατασκευής. Επιπλέον, όταν οι λεπίδες του ρότορα είναι κατεστραμμένες, δεν μπορούν να αντικατασταθούν μεμονωμένα, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει τη διάσπαση του blisk και η τεχνολογία επισκευής είναι ένα άλλο πρόβλημα.
Κατασκευή blisks
Προς το παρόν, υπάρχουν τρεις κύριες τεχνολογίες για την κατασκευή ολοκληρωμένων λεπίδων.
Άλεση CNC πέντε αξόνων
Η άλεση CNC πέντε αξόνων χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή blisks λόγω των πλεονεκτημάτων της ταχείας αντίδρασης, της υψηλής αξιοπιστίας, της καλής ευελιξίας επεξεργασίας και του κύκλου προετοιμασίας μικρού παραγωγής. Οι κύριες μέθοδοι άλεσης περιλαμβάνουν την πλευρική άλεση, την άλεση και την κυκλική άλεση. Οι βασικοί παράγοντες για την εξασφάλιση της επιτυχίας των blisks περιλαμβάνουν:
Εργαλεία μηχανών πέντε αξόνων με καλά δυναμικά χαρακτηριστικά
Βελτιστοποιημένο επαγγελματικό λογισμικό CAM
Εργαλεία και γνώσεις εφαρμογών αφιερωμένες στο κράμα τιτανίου/επεξεργασία κράματος υψηλής θερμοκρασίας
Ηλεκτροχημική κατεργασία
Η ηλεκτροχημική κατεργασία είναι μια εξαιρετική μέθοδος για την επεξεργασία των καναλιών των ενσωματωμένων δίσκων λεπίδων των κινητήρων αεροσκαφών. Υπάρχουν αρκετές τεχνολογίες κατεργασίας στην ηλεκτροχημική κατεργασία, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής μηχανής ηλεκτρολυτικού μανικιού, της ηλεκτρολυτικής μηχανικής επεξεργασίας περιγράμματος και της ηλεκτρολυτικής κατεργασίας CNC.
Δεδομένου ότι η ηλεκτροχημική κατεργασία χρησιμοποιεί κυρίως την ιδιότητα της διάλυσης μετάλλων στην άνοδο στον ηλεκτρολύτη, το τμήμα της καθόδου δεν θα υποστεί βλάβη όταν εφαρμόζεται η τεχνολογία ηλεκτροχημικής μηχανικής κατεργασίας και το τεμάχιο εργασίας δεν θα επηρεαστεί από τη δύναμη κοπής, τη μηχανική θέρμανση κλπ. Κατά τη διάρκεια της μηχανικής μηχανής, μειώνοντας έτσι το υπολειμματικό στρες του ενσωματωμένου καναλιού καναλιού του κινητήρα μετά από μηχανοκίνητα.
Επιπλέον, σε σύγκριση με την άλεση πέντε αξόνων, οι ώρες εργασίας της ηλεκτροχημικής μηχανικής κατεργασίας μειώνονται σημαντικά και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα στάδια της ακατέργαστης κατεργασίας, των ημι-φινιρίσματος και της τελικής. Δεν υπάρχει ανάγκη για χειροκίνητη στίλβωση μετά την κατεργασία. Ως εκ τούτου, είναι μια από τις σημαντικές κατευθύνσεις ανάπτυξης της επεξεργασίας του καναλιού του αεροσκάφους του αεροσκάφους.
Συγκόλληση
Οι λεπίδες επεξεργάζονται ξεχωριστά και στη συνέχεια συγκολλούνται στον δίσκο λεπίδας με συγκόλληση δέσμης ηλεκτρονίων, συγκόλληση γραμμικής τριβής ή σύνδεση διάχυσης στερεάς κατάστασης. Το πλεονέκτημα είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ενσωματωμένων δίσκων λεπίδων με ασυνεπή λεπίδα και υλικά δίσκων.
Η διαδικασία συγκόλλησης έχει υψηλές απαιτήσεις σχετικά με την ποιότητα της συγκόλλησης των λεπίδων, η οποία επηρεάζει άμεσα την απόδοση και την αξιοπιστία του συνολικού δίσκου λεπίδας του κινητήρα του αεροσκάφους. Επιπλέον, δεδομένου ότι τα πραγματικά σχήματα των λεπίδων που χρησιμοποιούνται στο δίσκο συγκολλημένων λεπίδων δεν είναι συνεπείς, οι θέσεις των λεπίδων μετά τη συγκόλληση δεν είναι συνεπείς λόγω του περιορισμού της ακρίβειας συγκόλλησης και η προσαρμοστική τεχνολογία επεξεργασίας απαιτείται για την εκτέλεση εξατομικευμένης άλεσης CNC ακρίβειας για κάθε λεπίδα.
Επιπλέον, η συγκόλληση είναι μια πολύ σημαντική τεχνολογία στην επισκευή των ολοκληρωμένων λεπίδων. Μεταξύ αυτών, η γραμμική συγκόλληση τριβής, ως τεχνολογία συγκόλλησης στερεάς φάσης, έχει υψηλή ποιότητα συγκόλλησης και καλή αναπαραγωγιμότητα. Είναι μια από τις πιο αξιόπιστες και αξιόπιστες τεχνολογίες συγκόλλησης για τη συγκόλληση υψηλών εξαρτημάτων ρότορα κινητήρα αεροσκάφους.
Εφαρμογή του blisk
1.
Ο κινητήρας αεροσκαφών EJ200 διαθέτει συνολικά ανεμιστήρες 3- και 5- συμπιεστές υψηλής πίεσης. Οι μεμονωμένες λεπίδες είναι συγκολλημένες στο δίσκο του τροχού με δέσμη ηλεκτρονίων για να σχηματίσουν έναν ενσωματωμένο δίσκο λεπίδων, ο οποίος χρησιμοποιείται στον ανεμιστήρα 3ου σταδίου και στον συμπιεστή υψηλής πίεσης 1ης στάσης. Ο ενσωματωμένος δίσκος λεπίδας δεν συγκολλείται μαζί με τους ρότορες άλλων σταδίων για να σχηματίσουν έναν ενσωματωμένο ρότορα πολλαπλών σταδίων, αλλά συνδέεται με μικρά μπουλόνια. Σε γενικές γραμμές, βρίσκεται στο αρχικό στάδιο της εφαρμογής ολοκληρωμένων δίσκων λεπίδων.
2. F414 Turbofan Engine
Στον κινητήρα Turbofan F414, το 2ο και 3ο στάδιο του ανεμιστήρα 3- και τα πρώτα 3 στάδια του συμπιεστού υψηλής πίεσης του 7ου σταδίου χρησιμοποιούν ολοκληρωμένες λεπίδες, τα οποία επεξεργάζονται με ηλεκτροχημικές μεθόδους. Η GE έχει επίσης αναπτύξει μια εφικτή μέθοδο επισκευής. Σε αυτή τη βάση, τα ολοκληρωμένα πτερύγια του 2ου και 3ου σταδίου του ανεμιστήρα συγκολλούνται μαζί για να σχηματίσουν έναν ολοκληρωμένο ρότορα και τα 1ο και 2ο στάδιο του συμπιεστή συγκολλούνται επίσης μαζί, μειώνοντας περαιτέρω το βάρος του ρότορα και βελτιώνοντας την ανθεκτικότητα του κινητήρα.
Σε σύγκριση με το EJ200, το F414 έχει κάνει ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός στην εφαρμογή των ολοκληρωμένων λεπίδων.
3. F 119- pw -100 κινητήρα
Ο ανεμιστήρας 3- stage και 6- συμπιεστής υψηλής πίεσης του σταδίου χρησιμοποιούν ενσωματωμένες λεπίδες και οι λεπίδες ανεμιστήρα 1ου σταδίου είναι κοίλες. Οι κοίλες λεπίδες συγκολλούνται στο δίσκο του τροχού μέσω της συγκόλλησης γραμμικής τριβής για να σχηματίσουν μια ολοκληρωμένη λεπίδα, η οποία μειώνει το βάρος του ρότορα αυτού του σταδίου κατά 32kg.
4.
Σε μεγάλους πολιτικούς κινητήρες, έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ο ολοκληρωμένος δίσκος λεπίδας. Ο κινητήρας BR715 χρησιμοποιεί τεχνολογία φρεζαρίσματος CNC πέντε αξόνων για να επεξεργαστεί τον ενσωματωμένο δίσκο λεπίδων, ο οποίος χρησιμοποιείται στον συμπιεστή υπερσυμπιεστή δευτέρου σταδίου μετά τον ανεμιστήρα και οι δίσκοι των εμπρός και οπίσθιων ολοκληρωμένων λεπίδων συγκολλούνται μαζί για να σχηματίσουν έναν ολοκληρωμένο ρότορα. Χρησιμοποιείται στο Boeing 717.
