Zrakoplovni motor je "srce" zrakoplova. Motori civilnih putničkih zrakoplova fokusirani su na sigurnost i pouzdanost, dok vojni motori također traže veći potisak na temelju toga, kao i maksimalni potisak kada je uključeno naknadno izgaranje. Vidi se da najjači igrač na polju zrakoplovnih motora moraju biti vojni zrakoplovni motori, a vojni se motori smatraju vrhuncem ljudske tehnologije. Zemlje koje su sposobne za istraživanje i razvoj, proizvodnju i proizvodnju zrakoplovnih motora općenito ne izvoze lako vlastitu tehnologiju. Izvoze samo gotove motore, a neke čak treba poslati natrag u zemlju podrijetla na održavanje. Koliko je teško izgraditi zrakoplovni motor? Poteškoća u njegovoj proizvodnji leži u njegovoj složenoj strukturi i zahtjevima visoke preciznosti, koji uključuju mnoge aspekte kao što su odabir materijala, dizajn, proizvodnja, kontrolni sustav i rigorozna testiranja. Pogledajmo to zajedno.
Teško za kopiranje i rastavljanje
Teškoća proizvodnje zrakoplovnih motora najprije se ogleda u težini kopiranja i rastavljanja. Izgled automobila ili zrakoplova može se kopirati obrnutim mapiranjem. Nepotrebno je reći da je automobile također lako kopirati. Postoje i kopije izgleda zrakoplova, poput bombardera Tu-160 i B-1B, ali kopiranje motora jednostavno je nemoguće bez intervencije crteža. Na primjer, motor serije CFM-56, glavni motor koji se trenutno koristi na putničkom zrakoplovu Boeing 737, proizveo je više od 20000 jedinica od svoje prve upotrebe 1974. do danas. Koristi se u gotovo svim putničkim zrakoplovima s jednim prolazom koje uglavnom proizvode Boeing i Airbus.
slika
Prilikom rastavljanja CFM-56, vidjet ćete da su lopatice motora prekrivene mnogo malih otvora za zrak veličine nokta. Bez pozicioniranja crteža nemoguće ih je kopirati. Jednom kada se rupe za zrak probuše u pogrešnom položaju, to će izravno utjecati na rasipanje topline lopatica, a ukupna izvedba replike bit će smanjena. Oslanjajući se na tehničke temelje CFM-56, GE je razvio motore koji se mogu koristiti na različitim modelima zrakoplova, izravno se natječući s Pratt & Whitney.
Materijali su teški za proizvodnju
Zrakoplovni motor je zapravo vrlo jednostavan. Uzmimo klasični CFM-56 motor kao primjer, uključujući niskotlačni kompresor, devetostupanjski visokotlačni kompresor, prvostupanjsku visokotlačnu turbinu, četverostupanjsku niskotlačnu turbinu i prstenasta komora za izgaranje u sredini. Međutim, te strukture imaju različite radne temperature i tlakove, što znači da su korišteni materijali različiti. Uzmimo lopatice turbine kao primjer. Radno okruženje je na tisuće stupnjeva Celzijusa, deseci tisuća okretaja u minuti, a napravljeni su od mješavine više metala u različitim omjerima.
slika
Budući da su lopatice u blizini komore za izgaranje podložne višim temperaturama, a materijali se koriste da izdrže visoke temperature, udjeli elemenata rijetkih metala su različiti. Ako se koriste svi isti materijali otporni na visoke temperature, jedinična cijena će biti visoka, a ekonomija loša. Za motore civilnih putničkih zrakoplova koji se koriste u komercijalne svrhe najbolje je da budu jeftini i jednostavni za korištenje.
Na isti način, osim lopatica turbine, različiti su i materijali korišteni u svakoj komponenti motora. Turbina motora CFM-56 koju koristi Boeing 737 izrađena je od visokotemperaturne legure, a neki drugi dijelovi koriste kompozitne materijale. Trenutno je popularniji kompozitni materijal na bazi smole. Pratt & Whitney F-119 vanjski prijemnik koristi ovaj materijal, koji može izdržati temperature od 400 stupnjeva Celzijusa, a cijena se također može kontrolirati.
slika
Visoka preciznost obrade
Ako imate napredne materijale i crteže, to ne znači da možete napraviti izvrstan zrakoplovni motor, jer je tehnologija obrade zadnja prepreka. Ventilator zrakoplovnog motora CFM-56 motora ima samo 1,55 metara u promjeru i 2,5 metara u duljinu. Mora proizvesti 86 kN potiska u tako malom prostoru. Možete zamisliti koliko je komplicirana tehnologija obrade.
Iz male perspektive, uzimajući kao primjer trenutne glavne monokristalne turbinske lopatice, postupak preciznog lijevanja zahtijeva pogrešku od 0.1 mm, kako bi se osiguralo da svaka lopatica može raditi normalno. Kako biste zajedno obrađivali različite materijale od legura, morate svladati vještine obrade i tehnike zavarivanja visokotemperaturnih legura. U isto vrijeme, rotor motora i lopatice rade velikom brzinom tijekom rada. Nedovoljna izrada znači da se motor brzo troši i ima kratak vijek trajanja, što izravno utječe na ekonomičnost.
slika
Visoki zahtjevi tehnologije također potiču učinkovitost rada zrakoplovnih motora. Uzimajući oštrice kao primjer, GE je razvio bešavnu oštricu sa stražnjim spojem. Na vanjskom kraju lopatice motora nalazi se softver izrađen od posebnog materijala koji se može koristiti kada lopatica radi. Besprijekorno se povezuje sa strukturom vanjskog prstena za poboljšanje učinkovitosti motora. Takvi mekani materijali imaju vrlo visoke zahtjeve za tehnologiju obrade. Ne samo da moraju održavati stabilnost, već moraju biti i ekonomični i zahtijevati malo održavanja. U suprotnom, dok se poboljšava učinkovitost motora, to će također povećati opterećenje zemaljskog osoblja, a ekonomska izvedba neće biti dovoljno očita.
Ukratko, iz perspektive obrnutog snimanja, materijala i tehnologije obrade, za zrakoplovne motore treba reći da su kruna područja industrijskog inženjerstva i simbol znanstvene i tehnološke snage zemlje.
Na temelju WS-10 "Taihang" motora, moja je zemlja neovisno razvila WS-20 turboventilatorski motor visokog omjera premosnice i visokog potiska za vojnu i civilnu upotrebu, koji je opremljen Y -20 strateški transportni zrakoplov. Naša zemlja također razvija Yangtze-1000Turboventilatorski motor s visokim omjerom premosnice za ugradnju na civilne zrakoplove C-919 i planira sastaviti i proizvesti motor svjetske klase LEAP-X "Safran" u zemlji . Istodobno se razvija i sljedeća generacija naprednih motora s velikim omjerom zaobilaznice s potiskom od 200 do 400 kN. Svi ovi projekti ukazuju na to da dolazi doba "ispuhavanja" kineskih motora s velikim omjerom zaobilaznice.
