ทำไมเครื่องยนต์อากาศยานใช้ใบมีดแบบอินทิกรัล? พวกเขาเป็นกุญแจสำคัญในการบิน!

เครื่องยนต์อากาศยานเป็น "หัวใจ" ของเครื่องบินและเป็นที่รู้จักกันในนาม "มงกุฎอัญมณีแห่งอุตสาหกรรม" การผลิตรวมเทคโนโลยีที่ทันสมัยมากมายในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุการประมวลผลเชิงกลอุณหพลศาสตร์และสาขาอื่น ๆ เนื่องจากประเทศมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นและสูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพของเครื่องยนต์โครงสร้างใหม่เทคโนโลยีใหม่และกระบวนการใหม่ในการวิจัยและพัฒนาและการประยุกต์ใช้ยังคงท้าทายจุดสูงสุดของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ หนึ่งในปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงอัตราส่วนแรงผลักดันต่อน้ำหนักของเครื่องยนต์อากาศยานคือดิสก์ใบมีดอินทิกรัล

ข้อดีของ Blisks

ก่อนการเกิดขึ้นของดิสก์ใบมีดอินทิกรัลใบพัดใบพัดของเครื่องยนต์จะต้องเชื่อมต่อกับดิสก์ล้อผ่านเดือยร่องและร่องเดือยและอุปกรณ์ล็อค แต่โครงสร้างนี้ค่อยๆไม่สามารถตอบสนองความต้องการของเครื่องยนต์เครื่องบินประสิทธิภาพสูง ดิสก์ใบมีดอินทิกรัลที่รวมใบพัดใบพัดเครื่องยนต์และดิสก์ล้อได้รับการออกแบบและตอนนี้ได้กลายเป็นโครงสร้างที่ต้องมีสำหรับเครื่องยนต์อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์ทหารและเครื่องบินพลเรือนและมีข้อได้เปรียบดังต่อไปนี้

1.การลดน้ำหนัก:เนื่องจากขอบของแผ่นดิสก์ล้อไม่จำเป็นต้องกลึงเพื่อติดตั้งลิ้นและร่องสำหรับการติดตั้งใบมีดขนาดรัศมีของขอบจะลดลงอย่างมากดังนั้นการลดมวลของโรเตอร์อย่างมีนัยสำคัญ

2.ลดจำนวนชิ้นส่วน:นอกเหนือจากความจริงที่ว่าดิสก์ล้อและใบมีดรวมอยู่การลดอุปกรณ์ล็อคก็เป็นเหตุผลสำคัญเช่นกัน เครื่องยนต์อากาศยานมีข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างมากเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือและโครงสร้างโรเตอร์ที่เรียบง่ายมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือ

3. ลดการสูญเสียการไหลของอากาศ:การสูญเสียการหลบหนีที่เกิดจากช่องว่างในวิธีการเชื่อมต่อแบบดั้งเดิมจะถูกกำจัดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีขึ้นและแรงขับเพิ่มขึ้น

จุดระเบิดซึ่งลดน้ำหนักและเพิ่มแรงขับไม่ใช่ "ไข่มุก" ที่ง่ายต่อการได้รับ ในอีกด้านหนึ่งความมีชีวิตชีวาส่วนใหญ่ทำจากวัสดุที่ยากต่อการประมวลผลเช่นโลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมอุณหภูมิสูง ในทางกลับกันใบมีดของมันบางและรูปร่างใบมีดนั้นซับซ้อนซึ่งทำให้ความต้องการเทคโนโลยีการผลิตสูงมาก นอกจากนี้เมื่อใบพัดใบพัดได้รับความเสียหายพวกเขาจะไม่สามารถเปลี่ยนเป็นรายบุคคลได้ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายและเทคโนโลยีการซ่อมแซมเป็นอีกปัญหาหนึ่ง

การผลิต Blisks

ในปัจจุบันมีสามเทคโนโลยีหลักสำหรับการผลิตใบมีดอินทิกรัล

การโม่ซีเอ็นซีห้าแกน

การกัดซีเอ็นซีห้าแกนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต Blisks เนื่องจากข้อดีของการตอบสนองอย่างรวดเร็วความน่าเชื่อถือสูงความยืดหยุ่นในการประมวลผลที่ดีและรอบการเตรียมการผลิตระยะสั้น วิธีการกัดหลักรวมถึงการกัดด้านข้างการกัดกระโดดและการกัด cycloidal ปัจจัยสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าความสำเร็จของ Blisks ได้แก่ :

เครื่องมือเครื่องห้าแกนที่มีคุณสมบัติแบบไดนามิกที่ดี

ซอฟต์แวร์ CAM ระดับมืออาชีพที่ได้รับการปรับปรุง

เครื่องมือและความรู้แอปพลิเคชันที่อุทิศให้กับการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียม/การประมวลผลอุณหภูมิสูง

เครื่องจักรกลไฟฟ้า

การตัดเฉือนเคมีไฟฟ้าเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมสำหรับการตัดช่องทางของดิสก์ใบมีดแบบอินทิกรัลของเครื่องยนต์อากาศยาน มีเทคโนโลยีการตัดเฉือนหลายอย่างในการตัดเฉือนทางเคมีไฟฟ้ารวมถึงการตัดเฉือนแขนอิเล็กโทรไลต์การตัดเฉือนอิเล็กโทรไลต์คอนทัวร์และการตัดเฉือนอิเล็กโทรไลต์ CNC

เนื่องจากการตัดเฉือนเคมีไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้คุณสมบัติของการสลายตัวของโลหะที่ขั้วบวกในอิเล็กโทรไลต์ส่วนแคโทดจะไม่ได้รับความเสียหายเมื่อใช้เทคโนโลยีการตัดเฉือนไฟฟ้าเคมีและชิ้นงานจะไม่ได้รับผลกระทบจากแรงตัดความร้อนด้วยเครื่องจักร ฯลฯ

นอกจากนี้เมื่อเทียบกับการกัดห้าแกนเวลาทำงานของการตัดเฉือนทางเคมีไฟฟ้าจะลดลงอย่างมากและสามารถใช้ในการตัดเฉือนแบบกึ่งหยาบและขั้นตอนการตกแต่ง ไม่จำเป็นต้องขัดด้วยตนเองหลังจากการตัดเฉือน ดังนั้นจึงเป็นหนึ่งในทิศทางการพัฒนาที่สำคัญของการประมวลผลช่องสัญญาณอินทิกรัลของเครื่องบิน

การเชื่อม

ใบมีดจะถูกประมวลผลแยกต่างหากจากนั้นเชื่อมกับดิสก์ใบมีดโดยการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนการเชื่อมแรงเสียดทานเชิงเส้นหรือพันธะการแพร่กระจายของโซลิดสเตตสุญญากาศ ข้อได้เปรียบคือมันสามารถใช้สำหรับการผลิตดิสก์ใบมีดอินทิกรัลด้วยใบมีดที่ไม่สอดคล้องกันและวัสดุดิสก์

กระบวนการเชื่อมมีความต้องการสูงเกี่ยวกับคุณภาพของการเชื่อมใบมีดซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของดิสก์ใบมีดโดยรวมของเครื่องยนต์เครื่องบิน นอกจากนี้เนื่องจากรูปร่างที่แท้จริงของใบมีดที่ใช้ในดิสก์ใบมีดเชื่อมนั้นไม่สอดคล้องกันตำแหน่งของใบมีดหลังจากการเชื่อมนั้นไม่สอดคล้องกันเนื่องจากข้อ จำกัด ของความแม่นยำในการเชื่อม

นอกจากนี้การเชื่อมเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญมากในการซ่อมแซมใบมีด ในหมู่พวกเขาการเชื่อมแรงเสียดทานเชิงเส้นเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมเฟสที่เป็นของแข็งมีคุณภาพการเชื่อมสูงและการทำซ้ำที่ดี มันเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการเชื่อมที่น่าเชื่อถือและน่าเชื่อถือมากขึ้นสำหรับการเชื่อมส่วนประกอบเครื่องยนต์ของเครื่องยนต์อากาศยานต่อน้ำหนักแรงดันสูงต่อน้ำหนัก

แอปพลิเคชันของ Blisk

1. เอ็นจิ้นเครื่องบิน EJ200

เอ็นจิ้นเครื่องบิน EJ200 มีพัดลม 3- ทั้งหมดและ 5- คอมเพรสเซอร์แรงดันสูงระยะ ใบมีดเดี่ยวเชื่อมกับแผ่นดิสก์ล้อด้วยลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อสร้างดิสก์ใบมีดแบบอินทิกรัลซึ่งใช้ในพัดลมระยะที่ 3 และคอมเพรสเซอร์แรงดันสูงระยะที่ 1 ดิสก์ใบมีดแบบอินทิกรัลไม่ได้เชื่อมร่วมกับใบพัดของขั้นตอนอื่น ๆ เพื่อสร้างโรเตอร์อินทิกรัลหลายขั้นตอน แต่เชื่อมต่อกับสลักเกลียวสั้น โดยทั่วไปแล้วมันอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการประยุกต์ใช้ดิสก์เบลดอินทิกรัล

2. เครื่องยนต์เทอร์โบ F414

ในเครื่องยนต์ Turbofan F414 ขั้นตอนที่ 2 และ 3 ของพัดลม 3-} และ 3 ขั้นตอนแรกของคอมเพรสเซอร์แรงดันสูงขั้นที่ 7 ใช้ใบมีดอินทิกรัลซึ่งถูกประมวลผลด้วยวิธีการทางเคมีไฟฟ้า GE ได้พัฒนาวิธีการซ่อมแซมที่เป็นไปได้ บนพื้นฐานนี้ใบมีดอินทิกรัลของขั้นตอนที่ 2 และ 3 ของพัดลมจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโรเตอร์อินทิกรัลและขั้นตอนที่ 1 และ 2 ของคอมเพรสเซอร์จะเชื่อมเข้าด้วยกันลดน้ำหนักของโรเตอร์และปรับปรุงความทนทานของเครื่องยนต์

เมื่อเปรียบเทียบกับ EJ200 F414 ได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมากในการประยุกต์ใช้ใบมีดอินทิกรัล

3. f 119- pw -100 เครื่องยนต์

พัดลม 3- พัดลมและ 6- คอมเพรสเซอร์แรงดันสูงเวทีทั้งหมดใช้ใบมีดอินทิกรัลและใบพัดพัดลมระยะที่ 1 นั้นเป็นกลวง ใบมีดกลวงจะเชื่อมกับแผ่นดิสก์ล้อผ่านการเชื่อมแรงเสียดทานเชิงเส้นเพื่อสร้างใบมีดแบบอินทิกรัลซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักของโรเตอร์ของขั้นตอนนี้ 32 กิโลกรัม

4. เครื่องยนต์ BR715

ในเครื่องยนต์พลเรือนขนาดใหญ่มีการใช้ดิสก์เบลดอินทิกรัล เครื่องยนต์ BR715 ใช้เทคโนโลยีการกัดซีเอ็นซีห้าแกนเพื่อประมวลผลดิสก์ใบมีดอินทิกรัลซึ่งใช้กับคอมเพรสเซอร์ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ขั้นที่สองหลังจากพัดลมและดิสก์ใบมีดด้านหน้าและด้านหลังจะเชื่อมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโรเตอร์ มันถูกใช้กับโบอิ้ง 717