Vom Feuer zum Flug: Entdecken Sie die Wunder der thermischen Technologie bei der Herstellung von Flugtriebwerken

Hemmungstechnik

Die hervorragenden Eigenschaften der Einkristall-Superlegierung sind hauptsächlich auf die Beseitigung der Korngrenzen der Einkristallklingen zurückzuführen, und die Rekristallisation verringert die Hochtemperaturbeständigkeit der ursprünglichen Einkristalllegierung erheblich. Nach dem Einkristall-Schaufelguss ist es notwendig, eine Gasfilm-Lochbearbeitung, ein Zapfenzahnschleifen, ein Seitenfräsen der Kantenplatte, ein Lochschweißen im Gussprozess der Schaufelspitze, eine Wärmebehandlung, eine Montage und andere Folgebearbeitungsarbeiten durchzuführen. Während des Motorbetriebs ist die Schaufel dem Aufprall heißer und kalter Luft sowie hohen Temperaturen, großer Belastung und heftigen Vibrationen bei Hochgeschwindigkeitsrotation ausgesetzt, und es ist eine Rekristallisation möglich. Es kam zu mehreren Ausfällen von Turbinenschaufeln. Daher hat die Forschung im In- und Ausland in den letzten Jahren die Wärmebehandlung vor der Wiederherstellung, das Aufkohlen, das Beschichten und Entfernen der Oberflächenverformungsschicht und andere verwandte Methoden eingeführt, um die Rekristallisation zu verhindern und den Rekristallisationsreparaturarbeiten Grenzverstärkungselemente hinzuzufügen.

3D-Drucktechnologie

Der 3D-Druck, auch Additive Fertigung genannt, integriert CAD, CAM, Pulvermetallurgie, Laserbearbeitung und andere Technologien. Mithilfe der 3D-Drucktechnologie können wir das Denken des „Gehirns“ in eine dreidimensionale Einheit umwandeln und das Bild eines Teils auf dem Computer in ein „reales“ Teil drucken. Die 3D-Drucktechnologie hat eine „revolutionäre“ Veränderung in der Fertigungstechnologie und im Verarbeitungskonzept bewirkt. Die Monash University in Australien hat erfolgreich das weltweit erste 3D-gedruckte Strahltriebwerk hergestellt. Gleichzeitig arbeitet das Unternehmen auch mit Boeing, der Airbus Group und der Safran Group zusammen, um 3D-gedruckte Triebwerksprototypen für Boeing und andere für Flugtests bereitzustellen. Mit der 3D-Drucktechnologie kann die Herstellungszeit von Motorteilen von drei Monaten auf sechs Tage verkürzt werden.

In China wurde die 3D-Drucktechnologie zur Reparatur und Wiederverwendung der Schaufelspitzen-Verschleißteile von Turbofan-Triebwerks-Hochdruckkompressor-Rotorblättern eingesetzt. Die 3D-Drucktechnologie wurde zur Herstellung nichttragender Teile und statischer Teile des Motors eingesetzt, die mechanischen Eigenschaften der Teile werden jedoch aktiv evaluiert, gleichzeitig wird die 3D-Drucktechnologie zur Herstellung von Motorrotorteilen und Lagerteilen eingesetzt usw. hat ebenfalls umfangreiche Untersuchungen durchgeführt.

Verarbeitungstechnologie der Blade-Abgaskante (Vorder- und Hinterkante).

Die Bearbeitungsqualität der Einlass- und Auslasskante von Flugtriebwerksschaufeln ist einer der Schlüsselfaktoren, die die aerodynamische Leistung von Flugtriebwerken beeinflussen. Die Einlass- und Auslasskante ist auch der defektanfällige Teil der Schaufel und der defektempfindliche Bereich der Titanlegierung. Eine große Anzahl von Motorausfällen wird durch Bearbeitungsfehler an der Einlass- und Auslasskante der Schaufel verursacht. Da die Einlass- und Auslasskante der Klinge der dünnste Teil der Klinge und der Klingenkante ist, ist ihre Steifigkeit schlecht und die Bearbeitungsverformung groß, und die Einlass- und Auslasskante der bearbeiteten Klinge erscheint oft quadratisch und spitz. Bei der Massenproduktion von Triebwerksschaufeln sind die zentralen technologischen Probleme einer hohen Effizienz und einer qualitativ hochwertigen Bearbeitung der Schaufelein- und -austrittskanten noch nicht vollständig gelöst.

Adaptive Verarbeitungstechnologie

Die adaptive Bearbeitungstechnologie ist in drei Formen unterteilt: adaptive Planung der Werkzeugpositionsbahn, adaptive Steuerung des numerischen Steuerungssystems und adaptive Bearbeitung kombiniert mit digitaler Erkennung [3]. In China wurde die adaptive Bearbeitungstechnologie erfolgreich bei der Präzisionsschmiede-/Walzbearbeitung von Schaufeln, der Reparatur beschädigter Schaufeln und der linearen Reibschweißbearbeitung monolithischer Schaufelscheiben eingesetzt. Obwohl die adaptive Bearbeitungstechnologie in Theorie und Praxis Durchbrüche und Entwicklungen erzielt hat, ist die technische Anwendung der adaptiven Bearbeitungstechnologie immer noch eine heiße Forschungstechnologie im Flugzeugtriebwerksbau.

Anti-Ermüdungs-Fertigungstechnologie

Materialermüdung und Oberflächenbearbeitungsfehler sind zu den Hauptursachen für Ausfälle von Flugzeugtriebwerksteilen geworden, und das Versagen hat sich zu einem wachsenden Trend entwickelt, so dass sich die „Anti-Ermüdungsfertigung“ zu einer beliebten Technologie im Flugzeugtriebwerksbau entwickelt hat. Anti-Ermüdungs-Fertigungstechnologie bezieht sich auf den Herstellungsprozess, der die Ermüdungslebensdauer von Teilen verbessert, indem er die Organisation und Spannungsverteilung von Materialien im Herstellungsprozess von Teilen ändert, ohne das Material und die Abschnittsgröße zu ändern. Die Ermüdungslebensdauer wird hauptsächlich durch Wärmebehandlung, Umgebungskorrosion, Oberflächenqualität, Spannungskonzentration, Oberflächenspannung und andere Faktoren beeinflusst. Die Hauptmethode der Anti-Ermüdungsfertigung besteht darin, die Spannungskonzentration zu reduzieren und die Oberflächenfestigkeit von Teilen zu verbessern. Durch die Reduzierung der Spannungskonzentration soll die Integrität der bearbeiteten Oberfläche sichergestellt werden. Die beste Möglichkeit, die Oberflächenfestigkeit von Teilen zu verbessern, ist das Kugelstrahlen. Im Zuge der Herstellung von Flugzeugtriebwerken gegen Ermüdungserscheinungen wurden eine Vielzahl neuer Kugelstrahlmedien im traditionellen Kugelstrahlverfahren entwickelt, und die neuen Technologien des Laser-Kugelstrahlens, des Ultraschall-Kugelstrahlens und des Hochdruck-Wasser-Kugelstrahlens wurden weithin eingesetzt .

Technologie zur Verhinderung von Vogelschlag

Das häufige Auftreten von Vogelschlägen ist zu einem unvermeidbaren Problem bei der Entwicklung von Flugtriebwerken geworden, und es wurden umfangreiche Forschungsarbeiten im In- und Ausland durchgeführt. Im Juli 2015 veröffentlichte die US-Luftfahrtbehörde FAA die Bekanntmachung „Anforderungen an Vogelschlag für Transportflugzeuge“, in der nicht nur spezifische Anforderungen und Vorschriften für die künftige Verhinderung von Vogelschlag und Verletzungen durch Fremdkörper an Flugzeugtriebwerken festgelegt, sondern auch auf eine weitere Neuerung hingewiesen wurde Forschungsrichtung für die Entwicklung neuer Motormaterialien und neuer Strukturherstellungstechnologien.