Lentokoneen moottori on lentokoneen "sydän". Siviilimatkustajalentokoneiden moottorit keskittyvät turvallisuuteen ja luotettavuuteen, kun taas sotilasmoottorit tavoittelevat tällä perusteella myös suurempaa työntövoimaa sekä maksimityöntövoimaa, kun jälkipoltin kytketään päälle. Voidaan nähdä, että lentomoottoreiden vahvimman toimijan on oltava sotilaslentokoneiden moottoreita, ja sotilasmoottoreita pidetään ihmistekniikan huipulla. Maat, jotka pystyvät t&k-toimintaan, valmistamaan ja valmistamaan ilmailu- ja avaruusmoottoreita, eivät yleensä vie helposti omaa teknologiaansa. He vievät vain valmiita moottoreita, ja osa on jopa lähetettävä takaisin alkuperämaahan huoltoa varten. Kuinka vaikeaa lentokoneen moottorin rakentaminen on? Sen valmistuksen vaikeus piilee sen monimutkaisessa rakenteessa ja korkean tarkkuuden vaatimuksissa, joihin liittyy monia näkökohtia, kuten materiaalin valinta, suunnittelu, valmistus, ohjausjärjestelmä ja tiukka testaus. Katsotaanpa sitä yhdessä.
Vaikea kopioida ja purkaa
Lentokoneen valmistuksen vaikeus näkyy ensin kopioimisen ja purkamisen vaikeudessa. Auton tai lentokoneen ulkonäkö voidaan kopioida käänteisellä kartoituksella. Sanomattakin on selvää, että autoja on myös helppo kopioida. On olemassa myös lentokoneiden ulkoasukopioita, kuten Tu-160 ja B-1B pommikoneista, mutta moottorikopiointi on yksinkertaisesti mahdotonta ilman piirustusten puuttumista. Esimerkiksi CFM-56-sarjan moottori, Boeing 737 -matkustajalentokoneissa tällä hetkellä käytetty valtavirran moottori, on tuottanut yli 20,{5}} yksikköä ensimmäisestä toiminnasta vuonna 1974 tähän päivään. Sitä käytetään lähes kaikissa yksikäytäväisissä matkustajalentokoneissa, jotka pääasiallisesti valmistavat Boeing ja Airbus.
kuva
Kun irrotat CFM:n-56, huomaat, että moottorin siivet on peitetty useilla pienillä, noin kynnen kokoisilla ilmarei'illä. Ilman paikannuspiirustuksia on mahdotonta kopioida niitä. Kun ilmareiät on lävistetty väärään asentoon, se vaikuttaa suoraan terien lämmönpoistoon ja kopion yleinen suorituskyky heikkenee. CFM:n-56 tekniseen perustaan tukeutuen GE on kehittänyt moottoreita, joita voidaan käyttää useissa lentokonemalleissa ja jotka kilpailevat suoraan Pratt & Whitneyn kanssa.
Materiaalit ovat vaikeita valmistaa
Lentokone on itse asiassa hyvin yksinkertainen. Otetaan esimerkkinä klassinen CFM{0}}-moottori, mukaan lukien matalapainekompressori, yhdeksänvaiheinen korkeapainekompressori, ensimmäisen vaiheen korkeapaineturbiini, nelivaiheinen matalapaineturbiini ja keskellä rengasmainen polttokammio. Näillä rakenteilla on kuitenkin erilaiset käyttölämpötila- ja paineympäristöt, mikä tarkoittaa, että käytetyt materiaalit ovat erilaisia. Otetaan esimerkkinä turbiinin siivet. Työympäristö on tuhansia celsiusasteita, kymmeniä tuhansia kierroksia minuutissa, ja ne on valmistettu useiden eri suhteiden metallien seoksesta.
kuva
Koska polttokammion lähellä olevat siivet altistuvat korkeammille lämpötiloille ja materiaaleja käytetään kestämään korkeita lämpötiloja, harvinaisten metallielementtien suhteet ovat erilaiset. Jos käytetään kaikkia samoja korkeita lämpötiloja kestäviä materiaaleja, yksikköhinta on korkea ja taloudellinen huono. Kaupallisesti käytettävien siviilimatkustajalentokoneiden moottoreiden on parasta olla halpoja ja helppokäyttöisiä.
Samalla tavalla turbiinien siipien lisäksi myös kussakin moottorikomponentissa käytetyt materiaalit ovat erilaisia. Boeing 737:n käyttämä CFM{0}}-moottoriturbiini on valmistettu korkean lämpötilan metalliseoksesta, ja jotkin muut osat käyttävät komposiittimateriaaleja. Tällä hetkellä suositumpi on hartsipohjainen komposiittimateriaali. Pratt & Whitneyn F-119 ulkoinen kanavavastaanotin käyttää tätä materiaalia, joka kestää 400 celsiusasteen lämpötiloja, ja kustannuksia voidaan myös hallita.
kuva
Korkea käsittelyn tarkkuus
Jos sinulla on edistyksellisiä materiaaleja ja piirustuksia, se ei tarkoita, että voit luoda erinomaisen lentokoneen moottorin, koska käsittelytekniikka on viimeinen este. CFM{0}}-moottorin tuulettimen halkaisija on vain 1,55 metriä ja pituus 2,5 metriä. Sen on tuotettava 86 kN työntövoimaa niin pienessä tilassa. Voit kuvitella kuinka monimutkaista käsittelytekniikka on.
Pienestä näkökulmasta katsottuna nykyiset valtavirran yksikideturbiinin siivet esimerkkinä, tarkkuusvaluprosessi vaatii 0,1 mm:n virheen, jotta varmistetaan, että jokainen siipi voi toimia normaalisti. Jotta voit käsitellä erilaisia seosmateriaaleja yhdessä, sinun on hallittava korkean lämpötilan metalliseosten käsittelytaidot ja hitsaustekniikat. Samaan aikaan moottorin roottori ja terät käyvät suurella nopeudella käytön aikana. Riittämätön ammattitaito tarkoittaa, että moottori kuluu nopeasti ja sen käyttöikä on lyhyt, mikä vaikuttaa suoraan talouteen.
kuva
Tekniikan korkeat vaatimukset edistävät myös lentokoneen moottoreiden toiminnan tehokkuutta. Terät esimerkkinä GE on kehittänyt saumattoman päittäisliitosterän. Moottorin siiven ulkopäässä on erikoismateriaalista valmistettu ohjelmisto, jota voidaan käyttää terän ollessa toiminnassa. Yhdistetään saumattomasti ulkorengasrakenteeseen moottorin tehokkuuden parantamiseksi. Tällaisilla pehmeillä materiaaleilla on erittäin korkeat vaatimukset käsittelyteknologialle. Niiden ei tarvitse ainoastaan säilyttää vakautta, vaan myös olla taloudellisia ja vaatia vähän huoltoa. Muuten moottorin hyötysuhteen parantaminen lisää myös maahenkilöstön taakkaa, eikä taloudellinen suorituskyky ole tarpeeksi ilmeinen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että käänteisen mittauksen, materiaalien ja prosessointitekniikan näkökulmasta lentokoneiden moottoreiden pitäisi olla teollisuustekniikan alan kruunu ja maan tieteellisen ja teknologisen vahvuuden symboli.
WS-10 "Taihang" -moottoriin perustuen maani on itsenäisesti kehittänyt WS-20 suuren ohitussuhteen, suuren työntövoiman turbopuhallinmoottorin sekä sotilas- että siviilikäyttöön, joka on varustettu Y:llä -20 strateginen kuljetuslentokone. Maamme kehittää myös Yangtze-1000korkean ohitussuhteen turbopuhallinmoottoria asennettavaksi C-919 siviililentokoneisiin ja suunnittelee maailmanluokan LEAP-X "Safran" -moottorin kokoamista ja valmistamista kotimaassa. . Samaan aikaan kehitetään myös uuden sukupolven kehittyneitä suuren ohitussuhteen moottoreita, joiden työntövoima on 200–400 kN. Kaikki nämä projektit osoittavat, että Kiinan suurten ohitussuhteiden moottoreiden "blowout" aikakausi on tulossa.
