Avijacijski motor je "srce" aviona. Motori civilnih putničkih aviona se fokusiraju na sigurnost i pouzdanost, dok vojni motori takođe imaju veći potisak po ovom osnovu, kao i maksimalni potisak pri uključivanju naknadnog sagorevanja. Vidi se da najjači igrač u oblasti avijacijskih motora moraju biti motori vojne avijacije, a vojni motori se 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 nazad u zemlju porijekla na održavanje. Koliko je teško napraviti avionski 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 sistem i rigorozno testiranje. Hajde da to zajedno pogledamo.
Teško je kopirati i rastaviti
Teškoća proizvodnje avio-motora se najprije ogleda u teškoći kopiranja i rastavljanja. Izgled automobila ili aviona može se kopirati putem obrnutog mapiranja. Nepotrebno je reći da je i automobile lako kopirati. Postoje i kopije izgleda aviona, kao što su bombarderi Tu-160 i B-1B, ali kopiranje motora je jednostavno nemoguće bez intervencije crteža. Na primjer, motor serije CFM-56, glavni motor koji se trenutno koristi na putničkim avionima Boeing 737, proizveo je više od 20,000 jedinica od svoje prve operacije 1974. do danas. Koristi se u gotovo svim putničkim avionima s jednim prolazom koje uglavnom proizvode Boeing i Airbus.
slika
Prilikom rastavljanja CFM-56, vidjet ćete da su lopatice motora prekrivene mnogim malim zračnim rupama veličine nokta. Bez pozicioniranja crteža nemoguće ih je kopirati. Jednom kada su otvore za zrak izbušene u pogrešnom položaju, to će direktno utjecati na rasipanje topline lopatica, a ukupne performanse replike će biti smanjene. Oslanjajući se na tehničku osnovu CFM-56, GE je razvio motore koji se mogu koristiti na različitim modelima aviona, direktno konkurirajući Pratt & Whitney.
Materijali su teški za proizvodnju
Avijacijski motor je zapravo vrlo jednostavan. Uzmimo klasični CFM-56 motor kao primjer, uključujući kompresor niskog pritiska, devetostepeni kompresor visokog pritiska, prvostepenu turbinu visokog pritiska, četvorostepenu turbinu niskog pritiska i prstenasta komora za sagorevanje u sredini. Međutim, ove strukture imaju različite radne temperature i okoline pritiska, što znači da se koriste različiti materijali. Uzmimo lopatice turbine kao primjer. Radno okruženje je na hiljade stepeni Celzijusa, desetine hiljada obrtaja u minuti, a napravljeni su od mešavine više metala različitih proporcija.
slika
Budući da su lopatice u blizini komore za sagorijevanje podložne višim temperaturama, a materijali se koriste da izdrže visoke temperature, proporcije rijetkih metalnih elemenata su različite. Ako se koriste svi isti materijali otporni na visoke temperature, jedinična cijena će biti visoka, a ekonomija će biti loša. Za komercijalne motore civilnih putničkih aviona najbolje je da budu jeftini i laki za upotrebu.
Na isti način, osim lopatica turbine, materijali koji se koriste u svakoj komponenti motora su također različiti. CFM-56 turbina motora koju koristi Boeing 737 je napravljena od legure visoke temperature, a neki drugi dijelovi koriste kompozitne materijale. Trenutno je popularniji kompozitni materijal na bazi smole. Pratt & Whitney-jev F-119 eksterni kanalni prijemnik koristi ovaj materijal, koji može izdržati temperature od 400 stepeni Celzijusa, a trošak se također može kontrolisati.
slika
Visoka preciznost obrade
Ako imate napredne materijale i crteže, to ne znači da možete napraviti odličan aeromotor, jer je tehnologija obrade konačna prepreka. Ventilator avio-motora CFM-56 je samo 1,55 metara u prečniku i 2,5 metara u dužini. Mora proizvesti 86 kN potiska na tako malom prostoru. Možete zamisliti koliko je komplicirana tehnologija obrade.
Iz male perspektive, uzimajući trenutne glavne monokristalne turbinske lopatice kao primjer, proces preciznog livenja zahtijeva grešku od 0.1 mm, kako bi se osiguralo da svaka lopatica može normalno raditi. Da biste zajedno obrađivali različite materijale od legura, potrebno je savladati vještine obrade i tehnike zavarivanja visokotemperaturnih legura. Istovremeno, rotor motora i lopatice rade velikom brzinom tokom rada. Nedovoljna izrada znači da se motor brzo troši i ima kratak vijek trajanja, što direktno utiče na ekonomičnost.
slika
Visoki zahtevi tehnologije takođe promovišu efikasnost rada avio-motora. Uzimajući oštrice kao primjer, GE je razvio bešavno sječivo sa stražnjim zglobom. Na vanjskom kraju lopatice motora nalazi se softver napravljen od posebnog materijala, koji se može koristiti kada nož radi. Besprekorno se povezuje sa strukturom spoljašnjeg prstena radi poboljšanja efikasnosti motora. Takvi mekani materijali imaju vrlo visoke zahtjeve za tehnologiju obrade. Moraju ne samo da održavaju stabilnost, već moraju biti i ekonomični i zahtijevaju malo održavanja. U suprotnom, uz poboljšanje efikasnosti motora, to će povećati opterećenje osoblja na zemlji, a ekonomski učinak neće biti dovoljno očigledan.
Ukratko, iz perspektive obrnutih premjera, materijala i tehnologije obrade, za avio motore treba reći da su kruna industrijskog inženjerstva i simbol naučne i tehnološke snage jedne zemlje.
Zasnovano na WS-10 "Taihang" motoru, moja zemlja je samostalno razvila WS-20 turboventilatorski motor sa visokim omjerom zaobilaženja i velikim potiskom za vojnu i civilnu upotrebu, koji je opremljen Y -20 strateški transportni avion. Naša zemlja također razvija Yangtze-1000turboventilatorski motor sa visokim omjerom zaobilaženja za ugradnju na civilne avione C-919, a planira i sklapanje i proizvodnju LEAP-X "Safran" motora svjetske klase u zemlji . Istovremeno, razvija se i sljedeća generacija naprednih motora velikog premosnog omjera s potiskom od 200 do 400 kN. Svi ovi projekti ukazuju na to da dolazi era "izduvavanja" kineskih motora sa velikim omjerom premošćavanja.
