Od ohňa k letu: Odhaľovanie zázrakov tepelnej technológie pri výrobe leteckých motorov
inhibičná technika
Vynikajúce vlastnosti monokryštálovej superzliatiny sú spôsobené najmä elimináciou hraníc zŕn monokryštálových čepelí a rekryštalizácia výrazne zníži odolnosť pôvodnej monokryštálovej zliatiny voči vysokej teplote. Po odliatí monokryštálovej čepele je potrebné vykonať spracovanie otvorov v plynovej fólii, brúsenie čapu, bočné frézovanie okrajovej dosky, zváranie otvorov v procese odlievania čepele, tepelné spracovanie, montáž a ďalšie následné spracovateľské práce. V procese prevádzky motora je čepeľ vystavená pôsobeniu horúceho a studeného vzduchu a vysokej teplote, veľkému zaťaženiu a prudkým vibráciám pri vysokorýchlostnej rotácii a je možná rekryštalizácia. Došlo k niekoľkým poruchám lopatiek turbíny. Preto v posledných rokoch výskum doma aj v zahraničí prijal predregeneračné tepelné spracovanie, nauhličovanie, poťahovanie a odstraňovanie povrchovej deformačnej vrstvy a ďalšie súvisiace metódy na inhibíciu rekryštalizácie a pridanie prvkov spevňujúcich hranice do rekryštalizačných opravných prác.
Technológia 3D tlače
3D tlač, známa aj ako aditívna výroba, integruje CAD, CAM, práškovú metalurgiu, laserové spracovanie a ďalšie technológie. Pomocou technológie 3D tlače dokážeme premeniť myslenie „mozgu“ na trojrozmernú entitu a vytlačiť obraz súčiastky na počítači na „skutočnú“ súčiastku. Technológia 3D tlače urobila „revolučnú“ zmenu vo výrobnej technológii a koncepcii spracovania. Monash University v Austrálii úspešne vyrobila prvý 3D tlačený prúdový motor na svete. Zároveň spolupracuje aj so spoločnosťami Boeing, Airbus Group a Safran Group na poskytovaní 3D tlačených prototypov motorov pre Boeing a ďalšie na letové testovanie. Vďaka technológii 3D tlače je možné skrátiť čas výroby častí motora z troch mesiacov na šesť dní.
V Číne sa technológia 3D tlače použila na opravu a opätovné použitie opotrebiteľných častí lopatiek rotora vysokotlakového kompresora motora turbodúchadla. Technológia 3D tlače sa používa na výrobu neložiskových dielov a statických dielov na motore, ale aktívne sa vyhodnocujú mechanické vlastnosti dielov, zároveň sa využíva technológia 3D tlače na výrobu dielov rotora motora, dielov ložísk , atď., tiež uskutočnil rozsiahly výskum.
Technológia spracovania hrany výfuku lopatiek (predná a zadná hrana).
Kvalita opracovania vstupnej a výfukovej hrany listu leteckého motora je jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich aerodynamický výkon leteckého motora. Vstupná a výfuková hrana je tiež defektnou časťou čepele a oblasťou citlivou na defekty z titánovej zliatiny. Veľký počet porúch motora je spôsobený chybami opracovania vstupnej a výfukovej hrany čepele. Pretože vstupná a výstupná hrana čepele je najtenšou časťou čepele a okrajom čepele, jej tuhosť je nízka a deformácia spracovania je veľká a vstupná a výstupná hrana spracovávanej čepele sa často javí ako hranatá a špicatá. Pri sériovej výrobe lopatiek motora nie sú úplne vyriešené kľúčové technologické problémy vysokej účinnosti a kvalitného spracovania sacích a výfukových hrán lopatiek.
Technológia adaptívneho spracovania
Technológia adaptívneho obrábania je rozdelená do troch foriem, a to adaptívne plánovanie trajektórie polohy nástroja, adaptívne riadenie systému číslicového riadenia a adaptívne obrábanie kombinované s digitálnou detekciou [3]. V Číne bola technológia adaptívneho obrábania úspešne použitá pri presnom obrábaní kovania/valcovania čepelí, opravách poškodených čepelí a lineárnom trecom zváraní monolitických kotúčových kotúčov. Hoci technológia adaptívneho obrábania priniesla prelomy a vývoj v teórii a praxi, inžinierska aplikácia technológie adaptívneho obrábania je stále horúcou výskumnou technológiou vo výrobe leteckých motorov.
Technológia výroby proti únave
Únava materiálu a chyby povrchového obrábania sa stali hlavnými príčinami zlyhania častí leteckých motorov a zlyhanie sa stalo rastúcim trendom, takže "protiúnavová výroba" sa stala horúcou technológiou vo výrobe leteckých motorov. Technológia výroby proti únave sa vzťahuje na výrobný proces, ktorý zlepšuje únavovú životnosť dielov zmenou organizácie a rozloženia napätia materiálov vo výrobnom procese dielov bez zmeny materiálu a veľkosti sekcie. Na únavovú životnosť má vplyv najmä tepelné spracovanie, environmentálna korózia, kvalita povrchu, koncentrácia napätia, povrchové napätie a ďalšie faktory. Hlavnou metódou protiúnavovej výroby je zníženie koncentrácie napätia a zlepšenie povrchovej pevnosti dielov. Zníženie koncentrácie napätia má zabezpečiť integritu obrobeného povrchu a najlepším spôsobom, ako zlepšiť povrchovú pevnosť dielov, je brokovanie. V procese výroby proti únave leteckých motorov sa v tradičnom procese otryskávania vyvinulo množstvo nových médií brokovníc a široko sa používajú nové technológie otryskávania laserom, ultrazvukového otryskávania a vysokotlakovej vody. .
Technológia prevencie zrážky s vtákmi
Častý výskyt zrážky s vtákmi sa stal neodvratným problémom pri vývoji leteckých motorov a doma i v zahraničí sa uskutočnil rozsiahly výskum. V júli 2015 vydala FAA v Spojených štátoch oznámenie „Požiadavky na zrážku s vtákmi pre dopravné lietadlá“, v ktorom sa predkladajú nielen špecifické požiadavky a predpisy pre budúcu prevenciu zrážok s vtákmi a predchádzanie poraneniam leteckých motorov cudzími predmetmi, ale poukázalo sa aj na ďalšiu novú smer výskumu pre vývoj nových materiálov motora a novej technológie výroby konštrukcií.
