Flymotoren er flyets "hjerte". Motorerne i civile passagerfly fokuserer på sikkerhed og pålidelighed, mens militærmotorer også forfølger større fremdrift på dette grundlag, samt det maksimale tryk, når efterbrænderen tændes. Det kan ses, at den stærkeste aktør inden for luftfartsmotorer skal være militære luftfartsmotorer, og militærmotorer anses for at være højdepunktet af menneskelig teknologi. Lande, der er i stand til F&U, fremstilling og produktion af rumfartsmotorer, eksporterer generelt ikke så let deres egen teknologi. De eksporterer kun færdige motorer, og nogle skal endda sendes tilbage til oprindelseslandet til vedligeholdelse. Hvor svært er det at bygge en flymotor? Vanskeligheden ved dens fremstilling ligger i dens komplekse struktur og højpræcisionskrav, som involverer mange aspekter såsom materialevalg, design, fremstilling, kontrolsystem og strenge tests. Lad os tage et kig på det sammen.
Svært at kopiere og skille ad
Vanskeligheden ved at fremstille flymotorer afspejles først i vanskeligheden ved at kopiere og demontere. Udseendet af en bil eller et fly kan kopieres gennem omvendt kortlægning. Det er overflødigt at sige, at biler også er nemme at kopiere. Der er også kopier af flyudseende, såsom Tu-160 og B-1B bombeflyene, men motorkopiering er simpelthen umuligt uden indblanding af tegninger. For eksempel har motoren i CFM-56-serien, den almindelige motor, der i øjeblikket bruges på Boeing 737-passagerflyene, produceret mere end 20,000 enheder fra dens første operation i 1974 til i dag. Det bruges i næsten alle passagerfly med enkelt gang, primært produceret af Boeing og Airbus.
billede
Når du afmonterer CFM-56, vil du opdage, at motorbladene er dækket af mange små lufthuller på størrelse med en fingernegl. Uden positioneringstegninger er det umuligt at kopiere dem. Når først lufthullerne er udstanset i den forkerte position, vil det direkte påvirke varmeafledningen af bladene, og replikaens samlede ydeevne vil blive reduceret. Med udgangspunkt i det tekniske grundlag for CFM-56 har GE udviklet motorer, der kan bruges på forskellige flymodeller, og konkurrerer direkte med Pratt & Whitney.
Materialer er svære at fremstille
Flymotoren er faktisk meget enkel. Tag den klassiske CFM-56-motor som et eksempel, herunder en lavtrykskompressor, en ni-trins højtrykskompressor, en første-trins højtryksturbine, en fire-trins lavtryksturbine og en ringformet forbrændingskammer i midten. Disse strukturer har dog forskellige arbejdstemperaturer og trykmiljøer, hvilket betyder, at de anvendte materialer er forskellige. Tag turbinevinger som et eksempel. Arbejdsmiljøet er tusinder af grader celsius, titusindvis af omdrejninger i minuttet, og de er lavet af en blanding af flere metaller med forskellige proportioner.
billede
Fordi bladene nær forbrændingskammeret er udsat for højere temperaturer, og materialerne bruges til at modstå høje temperaturer, er proportionerne af sjældne metalelementer forskellige. Hvis alle de samme højtemperaturbestandige materialer anvendes, bliver enhedsprisen høj, og økonomien dårlig. For kommercielt drevne civile passagerflymotorer er det bedst at være billig og nem at bruge.
På samme måde er materialerne, der bruges i hver motorkomponent, ud over turbinevinger også forskellige. CFM-56-motorturbinen, der bruges af Boeing 737, er lavet af højtemperaturlegering, og nogle andre dele bruger kompositmaterialer. I øjeblikket mere populært er harpiksbaseret kompositmateriale. Pratt & Whitneys F-119 eksterne kanalmodtager bruger dette materiale, som kan modstå temperaturer på 400 grader Celsius, og omkostningerne kan også kontrolleres.
billede
Høj forarbejdningspræcision
Hvis du har avancerede materialer og tegninger, betyder det ikke, at du kan skabe en fremragende aeromotor, for procesteknologien er den sidste forhindring. Blæseren til en CFM-56-motorflymotor er kun 1,55 meter i diameter og 2,5 meter i længden. Den skal producere 86 kN tryk på så lille et rum. Du kan forestille dig, hvor kompliceret behandlingsteknologien er.
Fra et lille perspektiv, tager vi de nuværende almindelige enkeltkrystal-turbinevinger som et eksempel, kræver præcisionsstøbningsprocessen en fejl på 0,1 mm for at sikre, at hver vinge kan fungere normalt. For at kunne behandle forskellige legeringsmaterialer sammen, skal du mestre forarbejdningsfærdighederne og svejseteknikkerne for højtemperaturlegeringer. Samtidig kører motorrotoren og knivene med høj hastighed under drift. Utilstrækkeligt håndværk betyder, at motoren hurtigt slides og har en kort levetid, hvilket direkte påvirker økonomien.
billede
De høje krav til teknologi fremmer også effektiviteten af flymotordrift. Tager vi klinger som et eksempel, har GE udviklet en sømløs spidsleddet klinge. Der er en software lavet af specielt materiale i den yderste ende af motorbladet, som kan bruges, når klingen arbejder. Forbindes problemfrit med den ydre ringstruktur for at forbedre motorens effektivitet. Sådanne bløde materialer har meget høje krav til forarbejdningsteknologi. De skal ikke kun bevare stabiliteten, men også være økonomiske og kræver lidt vedligeholdelse. Ellers vil det, samtidig med at motorens effektivitet forbedres, også øge byrden på jordpersonalet, og den økonomiske ydeevne vil ikke være tydelig nok.
For at opsummere, set fra omvendt opmålings-, materiale- og procesteknologi, bør flymotorer siges at være kronen på industriingeniørområdet og et symbol på et lands videnskabelige og teknologiske styrke.
Baseret på WS-10 "Taihang"-motoren har mit land uafhængigt udviklet WS-20-turbofanmotoren med høj bypass-forhold og høj-thrust til både militær og civil brug, som er udstyret med Y -20 strategiske transportfly. Vores land udvikler også Yangtze-1000en turbofanmotor med højt bypass-forhold til installation på C-919 civile fly og planlægger at samle og producere verdensklasse LEAP-X "Safran"-motoren herhjemme . Samtidig udvikles næste generation af avancerede motorer med stort bypass-forhold med en trykkraft på 200 til 400 kN. Disse projekter indikerer alle, at "blowout"-æraen for Kinas store bypass-forholdsmotorer er på vej.
