Flymotoren er "hjertet" i flyet. Motorene til sivile passasjerfly fokuserer på sikkerhet og pålitelighet, mens militærmotorer også forfølger større skyvekraft på dette grunnlaget, samt maksimal skyvekraft når etterbrenneren er slått på. Man kan se at den sterkeste aktøren innen luftfartsmotorer må være militære luftfartsmotorer, og militære motorer regnes som toppen av menneskelig teknologi. Land som er i stand til FoU, produksjon og produksjon av romfartsmotorer eksporterer generelt ikke så lett sin egen teknologi. De eksporterer kun ferdige motorer, og noen må til og med sendes tilbake til opprinnelseslandet for vedlikehold. Hvor vanskelig er det å bygge en flymotor? Vanskeligheten i produksjonen ligger i dens komplekse struktur og høypresisjonskrav, som involverer mange aspekter som materialvalg, design, produksjon, kontrollsystem og streng testing. La oss ta en titt på det sammen.
Vanskelig å kopiere og demontere
Vanskeligheten med å produsere flymotorer gjenspeiles først i vanskeligheten med å kopiere og demontere. Utseendet til en bil eller et fly kan kopieres gjennom omvendt kartlegging. Unødvendig å si at biler også er enkle å kopiere. Det finnes også kopier av flyutseende, som Tu-160- og B-1B-bombeflyene, men motorkopiering er rett og slett umulig uten innblanding fra tegninger. For eksempel har motoren i CFM-56-serien, hovedmotoren som for tiden brukes på Boeing 737 passasjerfly, produsert mer enn 20,000 enheter fra den første operasjonen i 1974 til i dag. Den brukes i nesten alle passasjerfly med én gang, hovedsakelig produsert av Boeing og Airbus.
bilde
Når du demonterer CFM-56, vil du oppdage at motorbladene er dekket med mange små lufthull på størrelse med en negl. Uten posisjoneringstegninger er det umulig å kopiere dem. Når lufthullene er stanset i feil posisjon, vil det direkte påvirke varmespredningen til bladene, og den generelle ytelsen til kopien vil bli redusert. Ved å stole på det tekniske grunnlaget til CFM-56 har GE utviklet motorer som kan brukes på ulike flymodeller, og konkurrerer direkte med Pratt & Whitney.
Materialer er vanskelige å produsere
Flymotoren er faktisk veldig enkel. Ta den klassiske CFM-56-motoren som et eksempel, inkludert en lavtrykkskompressor, en ni-trinns høytrykkskompressor, en første-trinns høytrykksturbin, en fire-trinns lavtrykksturbin og en ringformet brennkammer i midten. Disse strukturene har imidlertid forskjellige arbeidstemperatur- og trykkmiljøer, noe som betyr at materialene som brukes er forskjellige. Ta turbinblader som et eksempel. Arbeidsmiljøet er tusenvis av grader celsius, titusenvis av omdreininger per minutt, og de er laget av en blanding av flere metaller med forskjellige proporsjoner.
bilde
Fordi bladene nær forbrenningskammeret er utsatt for høyere temperaturer og materialene brukes til å tåle høye temperaturer, er proporsjonene av sjeldne metallelementer forskjellige. Hvis alle de samme høytemperaturbestandige materialene brukes, blir enhetsprisen høy og økonomien dårlig. For kommersielt drevne sivile passasjerflymotorer er det best å være billig og enkel å bruke.
På samme måte, i tillegg til turbinblader, er materialene som brukes i hver motorkomponent også forskjellige. CFM-56-motorturbinen som brukes av Boeing 737 er laget av høytemperaturlegering, og noen andre deler bruker komposittmaterialer. For tiden mer populært er harpiksbasert komposittmateriale. Pratt & Whitneys F-119 eksterne kanalmottaker bruker dette materialet, som tåler temperaturer på 400 grader Celsius, og kostnadene kan også kontrolleres.
bilde
Høy prosesspresisjon
Hvis du har avanserte materialer og tegninger, betyr det ikke at du kan lage en utmerket flymotor, fordi prosesseringsteknologien er den siste hindringen. Viften til en CFM-56-motorflymotor er bare 1,55 meter i diameter og 2,5 meter lang. Den må produsere 86 kN skyvekraft på så liten plass. Du kan forestille deg hvor komplisert prosesseringsteknologien er.
Fra et lite perspektiv, med dagens mainstream enkeltkrystall turbinblader som et eksempel, krever presisjonsstøpeprosessen en feil på 0.1 mm, for å sikre at hvert blad kan fungere normalt. For å behandle ulike legeringsmaterialer sammen, må du mestre prosesseringsferdighetene og sveiseteknikkene til høytemperaturlegeringer. Samtidig går motorrotoren og knivene med høy hastighet under drift. Utilstrekkelig håndverk gjør at motoren slites raskt og har kort levetid, noe som direkte påvirker økonomien.
bilde
De høye kravene til teknologi fremmer også effektiviteten ved drift av flymotorer. For å ta blader som et eksempel, har GE utviklet et sømløst skjøtet blad. Det er en programvare laget av spesialmateriale i den ytre enden av motorbladet, som kan brukes når bladet jobber. Kobles sømløst til den ytre ringstrukturen for å forbedre motorens effektivitet. Slike myke materialer har svært høye krav til prosessteknologi. De skal ikke bare opprettholde stabilitet, men også være økonomiske og krever lite vedlikehold. Ellers, mens det forbedrer motoreffektiviteten, vil det også øke belastningen på bakkepersonalet, og den økonomiske ytelsen vil ikke være åpenbar nok.
For å oppsummere, fra perspektivet til omvendt oppmåling, materialer og prosessteknologi, bør flymotorer sies å være kronen på det industrielle ingeniørfeltet og et symbol på et lands vitenskapelige og teknologiske styrke.
Basert på WS-10 "Taihang"-motoren, har landet mitt uavhengig utviklet WS-20 turbofanmotor med høy bypass-forhold og høy skyvekraft for både militær og sivil bruk, som er utstyrt med Y -20 strategiske transportfly. Landet vårt utvikler også Yangtze-1000en turbofanmotor med høyt bypass-forhold for installasjon på C-919 sivile fly, og planlegger å sette sammen og produsere verdensklasse LEAP-X "Safran"-motoren innenlands . Samtidig utvikles også neste generasjon avanserte motorer med stort bypass-forhold med en skyvekraft på 200 til 400 kN. Disse prosjektene indikerer alle at "utblåsningstiden" for Kinas motorer med store bypass-forhold kommer.
