Lennuki mootor on lennuki "süda". Tsiviilreisilennukite mootorid keskenduvad ohutusele ja töökindlusele, samal ajal kui sõjalised mootorid taotlevad sellel alusel ka suuremat tõukejõudu, aga ka maksimaalset tõukejõudu järelpõleti sisselülitamisel. On näha, et lennukimootorite vallas peavad tugevaimaks tegijaks olema sõjalennukite mootorid ning militaarmootoreid peetakse inimtehnoloogia tipuks. Riigid, mis on suutelised teadus- ja arendustegevuseks ning kosmosemootorite tootmiseks ja tootmiseks, ei ekspordi tavaliselt lihtsalt oma tehnoloogiat. Nad ekspordivad ainult valmis mootoreid ja mõned tuleb isegi päritoluriiki hoolduseks tagasi saata. Kui keeruline on lennukimootorit ehitada? Selle valmistamise raskus seisneb selle keerulises struktuuris ja ülitäpsetes nõuetes, mis hõlmavad paljusid aspekte, nagu materjali valik, disain, tootmine, juhtimissüsteem ja range testimine. Vaatame seda koos.
Raske kopeerida ja lahti võtta
Lennumootorite valmistamise raskus peegeldub esmalt kopeerimise ja demonteerimise raskustes. Auto või lennuki välimust saab kopeerida vastupidise kaardistamise abil. Ütlematagi selge, et autosid on ka lihtne kopeerida. Samuti on olemas lennuki välimuse koopiad, nagu pommitajad Tu-160 ja B-1B, kuid mootoriga kopeerimine on ilma jooniste sekkumiseta lihtsalt võimatu. Näiteks CFM-56-seeria mootor, praegu Boeing 737 reisilennukitel kasutatav tavamootor, on tootnud rohkem kui 20,{5}} ühikut alates selle esimesest käitamisest 1974. aastal kuni tänaseni. Seda kasutatakse peaaegu kõigis ühekäigulistes reisilennukites, mida toodavad peamiselt Boeing ja Airbus.
pilt
CFM-i-56 demonteerimisel avastate, et mootori labad on kaetud paljude väikeste, umbes küünesuuruste õhuavadega. Ilma positsioneerimisjoonisteta on neid võimatu kopeerida. Kui õhuaugud on löödud valesse asendisse, mõjutab see otseselt labade soojuse hajumist ja koopia üldine jõudlus väheneb. Tuginedes CFM-i-56 tehnilisele alusele, on GE välja töötanud mootoreid, mida saab kasutada erinevatel lennukimudelitel, konkureerides otseselt Pratt & Whitneyga.
Materjale on raske valmistada
Lennumootor on tegelikult väga lihtne. Võtke näiteks klassikaline CFM-56 mootor, sealhulgas madalrõhukompressor, üheksaastmeline kõrgsurvekompressor, esimese astme kõrgsurveturbiin, neljaastmeline madalrõhuturbiin ja rõngakujuline põlemiskamber keskel. Nendel konstruktsioonidel on aga erinev töötemperatuur ja survekeskkond, mis tähendab, et kasutatavad materjalid on erinevad. Võtke näiteks turbiini labad. Töökeskkonnas on tuhandeid kraadi Celsiuse järgi, kümneid tuhandeid pöördeid minutis ja need on valmistatud mitme erineva proportsiooniga metalli segust.
pilt
Kuna põlemiskambri läheduses olevad labad alluvad kõrgemale temperatuurile ja materjale kasutatakse kõrge temperatuuri talumiseks, on haruldaste metallelementide proportsioonid erinevad. Kui kasutada kõiki ühesuguseid kõrget temperatuuri taluvaid materjale, on ühikuhind kõrge ja majandus kehv. Äriliselt kasutatavate tsiviilreisilennukite mootorite puhul on kõige parem olla odav ja lihtne kasutada.
Samamoodi on lisaks turbiini labadele erinevad ka igas mootorikomponendis kasutatavad materjalid. Boeing 737-s kasutatav CFM{0}} mootoriturbiin on valmistatud kõrge temperatuuriga sulamist ja mõned muud osad kasutavad komposiitmaterjale. Praegu on populaarsem vaigupõhine komposiitmaterjal. Pratt & Whitney välise kanaliga vastuvõtja F-119 kasutab seda materjali, mis talub kuni 400 kraadi Celsiuse järgi ja kulusid saab samuti kontrollida.
pilt
Kõrge töötlemise täpsus
Kui teil on täiustatud materjalid ja joonised, ei tähenda see, et saate luua suurepärase lennukimootori, sest töötlemise tehnoloogia on viimane takistus. CFM-56 mootoriga aeromootori ventilaatori läbimõõt on vaid 1,55 meetrit ja pikkus 2,5 meetrit. See peab nii väikeses ruumis tootma 86 kN tõukejõudu. Võite ette kujutada, kui keeruline on töötlemistehnoloogia.
Väikesest vaatenurgast, võttes näiteks praeguseid tavalisi monokristallturbiini labasid, nõuab täppisvaluprotsess 0,1 mm viga, et tagada iga laba normaalne töö. Erinevate sulamimaterjalide koos töötlemiseks peate valdama kõrgtemperatuuriliste sulamite töötlemisoskusi ja keevitustehnikaid. Samal ajal töötavad mootori rootor ja labad töö ajal suurel kiirusel. Ebapiisav viimistlus tähendab, et mootor kulub kiiresti ja selle kasutusiga on lühike, mis mõjutab otseselt ökonoomsust.
pilt
Kõrged tehnoloogianõuded soodustavad ka lennukimootorite töö efektiivsust. Terade näitel on GE välja töötanud õmblusteta põkkliigenditega tera. Mootori laba välimises otsas on spetsiaalsest materjalist tarkvara, mida saab kasutada siis, kui tera töötab. Mootori efektiivsuse parandamiseks ühendub sujuvalt välisrõnga struktuuriga. Sellistel pehmetel materjalidel on töötlemistehnoloogiale väga kõrged nõuded. Need ei pea mitte ainult säilitama stabiilsust, vaid olema ka ökonoomsed ja vajama vähe hooldust. Vastasel juhul suurendab see mootori efektiivsust parandades ka maapealse personali koormust ning majandustulemused ei paista piisavalt silma.
Kokkuvõtteks võib öelda, et pöördmõõtmise, materjalide ja töötlemistehnoloogia vaatenurgast on lennukimootorid tööstustehnika valdkonna krooniks ning riigi teadusliku ja tehnoloogilise tugevuse sümboliks.
WS-10 "Taihang" mootori põhjal on minu riik iseseisvalt välja töötanud suure möödaviigusuhtega suure tõukejõuga turboventilaatormootori WS-20 nii sõjaliseks kui ka tsiviilkasutuseks, mis on varustatud Y-ga. -20 strateegiline transpordilennuk. Meie riik arendab ka Jangtse-1000suure möödavooluga turboventilaatormootorit, mis paigaldatakse C-919 tsiviillennukitele, ning plaanib maailmatasemel LEAP-X mootorit "Safran" kokku panna ja toota riigis. . Samal ajal töötatakse välja ka järgmise põlvkonna täiustatud suure möödaviiguastmega mootoreid tõukejõuga 200–400 kN. Kõik need projektid viitavad sellele, et Hiina suurte möödaviiguastmetega mootorite "puhumise" ajastu on tulemas.
