Блиск - Blisk

Эта статья о блисках в авиационной механике. За блиски в игре "Уничтожить всех людей!" серия, см Уничтожьте всех людей! 2.
Фрезерованный на станке с ЧПУ моноблочный осевой компрессор

А блиск (чемодан из лопастной диск) это турбомашина компонент, содержащий как диск ротора, так и лопасти. Он состоит из одной части, а не из диска и отдельных съемных лезвий. Блиски могут быть изготовлены аддитивным способом, отлиты как единое целое, изготовлены из цельного куска материала или изготовлены путем приваривания отдельных лопаток к диску ротора. Этот термин используется в основном в аэрокосмический конструкция двигателя. Блиски также может быть известен как роторы со встроенными лопатками (IBR).

История

Изготовление блисков используется с середины 1980-х годов. Впервые он был использован компанией Sermatech-Lehr (теперь известной как GKN Аэрокосмическая промышленность[1]) в 1985 г. для компрессоров T700 вертолет двигатель. С тех пор его использование продолжало расти в основных областях применения как компрессоров, так и роторов лопастей вентиляторов. Примеры включают Rocketdyne RS-68 ракетный двигатель и General Electric F110 ТРДД.

Вариант F-35B Совместный ударный истребитель использует блиски для достижения укороченный взлет и вертикальная посадка.[2]

Производитель двигателя CFM International использует технологию блисков в компрессорной части своего Прыжок-X программа демонстрационного двигателя, завершившая натурные стендовые испытания.[3] PowerJet SaM146 двигатели, используемые на Sukhoi Superjet 100s также оснащены блисками.[4]

General Electric с TechX двигатели также будут использовать блиски.[5] В GEnx уже использует блиски на некоторых этапах.

Производитель двигателя EDAC Technologies, сейчас, Hanwha Aerospace USA является мировым поставщиком номер один по производству блисков и IBR в мире.

Преимущества

Модель блиска, используемого в газовая турбина

Вместо того, чтобы делать диски компрессора без покрытия и позже устанавливать лопасти, монолитные диски представляют собой отдельные элементы, объединяющие их. Это устраняет необходимость прикрепления лопастей к диску (с помощью винтов, болтов и т. Д.), Тем самым уменьшая количество компонентов в компрессоре, в то же время уменьшая сопротивление и увеличивая эффективность сжатия воздуха в двигателе. Устранение ласточкин хвост Крепление на лопатках традиционных турбин устраняет источник возникновения трещин и их последующего распространения.[6]

Возможно повышение КПД до 8%.[7]

Недостатки

Любое повреждение лопастей ротора с неразъемными лопастями, за исключением незначительных вмятин, требует полного снятия двигателя, чтобы ротор можно было заменить или, если возможно, приварить новые лопасти. Техническое обслуживание такого рода не может производиться на линии полета и часто должно выполняться в специализированном учреждении. Лопасти ротора с цельными лопастями должны проходить строгие гармоническая вибрация испытания, а также динамическая балансировка в соответствии с высочайшими стандартами, поскольку естественного демпфирования крепления типа «ласточкин хвост» типичной турбинной лопатки больше нет.[6]

Процесс

Общий

Блиски могут производиться с использованием нескольких различных производственных процессов, в том числе ЧПУ фрезерование литье по выплавляемым моделям, электрохимическая обработка, 3D печать, или же сварка. Ведутся исследования по их производству с использованием сварка трением форм деталей, которые затем обрабатываются до окончательной формы блиска.[8]

Измерение и осмотр

Образец блиска в ATOS ScanBox

Измерение и проверка блисков имеют решающее значение для гарантии производительности двигателя в конце производственного процесса. Традиционно это достигается с помощью тактильных устройств, таких как КИМ, но поскольку геометрия и требования возрастают, современные фабрики стремятся выполнять 3D сканирование с использованием таких систем, как ATOS ScanBox.[9] Это дает преимущества в скорости измерения по сравнению с тактильными устройствами, при сборе трехмерных данных, которые связаны с характеристиками конструкции. Используя трехмерные данные, детали можно каталогизировать таким способом, который часто называют цифровой двойник, позволяя контролировать продукт на протяжении его жизненного цикла.

Ремонт бликов с помощью адаптивной обработки

Блиски с двигателем предъявляют свои собственные уникальные требования. После того, как детали были помещены в двигатель, появляются заметные повреждения и износ. Если это находится в пределах пороговых значений, установленных органом по проектированию, возможно, что блиски можно будет отремонтировать.

Ремонт компонентов блиска сложен и в первую очередь требует точного трехмерного представления компонента. Самый быстрый способ сделать это - 3D-сканирование продукта.[9] После сканирования детали появляется STL файл могут быть переданы в программное обеспечение для генерации кода ЧПУ, такое как NX CAM. Траектории инструмента регенерируются в соответствии с измеренной геометрией, а не номинально созданным CAD в процессе, известном как адаптивная обработка.[10]

Процессы обычно включают удаление части или всей лопасти (лопастей) с последующей обратной сваркой до приблизительного размера перед окончательной обработкой до формы аэродинамического профиля.[11]

Рекомендации

  1. ^ GKN Aerospace.
  2. ^ Золфагарифард, Элли (28 марта 2011 г.), «Подъемная система Rolls-Royce для истребителя Joint Strike Fighter», Инженер.
  3. ^ "Выбор будущего", Авиационная неделя и космические технологии, 170 (10), стр. 37, 9 марта 2009 г..
  4. ^ Берчелл, Билл (2 ноября 2010 г.), «Активизация ТОиР двигателей нового поколения», Авиационная неделя.
  5. ^ Крофт, Джон (19 мая 2010 г.), «Двигатель GE TechX станет лидером нового поколения турбовентиляторных двигателей GE», Flightglobal.
  6. ^ а б Юноси, О; и другие. (2002), Приобретение военных самолетов: основы технологии и методология оценки затрат, RAND Corporation, стр. 29–30, ISBN  0-8330-3282-8.
  7. ^ Крофт, Джон (21 октября 2010 г.), «NBAA: фанаты GE TechX - это все на слуху», Flightglobal.com.
  8. ^ "Металлы возвращаются с развитием производства", Авиационная неделя, 5 июн 2013.
  9. ^ а б «Измерение бликов и проверка с использованием GOM, ATOS 5 для аэродинамического профиля, 3D-сканеры».
  10. ^ «Обзор адаптивного процесса обработки».
  11. ^ «Процесс ремонта Rolls-Royce Blisk».

внешняя ссылка