【簡(jiǎn)介:】飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片由什么制成?
在一個(gè)典型的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)中有3種主要的葉片類型。風(fēng)扇葉片,壓縮機(jī)葉片和動(dòng)力渦輪葉片。這些包括階段之間的敬業(yè)。
風(fēng)扇葉片通常很大。
飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片由什么制成?
在一個(gè)典型的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)中有3種主要的葉片類型。風(fēng)扇葉片,壓縮機(jī)葉片和動(dòng)力渦輪葉片。這些包括階段之間的敬業(yè)。
風(fēng)扇葉片通常很大。較小的是空心鋁鑄件,中等尺寸的風(fēng)扇葉片通常是鈦或特殊鋁鍛件焊接在一起。大型風(fēng)扇葉片主要由碳纖維制成,配有鈦輪轂和前緣。它們也是空洞的。風(fēng)扇葉片不需要冷卻。
壓縮機(jī)葉片幾乎都是鋁制的,不需要冷卻。然而,高壓葉片可能是鈦,因?yàn)樗鼈冊(cè)诳諝鈮嚎s造成的中等高溫(約500-600華氏度)下工作。
動(dòng)力渦輪葉片幾乎都是鎳合金,而不是鋼或鈦,它們?cè)?,500至1,700華氏度的燃燒溫度下會(huì)失去相當(dāng)大的強(qiáng)度。它們必須冷卻,因?yàn)榧词故菃尉ф嚭辖鹨矔?huì)融化。葉片鑄有微小的內(nèi)部通道和孔,冷卻空氣出口和保護(hù)金屬??諝鈴母邏簤嚎s機(jī)部分排出,因?yàn)檫@是唯一有足夠壓力流過(guò)管道的地方??諝夂軣幔A氏500-600度,但仍比廢氣低約1000度。
我所看到的是,沒(méi)有人會(huì)去關(guān)注引擎的大小來(lái)驅(qū)動(dòng)材料的選擇。讓我們以GE 90或類似的大型發(fā)動(dòng)機(jī)為例,假設(shè)只有旋轉(zhuǎn)部件。
風(fēng)扇葉片:最先進(jìn)的風(fēng)扇葉片是復(fù)合材料。一些公司仍然使用空心鈦,但復(fù)合材料可以顯著減輕重量。
LPC:這些幾乎都是鈦制的,并且是由刀片和磁盤的一塊組成的。這被稱為Blisk或IBR。鋁的強(qiáng)度甚至都比不上它。
HPC:在高壓壓縮機(jī)中,早期階段是鈦,后期階段是鎳基合金。早期的鎳合金是低級(jí)合金,比如718,后期是發(fā)動(dòng)機(jī)制造商擁有的專有合金。這些也是一次鍛造而成的。非常昂貴和復(fù)雜的鍛件。
HPT:高渦輪葉片是發(fā)動(dòng)機(jī)中最復(fù)雜的葉片。它們是由非常專有的合金制成的單晶鑄件。它們內(nèi)部由hpc空氣冷卻,并涂上熱障涂層。持有這些在同樣復(fù)雜的磁盤,并有極端的加工公差。
LPT:低渦輪從早期的專利鑄件到最后的標(biāo)準(zhǔn)鎳鑄件。有些在后期階段開(kāi)始使用鈦鋁,但這是罕見(jiàn)的。
未來(lái)的動(dòng)力渦輪葉片將由陶瓷基體制成,可以承受1700華氏度的溫度而不會(huì)冷卻或失去強(qiáng)度。但要達(dá)到一個(gè)經(jīng)濟(jì)的制造速度是今天的一大挑戰(zhàn)。
現(xiàn)在的飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片都是用鎳合金材料制作而成的,這種材料在高溫的情況下會(huì)繼續(xù)保持一定的硬度,而且重量相比其它金屬材料輕。