跟航空发念头 学“减重瘦身”

来源 :中国航空报作者:张岩义务 编辑 :伍行健
2019-06-11 08:26

北方首轮高温来袭,炎炎夏季 ,减重瘦身成为热点 话题。航空发念头 也须要 “减重瘦身”,但航空发念头 的“减重瘦身”并不是为了寻求 美好 线条,而是出于对更高机能 的须要 。

让航空发念头 “减重瘦身”并不简单 ,对航空发念头 的设计者来说,轻量化设计须要 多个学科的综合改进 。那么,航空发念头 毕竟 要若何 实现“减重瘦身”呢?

构造 轻量化设计

航空发念头 “减重瘦身”第一条攻略:构造 轻量化,相当于对人体不合 部位减重,对于发念头 来说,就是在担保 构造 强度、安然 性的前提下,尽可能降低 其总质量。

平易近 航运营应用 的所有航空发念头 构造 中,轻量化设计最明显 的是整体叶盘和整体叶环。整体叶盘构造 替代了传统榫槽连接 的自力 构造 ,大年夜 大年夜 大年夜 大年夜 减轻构造 重量。

在所有涡轮螺旋桨发念头 中,“减肥”最成功 的莫过于GE公司的ATP发念头 。基于3D打印技能 特点 ,ATP发念头 中855个自力 部件削减 为12个,发念头 减重5%。

材料 轻量化设计

航空发念头 “减重瘦身”第二条攻略:材料 轻量化,相当于人的减脂增肌,这种办法 依附 材料 与技能 的进步 。

商用发念头 中,电扇 段质量占发念头 总质量的30%~35%,降低 电扇 段质量是减重的关键 手段 。电扇 叶片每减重1千克,电扇 机匣和传动体系 也响应 削减 1千克,同时发念头 构造 和飞机的机翼/机身构造 也分别 减重0.5千克。

电扇 叶片减重。GE90发念头 是最早采取 复合股 料 电扇 叶片的发念头 ,共采取 了22片复合股 料 ,电扇 叶片的总质量为349千克,与钛合金空心叶片比较 质量轻66%;之后的GEnx、LEAP发念头 电扇 叶片为18片,后者整体减重227千克。估计 来岁 投入应用 的GE9X仅有16片电扇 叶片,应用 的是第四代复合股 料 电扇 叶片。

电扇 谅解 机匣减重。CFM56系列发念头 的谅解 电扇 机匣应用 的是17-4PH不锈钢材料 ,CF6-80C2发念头 则应用 薄壁金属机匣和多层芳纶织物的复合股 料 电扇 机匣,比金属构造 最大年夜 大年夜 减重50%;GE90发念头 是第一台采取 全复合股 料 电扇 机匣的发念头 ,实现重量大年夜 大年夜 幅减轻;GEnx复合股 料 电扇 机匣使每台发念头 减重160千克;LEAP发念头 的复合股 料 电扇 机匣和铝比较 减重30%。

即将在2020年投入应用 的Advance发念头 采取 碳纤维复合股 料 叶片、机匣,与早期的遄达发念头 比较 ,将减重680千克。

高压涡轮外环减重。陶瓷基复合股 料 用于发念头 的热端部件,遭受 的工作温度要远高于高温合金材料 。其密度仅为金属材料 的1/3,是以 可以或许 实现减重,今朝 应用 这种材料 减重的零件是LEAP发念头 上的涡轮外环,每台发念头 有18个外环块,可以有效 削减 发念头 重量。

其他热端部件减重。陶瓷基复合股 料 将来 将在航空发念头 范畴 大年夜 大年夜 展拳脚。来岁 即将投入应用 的GE9X发念头 的燃烧室和高压涡轮部分 将采取 陶瓷基复合股 料 ,其涡轮转子叶片可以或许 实现叶片减重2/3。

航空发念头 的“减重瘦身”与技能 进步 互相干 注 ,跟着 设计、材料 、制造 技能 的进一步成长 ,将来 航空发念头 必定 还会有更多的“减重瘦身”秘笈 ,让我们拭目以待。

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