宇宙の美しさは、その謎と深さにあります。天の川だけでも、人間の観察の範囲をはるかに超えて、無数の銀河、星、ほこりが含まれています。航空機エンジンのタービンブレードには、材料の「宇宙」も含まれていることをご存知ですか。この「宇宙」では、原子と分子が巧妙に組み合わされて、エンジンがさまざまなパフォーマンス要件を満たすのに役立ちます。
タービンブレード
タービンブレードは、航空機エンジンで最も重要な部品の1つです。それらは、最高温度、最も複雑なストレス、最も厳しい環境を持つエンジンの部分にあります。それらは多数、形が複雑で、高次元の要件を持ち、処理が困難であり、航空機エンジンの性能に直接影響します。
高度な航空機エンジンは1700度を超える温度で動作できます
加圧後、圧力は50気帯を超えています
エンジンのパフォーマンス、信頼性、寿命の要件を満たすために、タービンブレード材料は、優れた高温強度、良好な酸化抵抗、熱腐食抵抗、および良好な疲労と骨折の靭性、およびその他の包括的な特性を持つ必要があります。
物質的な研究開発
ブレード材料開発プロセス
1930年代、研究者は、ステンレス鋼を置き換えるために優れた高温性能を備えた高温合金を開発し、最大800度の温度で刃を使用できるようにしました。その後まもなく、真空製錬技術の出現により、キャスト高温合金の開発が促進され、多結晶合金が徐々にタービンブレードの主な材料になり始めました。
1980年代に、研究者は方向性凝固技術を発見しました。これにより、合金の強度と可塑性を改善し、結晶成長速度を制御し、穀物を優先的に成長させることにより、合金の熱疲労性能を改善できます。これに基づいて、単結晶高温合金が発達し始め、高性能航空機エンジンタービンブレードの支配的な材料になりました。
製造プロセス
優れたパフォーマンスの材料を持っているだけでは十分ではありません。航空機のエンジンタービンブレードには、正確な製造技術 - 投資キャスティングプロセスも必要です。
コア、ワックス、シェルの準備
中空刃の投資鋳造では、セラミックコアは気道を作るためによく使用されます。セラミックコアは蜜蝋の刃に配置され、磁器粘土で包まれ、加熱され、内部のワックスは発射して鋳造キャビティを形成します。ワックス型は耐火性コーティングでコーティングされ、高温で焼結され、ワックス型が溶けた後に硬いカビの殻が形成されます。溶けた金属は、鋳物の内側の空洞に注がれ、鋳造を得ます。
方向凝固
厳密な温度制御の下で、複数の穀物が成長するために競争し、支配的な穀物が空洞に入ることができます。固形液体界面が進むにつれて、穀物は成長し続け、したがって単結晶刃が得られます。
TEST（東部基準時
タービンブレードが作成された後、特別な化学プロセスを使用してセラミックコアを溶解し、冷却穴をパンチし、断熱と冷却を提供するために熱バリアコーティングが適用されます。 X線検査の後、ブレードが完了します。
冷却構造
エンジンの場合、タービンインレットでのガスの温度を上げると推力が増加し、それによりエンジンの効率と推力と重量の比率が向上します。現在の航空機エンジンでは、タービン入口のガス温度は、高温耐性刃材が耐えることができる限界温度を超えているため、タービンブレードの壁温度を下げるために効果的な冷却方法を使用する必要があります。
タービンブレードで使用される冷却技術には、主に対流冷却、衝突冷却、フィルム冷却、ラミネート冷却が含まれます。
F実用
科学技術の開発により、タービンブレードの製造には、添加剤の製造技術、レーザー形成、その他の技術が使用されます。未来のタービンブレードは、パフォーマンスが向上し、航空機が空に舞い上がる力を向上させます。
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