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钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺

日期:2020-05-25 10:14:13 来源:互联网 编辑:小优 阅读人数:349

罗罗于2014年发布了他们的下一代航空大型发动机,其中钛合金空心风扇叶片是罗罗的核心技术之一。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图1)

他们花费了十年时间才最终得到一个稳定的、能满足精度要求的生产工艺,并最终得到非常轻巧但极其坚固的设计。近日,罗罗发布了风扇制造的工艺。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图2)

在温度近1,000°C的熔炉中,用氩气使三片连接在一起的钛板膨胀,精确成形。

随着外侧两片钛板膨胀,中间层伸展成为内核结构,使中空叶片具备非凡强度。

观测数百万个数据点,测量精度达40微米,相当于人类头发直径的一半。

机器人抛光并进行扫描,通过三维虚拟模型,检测叶片上是否存在任何差异。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图3)

碳/钛合金复合材料风扇

罗罗公司通过开展Advance和UltraFan项目,有望在未来几年实现民用发动机的重大技术突破。

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Advance项目

在Advance项目下,罗罗公司计划用全新研发的增压比超过60的高压核心机打造下一代涡扇发动机系列。预期在2020年投入使用的Advance发动机的涵道比将超过11, 燃油消耗率比目前的遄达700至少降低20%。

UltraFan™风扇

UltraFan将在Advance核心机的基础上,进一步改进中压涡轮设计,通过齿轮来驱动风扇。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图5)

预期 2025 年以后投入使用的UltraFan发动机在采用齿轮驱动可变桨距风扇后,其总增压比达到70,涵道比有望达到15,燃油消耗率将比遄达700至少降低 25%。

UltraFan发动机到底有多牛

UltraFan(翻译为:超扇)发动机的CTi风扇,采用碳纤维/钛合金风扇叶片和复合材料

机罩,每架飞机可减重1500磅(680kg)相当于多载七名乘客而不增加成本。

超扇发动机的变速设计,将为未来的大推力、高涵道比发动机提供有效动力。

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“绿”不仅表现在碳纤维/钛合金风扇叶片的材料基色,更意味着它的节能环保效果:节油、减排、降噪。

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超扇发动机的燃油消耗和排放将比目前的遄达700发动机降低25%,也是环境友好发动机(EFE)验证计划的基础技术。

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由于风扇增压比很低,采用变桨距控制以使其在非设计转速不发生失速和颤振,采用倾斜和掠形出口导向叶片并进行吸声处理,能够有效降低噪声。

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超扇发动机短舱是一种带出口导向叶片支撑的悬臂短舱,这种设计去掉了反推力装置,大大减轻发动机重量。

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去掉反推力装置还可减小进排气损失,进一步降低噪声水平。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图11)

超扇发动机的核心设计之一“动力齿轮箱”日前已在德国完成台架实验,输出效率达到7万马力,这是该项目的又一个重要里程碑。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图12)

动力齿轮箱的设计输出功率将达10万马力,世界上最大的齿轮传动涡扇发动机即将面世。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图13)

超扇(UltraFan)于2014年在美国亚利桑那州的试验基地,搭载在波音747-200飞行平台的遄达1000发动机上完成了第一次飞行试验。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图14)

在美国的试验表明风扇性能表现良好,这是该项目的第一个重要里程碑。

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风扇叶尖处安装有光纤传感器,以监控风扇的健康状态。

钛合金风扇叶片和复合材料,多达80多道工艺(图16)

罗罗每年投资于研发的经费为12亿到13亿英镑。

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超扇发动机计划于2025年投入使用,目前普惠的齿轮涡扇发动机GTF已为空客A320neo、庞巴迪C系列、三菱喷气MRJ、MC-21和安博威E喷气-E2提供动力,民用航空发动机的性时代即将到来。

本文相关词条概念解析:

风扇

风扇指热天借以生风取凉的用具电扇,是用电驱动产生气流的装置,内配置的扇子通电后来进行转动化成自然风来达到乘凉的效果。风扇的转速和尺寸:风扇的转速越快散热效果越好,风扇的尺寸越大风量越大,散热效果越好。风扇的扇叶必须靠近Tongue以获得比较好的效率。噪音小:电风扇制造噪音的主要部件是电机,在挑选电风扇时一定要听一听电机运转时有无噪音,看它在运转时是否抖动,是否平稳;好的电机让你在安静的环境中,只听到风的“细语”,超静音送风的才是好风扇。风扇距离人最好控制在大于2米,如果家中空间范围不大的话,可以选择将风扇对着墙吹,然后让风反射过来。

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