Enjin penerbangan adalah "jantung" pesawat. Enjin pesawat penumpang awam memberi tumpuan kepada keselamatan dan kebolehpercayaan, manakala enjin tentera juga mengejar tujahan yang lebih besar atas dasar ini, serta tujahan maksimum apabila penunu selepas dihidupkan. Dapat dilihat bahawa pemain terkuat dalam bidang enjin penerbangan mestilah enjin penerbangan tentera, dan enjin tentera dianggap sebagai kemuncak teknologi manusia. Negara yang berkebolehan dalam R&D, pembuatan dan pengeluaran enjin aeroangkasa umumnya tidak mudah mengeksport teknologi mereka sendiri. Mereka hanya mengeksport enjin siap, malah ada yang perlu dihantar pulang ke negara asal untuk penyelenggaraan. Betapa sukarnya untuk membina enjin pesawat? Kesukaran dalam pembuatannya terletak pada strukturnya yang kompleks dan keperluan ketepatan tinggi, yang melibatkan banyak aspek seperti pemilihan bahan, reka bentuk, pembuatan, sistem kawalan dan ujian yang ketat. Mari kita lihat bersama-sama.
Sukar untuk disalin dan dibongkar
Kesukaran pembuatan aeroengine pertama kali dicerminkan dalam kesukaran menyalin dan membongkar. Penampilan kereta atau pesawat boleh disalin melalui pemetaan terbalik. Tidak perlu dikatakan, kereta juga mudah ditiru. Terdapat juga salinan penampilan pesawat, seperti pengebom Tu-160 dan B-1B, tetapi penyalinan enjin adalah mustahil tanpa campur tangan lukisan. Contohnya, enjin siri CFM-56, enjin arus perdana yang kini digunakan pada pesawat penumpang Boeing 737, telah menghasilkan lebih daripada 20,000 unit daripada operasi pertamanya pada tahun 1974 hingga hari ini. Ia digunakan dalam hampir semua pesawat penumpang satu lorong terutamanya dihasilkan oleh Boeing dan Airbus.
gambar
Apabila membongkar CFM-56, anda akan mendapati bilah enjin ditutup dengan banyak lubang udara kecil kira-kira sebesar kuku. Tanpa meletakkan lukisan, adalah mustahil untuk menyalinnya. Sebaik sahaja lubang udara ditebuk pada kedudukan yang salah, ia secara langsung akan menjejaskan pelesapan haba bilah, dan prestasi keseluruhan replika akan berkurangan. Bergantung pada asas teknikal CFM-56, GE telah membangunkan enjin yang boleh digunakan pada pelbagai model pesawat, bersaing secara langsung dengan Pratt & Whitney.
Bahan sukar untuk dihasilkan
Enjin penerbangan sebenarnya sangat mudah. Ambil enjin CFM-56 klasik sebagai contoh, termasuk pemampat tekanan rendah, pemampat tekanan tinggi sembilan peringkat, turbin tekanan tinggi peringkat pertama, turbin tekanan rendah empat peringkat dan kebuk pembakaran anulus di tengah. Walau bagaimanapun, struktur ini mempunyai persekitaran suhu dan tekanan kerja yang berbeza, yang bermaksud bahawa bahan yang digunakan adalah berbeza. Ambil bilah turbin sebagai contoh. Persekitaran kerja adalah beribu-ribu darjah Celsius, berpuluh-puluh ribu pusingan seminit, dan ia diperbuat daripada campuran berbilang logam dengan perkadaran yang berbeza.
gambar
Oleh kerana bilah berhampiran kebuk pembakaran tertakluk kepada suhu yang lebih tinggi dan bahan digunakan untuk menahan suhu tinggi, perkadaran unsur logam nadir adalah berbeza. Jika semua bahan tahan suhu tinggi yang sama digunakan, harga seunit akan menjadi tinggi dan ekonomi akan menjadi lemah. Untuk enjin pesawat penumpang awam yang dikendalikan secara komersial, yang terbaik adalah murah dan mudah digunakan.
Dengan cara yang sama, selain bilah turbin, bahan yang digunakan dalam setiap komponen enjin juga berbeza. Turbin enjin CFM-56 yang digunakan oleh Boeing 737 diperbuat daripada aloi suhu tinggi dan beberapa bahagian lain menggunakan bahan komposit. Pada masa ini lebih popular ialah bahan komposit berasaskan resin. Penerima salur luaran F-119 Pratt & Whitney menggunakan bahan ini, yang boleh menahan suhu 400 darjah Celsius, dan kosnya juga boleh dikawal.
gambar
Ketepatan pemprosesan yang tinggi
Jika anda mempunyai bahan dan lukisan yang canggih, ini tidak bermakna anda boleh mencipta enjin aero yang sangat baik, kerana teknologi pemprosesan adalah halangan terakhir. Kipas aeroenjin enjin CFM-56 hanya berdiameter 1.55 meter dan panjang 2.5 meter. Ia perlu menghasilkan 86 kN tujahan dalam ruang yang begitu kecil. Anda boleh bayangkan betapa rumitnya teknologi pemprosesan.
Dari perspektif kecil, mengambil bilah turbin kristal tunggal arus perdana sebagai contoh, proses tuangan ketepatan memerlukan ralat 0.1 mm, untuk memastikan setiap bilah boleh berfungsi dengan normal. Untuk memproses pelbagai bahan aloi bersama-sama, anda perlu menguasai kemahiran pemprosesan dan teknik kimpalan aloi suhu tinggi. Pada masa yang sama, pemutar dan bilah enjin berjalan pada kelajuan tinggi semasa operasi. Ketukangan yang tidak mencukupi bermakna enjin itu cepat haus dan mempunyai hayat perkhidmatan yang singkat, yang secara langsung menjejaskan ekonomi.
gambar
Keperluan teknologi yang tinggi juga menggalakkan kecekapan operasi enjin aero. Mengambil bilah sebagai contoh, GE telah menghasilkan bilah bersambung punggung yang lancar. Terdapat perisian yang diperbuat daripada bahan khas di hujung luar bilah enjin, yang boleh digunakan apabila bilah berfungsi. Bersambung dengan lancar dengan struktur gelang luar untuk meningkatkan kecekapan enjin. Bahan lembut sedemikian mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk teknologi pemprosesan. Mereka bukan sahaja mesti mengekalkan kestabilan, tetapi juga menjimatkan dan memerlukan sedikit penyelenggaraan. Jika tidak, sambil meningkatkan kecekapan enjin, ia juga akan meningkatkan beban kakitangan darat, dan prestasi ekonomi tidak akan cukup jelas.
Secara ringkasnya, dari perspektif ukur terbalik, bahan dan teknologi pemprosesan, enjin aero harus dikatakan sebagai mahkota bidang kejuruteraan industri dan simbol kekuatan saintifik dan teknologi sesebuah negara.
Berdasarkan enjin WS-10 "Taihang", negara saya telah membangunkan secara bebas enjin turbofan pintasan tinggi WS-20, tujahan tinggi untuk kegunaan tentera dan awam, yang dilengkapi dengan Y -20 pesawat pengangkut strategik. Negara kita juga sedang membangunkan Yangtze-1000Enjin turbofan nisbah pintasan tinggi untuk pemasangan pada pesawat sivil C-919 dan merancang untuk memasang dan menghasilkan enjin LEAP-X "Safran" bertaraf dunia di dalam negara . Pada masa yang sama, generasi seterusnya enjin nisbah pintasan besar termaju dengan tujahan 200 hingga 400 kN juga sedang dibangunkan. Semua projek ini menunjukkan bahawa era "letupan" enjin nisbah pintasan besar China akan datang.
