【简介:】飞机喷气发动机风扇叶片由什么制成?
在一个典型的涡轮风扇发动机中有3种主要的叶片类型。风扇叶片,压缩机叶片和动力涡轮叶片。这些包括阶段之间的敬业。
风扇叶片通常很大。
飞机喷气发动机风扇叶片由什么制成?
在一个典型的涡轮风扇发动机中有3种主要的叶片类型。风扇叶片,压缩机叶片和动力涡轮叶片。这些包括阶段之间的敬业。
风扇叶片通常很大。较小的是空心铝铸件,中等尺寸的风扇叶片通常是钛或特殊铝锻件焊接在一起。大型风扇叶片主要由碳纤维制成,配有钛轮毂和前缘。它们也是空洞的。风扇叶片不需要冷却。
压缩机叶片几乎都是铝制的,不需要冷却。然而,高压叶片可能是钛,因为它们在空气压缩造成的中等高温(约500-600华氏度)下工作。
动力涡轮叶片几乎都是镍合金,而不是钢或钛,它们在1,500至1,700华氏度的燃烧温度下会失去相当大的强度。它们必须冷却,因为即使是单晶镍合金也会融化。叶片铸有微小的内部通道和孔,冷却空气出口和保护金属。空气从高压压缩机部分排出,因为这是唯一有足够压力流过管道的地方。空气很热,华氏500-600度,但仍比废气低约1000度。
我所看到的是,没有人会去关注引擎的大小来驱动材料的选择。让我们以GE 90或类似的大型发动机为例,假设只有旋转部件。
风扇叶片:最先进的风扇叶片是复合材料。一些公司仍然使用空心钛,但复合材料可以显著减轻重量。
LPC:这些几乎都是钛制的,并且是由刀片和磁盘的一块组成的。这被称为Blisk或IBR。铝的强度甚至都比不上它。
HPC:在高压压缩机中,早期阶段是钛,后期阶段是镍基合金。早期的镍合金是低级合金,比如718,后期是发动机制造商拥有的专有合金。这些也是一次锻造而成的。非常昂贵和复杂的锻件。
HPT:高涡轮叶片是发动机中最复杂的叶片。它们是由非常专有的合金制成的单晶铸件。它们内部由hpc空气冷却,并涂上热障涂层。持有这些在同样复杂的磁盘,并有极端的加工公差。
LPT:低涡轮从早期的专利铸件到最后的标准镍铸件。有些在后期阶段开始使用钛铝,但这是罕见的。
未来的动力涡轮叶片将由陶瓷基体制成,可以承受1700华氏度的温度而不会冷却或失去强度。但要达到一个经济的制造速度是今天的一大挑战。
现在的飞机的发动机风扇叶片都是用镍合金材料制作而成的,这种材料在高温的情况下会继续保持一定的硬度,而且重量相比其它金属材料轻。