Yr injan hedfan yw "calon" yr awyren. Mae peiriannau awyrennau teithwyr sifil yn canolbwyntio ar ddiogelwch a dibynadwyedd, tra bod peiriannau milwrol hefyd yn mynd ar drywydd mwy o fyrdwn ar y sail hon, yn ogystal â'r byrdwn mwyaf pan fydd yr ôl-losgwr ymlaen. Gellir gweld bod yn rhaid i'r chwaraewr cryfaf ym maes peiriannau hedfan fod yn beiriannau hedfan milwrol, ac mae peiriannau milwrol yn cael eu hystyried yn binacl technoleg ddynol. Yn gyffredinol, nid yw gwledydd sy'n gallu ymchwil a datblygu, gweithgynhyrchu a chynhyrchu peiriannau awyrofod yn allforio eu technoleg eu hunain yn hawdd. Dim ond peiriannau gorffenedig maen nhw'n eu hallforio, ac mae angen anfon rhai yn ôl i'r wlad wreiddiol i'w cynnal a'u cadw. Pa mor anodd yw hi i adeiladu injan awyren? Mae anhawster ei weithgynhyrchu yn gorwedd yn ei strwythur cymhleth a'i ofynion manwl uchel, sy'n cynnwys llawer o agweddau megis dewis deunydd, dylunio, gweithgynhyrchu, system reoli a phrofion trylwyr. Gadewch i ni edrych arno gyda'n gilydd.
Anodd ei gopïo a'i ddadosod
Adlewyrchir anhawster gweithgynhyrchu aeroengines yn gyntaf yn yr anhawster o gopïo a datgymalu. Gellir copïo ymddangosiad car neu awyren trwy fapio o chwith. Afraid dweud, mae ceir hefyd yn hawdd eu copïo. Mae yna hefyd gopïau ymddangosiad awyrennau, fel awyrennau bomio Tu-160 a B-1B, ond mae copïo injan yn syml yn amhosibl heb ymyrraeth lluniadau. Er enghraifft, mae'r injan gyfres CFM, sef yr injan prif ffrwd a ddefnyddir ar hyn o bryd ar yr awyren Boeing 737 i deithwyr, wedi cynhyrchu mwy nag 20,{5}} o unedau o'i gweithrediad cyntaf ym 1974 hyd heddiw. Fe'i defnyddir ym mron pob awyren teithwyr un eil a gynhyrchir yn bennaf gan Boeing ac Airbus.
llun
Wrth ddatgymalu CFM-56, fe welwch fod llafnau'r injan wedi'u gorchuddio â llawer o dyllau aer bach tua maint ewin bys. Heb leoli lluniadau, mae'n amhosibl eu copïo. Unwaith y bydd y tyllau aer yn cael eu dyrnu yn y sefyllfa anghywir, bydd yn effeithio'n uniongyrchol ar afradu gwres y llafnau, a bydd perfformiad cyffredinol y replica yn cael ei leihau. Gan ddibynnu ar sylfaen dechnegol y CFM-56, mae GE wedi datblygu peiriannau y gellir eu defnyddio ar wahanol fodelau awyrennau, gan gystadlu'n uniongyrchol â Pratt & Whitney.
Mae deunyddiau'n anodd eu cynhyrchu
Mae'r injan hedfan yn syml iawn mewn gwirionedd. Cymerwch yr injan CFM-56 clasurol fel enghraifft, gan gynnwys cywasgydd pwysedd isel, cywasgydd pwysedd uchel naw cam, tyrbin pwysedd uchel cam cyntaf, tyrbin pwysedd isel pedwar cam, a siambr hylosgi annular yn y canol. Fodd bynnag, mae gan y strwythurau hyn amgylcheddau tymheredd a phwysau gweithio gwahanol, sy'n golygu bod y deunyddiau a ddefnyddir yn wahanol. Cymerwch lafnau tyrbinau fel enghraifft. Mae'r amgylchedd gwaith yn filoedd o raddau Celsius, degau o filoedd o chwyldroadau y funud, ac maent wedi'u gwneud o gymysgedd o fetelau lluosog gyda chyfrannau gwahanol.
llun
Oherwydd bod y llafnau ger y siambr hylosgi yn destun tymheredd uwch a bod y deunyddiau'n cael eu defnyddio i wrthsefyll tymheredd uchel, mae cyfrannau'r elfennau metel prin yn wahanol. Os defnyddir yr un deunyddiau sy'n gwrthsefyll tymheredd uchel, bydd pris yr uned yn uchel a bydd yr economi yn wael. Ar gyfer peiriannau awyrennau teithwyr sifil a weithredir yn fasnachol, mae'n well bod yn rhad ac yn hawdd eu defnyddio.
Yn yr un modd, yn ogystal â llafnau tyrbin, mae'r deunyddiau a ddefnyddir ym mhob cydran injan hefyd yn wahanol. Mae'r tyrbin injan CFM-56 a ddefnyddir gan y Boeing 737 wedi'i wneud o aloi tymheredd uchel, ac mae rhai rhannau eraill yn defnyddio deunyddiau cyfansawdd. Ar hyn o bryd yn fwy poblogaidd yw deunydd cyfansawdd resin. Mae derbynnydd dwythell allanol F-119 Pratt & Whitney yn defnyddio'r deunydd hwn, a all wrthsefyll tymheredd o 400 gradd Celsius, a gellir rheoli'r gost hefyd.
llun
Cywirdeb prosesu uchel
Os oes gennych ddeunyddiau a lluniadau uwch, nid yw'n golygu y gallwch chi greu injan aero ardderchog, oherwydd y dechnoleg brosesu yw'r rhwystr olaf. Dim ond 1.55 metr mewn diamedr a 2.5 metr o hyd yw ffan injan aeroengine CFM-56. Mae'n rhaid iddo gynhyrchu 86 kN o wthiad mewn gofod mor fach. Gallwch ddychmygu pa mor gymhleth yw'r dechnoleg prosesu.
O safbwynt bach, gan gymryd y llafnau tyrbin crisial sengl prif ffrwd presennol fel enghraifft, mae angen gwall o 0.1 mm ar y broses castio fanwl gywir, er mwyn sicrhau bod pob llafn yn gallu gweithio'n normal. Er mwyn prosesu gwahanol ddeunyddiau aloi gyda'i gilydd, mae angen i chi feistroli sgiliau prosesu a thechnegau weldio aloion tymheredd uchel. Ar yr un pryd, mae rotor yr injan a'r llafnau'n rhedeg ar gyflymder uchel yn ystod y llawdriniaeth. Mae crefftwaith annigonol yn golygu bod yr injan yn gwisgo'n gyflym ac mae ganddi fywyd gwasanaeth byr, sy'n effeithio'n uniongyrchol ar yr economi.
llun
Mae gofynion uchel technoleg hefyd yn hyrwyddo effeithlonrwydd gweithrediad aero-injan. Gan gymryd llafnau fel enghraifft, mae GE wedi datblygu llafn uniad casgen di-dor. Mae meddalwedd wedi'i wneud o ddeunydd arbennig ar ben allanol llafn yr injan, y gellir ei ddefnyddio pan fydd y llafn yn gweithio. Yn cysylltu'n ddi-dor â'r strwythur cylch allanol i wella effeithlonrwydd injan. Mae gan ddeunyddiau meddal o'r fath ofynion uchel iawn ar gyfer technoleg prosesu. Rhaid iddynt nid yn unig gynnal sefydlogrwydd, ond hefyd fod yn ddarbodus ac nid oes angen llawer o waith cynnal a chadw arnynt. Fel arall, wrth wella effeithlonrwydd injan, bydd hefyd yn cynyddu'r baich ar y staff daear, ac ni fydd y perfformiad economaidd yn ddigon amlwg.
I grynhoi, o safbwynt tirfesur cefn, deunyddiau a thechnoleg prosesu, dylid dweud mai peiriannau aero yw coron y maes peirianneg ddiwydiannol ac yn symbol o gryfder gwyddonol a thechnolegol gwlad.
Yn seiliedig ar yr injan WS-10 "Taihang", mae fy ngwlad wedi datblygu'n annibynnol y WS-20 injan turbofan cymhareb ffordd osgoi uchel, byrdwn uchel ar gyfer defnydd milwrol a sifil, sydd wedi'i gyfarparu â'r Y -20 awyren trafnidiaeth strategol. Mae ein gwlad hefyd yn datblygu injan turbofan cymhareb ffordd osgoi uchel Yangtze i'w gosod ar yr awyren sifil C-919, ac mae'n bwriadu cydosod a chynhyrchu'r injan LEAP-X "Safran" o'r radd flaenaf yn ddomestig . Ar yr un pryd, mae'r genhedlaeth nesaf o beiriannau cymhareb ffordd osgoi fawr uwch gyda byrdwn o 200 i 400 kN hefyd yn cael ei ddatblygu. Mae'r prosiectau hyn i gyd yn nodi bod y cyfnod "chwythu allan" o beiriannau cymhareb ffordd osgoi mawr Tsieina yn dod.
