Havacılık motoru uçağın "kalbidir". Sivil yolcu uçaklarının motorları güvenliğe ve güvenilirliğe odaklanırken, askeri motorlar da bu temelde daha yüksek itme kuvvetinin yanı sıra art yakıcı açıldığında maksimum itme kuvveti sağlamaya çalışır. Havacılık motorları alanındaki en güçlü oyuncunun askeri havacılık motorları olması gerektiği ve askeri motorların insan teknolojisinin zirvesi olarak kabul edildiği görülmektedir. Havacılık ve uzay motorları konusunda Ar-Ge, imalat ve üretim yapabilen ülkeler genellikle kendi teknolojilerini kolaylıkla ihraç edemiyorlar. Yalnızca bitmiş motorları ihraç ediyorlar ve hatta bazılarının bakım için menşe ülkeye geri gönderilmesi gerekiyor. Bir uçak motoru yapmak ne kadar zor? Üretimindeki zorluk, malzeme seçimi, tasarım, üretim, kontrol sistemi ve sıkı testler gibi birçok hususu içeren karmaşık yapısından ve yüksek hassasiyetli gereksinimlerinden kaynaklanmaktadır. Gelin hep birlikte bir göz atalım.
Kopyalanması ve sökülmesi zor
Uçak motoru üretmenin zorluğu ilk olarak kopyalama ve sökme zorluğuna yansıyor. Bir arabanın veya uçağın görünümü ters haritalama yoluyla kopyalanabilir. Arabaların kopyalanmasının da kolay olduğunu söylemeye gerek yok. Tu-160 ve B-1B bombardıman uçakları gibi uçak görünüm kopyaları da vardır, ancak çizimlerin müdahalesi olmadan motorun kopyalanması kesinlikle imkansızdır. Örneğin, şu anda Boeing 737 yolcu uçağında kullanılan ana akım motor olan CFM-56 serisi motor, 1974'teki ilk operasyonundan bugüne kadar 20,000'den fazla birim üretti. Çoğunlukla Boeing ve Airbus tarafından üretilen tek koridorlu yolcu uçaklarının neredeyse tamamında kullanılmaktadır.
resim
CFM-56'yi sökerken, motor kanatlarının yaklaşık tırnak büyüklüğünde çok sayıda küçük hava deliğiyle kaplı olduğunu göreceksiniz. Çizimleri konumlandırmadan kopyalamak imkansızdır. Hava delikleri yanlış konumda delindiğinde, bu durum kanatların ısı dağılımını doğrudan etkileyecektir ve kopyanın genel performansı düşecektir. GE, CFM-56'nin teknik temeline dayanarak, Pratt & Whitney ile doğrudan rekabet ederek çeşitli uçak modellerinde kullanılabilecek motorlar geliştirmiştir.
Malzemelerin üretimi zordur
Havacılık motoru aslında çok basittir. Örnek olarak, bir alçak basınç kompresörü, dokuz kademeli bir yüksek basınç kompresörü, birinci kademe yüksek basınç türbini, dört kademeli alçak basınç türbini ve bir ortada halka şeklinde yanma odası. Ancak bu yapıların farklı çalışma sıcaklığı ve basınç ortamları vardır, bu da kullanılan malzemelerin farklı olduğu anlamına gelir. Örnek olarak türbin kanatlarını ele alalım. Çalışma ortamı binlerce santigrat derecedir, dakikada onbinlerce devirdir ve farklı oranlarda birden fazla metalin karışımından yapılmıştır.
resim
Yanma odası yakınındaki kanatlar daha yüksek sıcaklıklara maruz kaldığından ve malzemeler yüksek sıcaklıklara dayanacak şekilde kullanıldığından, nadir metal elementlerin oranları farklıdır. Aynı yüksek sıcaklığa dayanıklı malzemelerin kullanılması durumunda birim fiyat yüksek olacak ve ekonomi kötüleşecektir. Ticari olarak işletilen sivil yolcu uçağı motorları için ucuz ve kullanımı kolay olması en iyisidir.
Aynı şekilde türbin kanatlarının yanı sıra her motor bileşeninde kullanılan malzemeler de farklıdır. Boeing 737'nin kullandığı CFM-56 motor türbini yüksek sıcaklığa dayanıklı alaşımdan yapılmıştır ve diğer bazı parçalarda kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Şu anda daha popüler olan reçine bazlı kompozit malzemedir. Pratt & Whitney'in F-119 harici kanallı alıcısı, 400 santigrat derece sıcaklığa dayanabilen bu malzemeyi kullanıyor ve maliyeti de kontrol edilebiliyor.
resim
Yüksek işleme hassasiyeti
Gelişmiş malzemeleriniz ve çizimleriniz varsa, bu mükemmel bir uçak motoru yaratabileceğiniz anlamına gelmez çünkü işleme teknolojisi son engeldir. CFM-56 motorlu uçak motorunun fanı yalnızca 1,55 metre çapında ve 2,5 metre uzunluğundadır. Bu kadar küçük bir alanda 86 kN'lik bir itme kuvveti üretmesi gerekiyor. İşleme teknolojisinin ne kadar karmaşık olduğunu hayal edebilirsiniz.
Küçük bir perspektiften bakıldığında, mevcut ana akım tek kristal türbin kanatlarını örnek alırsak, hassas döküm işlemi, her bir kanadın normal şekilde çalışabilmesini sağlamak için 0,1 mm'lik bir hata gerektirir. Çeşitli alaşımlı malzemeleri bir arada işleyebilmek için yüksek sıcaklık alaşımlarının işleme becerilerine ve kaynak tekniklerine hakim olmanız gerekir. Aynı zamanda motor rotoru ve bıçakları çalışma esnasında yüksek hızda çalışmaktadır. Yetersiz işçilik, motorun çabuk yıpranması ve ömrünün kısa olması anlamına gelir ve bu da ekonomiyi doğrudan etkiler.
resim
Teknolojinin yüksek gereklilikleri aynı zamanda uçak motoru operasyonunun verimliliğini de artırıyor. Bıçakları örnek alarak GE, kesintisiz, alın eklemli bir bıçak geliştirdi. Motor bıçağının dış ucunda bıçak çalışırken kullanılabilecek özel malzemeden yapılmış bir yazılım bulunmaktadır. Motor verimliliğini artırmak için dış halka yapısına sorunsuz bir şekilde bağlanır. Bu tür yumuşak malzemelerin işleme teknolojisi açısından çok yüksek gereksinimleri vardır. Sadece stabiliteyi korumakla kalmamalı, aynı zamanda ekonomik olmalı ve az bakım gerektirmelidirler. Aksi takdirde motor verimini arttırırken yer personelinin üzerindeki yükü de artıracak ve ekonomik performans yeterince belirgin olmayacaktır.
Özetlemek gerekirse, ters ölçüm, malzeme ve işleme teknolojisi açısından bakıldığında, uçak motorlarının endüstri mühendisliği alanının tacı ve bir ülkenin bilimsel ve teknolojik gücünün sembolü olduğu söylenmelidir.
Ülkem, WS-10 "Taihang" motorunu temel alan, bağımsız olarak hem askeri hem sivil kullanım için Y ile donatılmış WS-20 yüksek baypas oranlı, yüksek itiş gücüne sahip turbofan motorunu geliştirdi. -20 stratejik nakliye uçağı. Ülkemiz aynı zamanda C-919 sivil uçağa monte edilmek üzere Yangtze-1000yüksek bypass oranlı turbofan motorunu da geliştiriyor ve dünya standartlarındaki LEAP-X "Safran" motorunu yurt içinde monte edip üretmeyi planlıyor. . Aynı zamanda, 200 ila 400 kN itme kuvvetine sahip yeni nesil gelişmiş büyük baypas oranlı motorlar da geliştirilmektedir. Bu projelerin tümü, Çin'in büyük baypas oranlı motorlarında "patlama" döneminin yaklaştığını gösteriyor.
