文学起点网
当前位置: 首页 文学百科

罗尔斯航空发动机公司(CMC面向商用航空发动机产品的机遇与挑战)

时间:2023-06-02 作者: 小编 阅读量: 2 栏目名: 文学百科

由于纤维增强CMC结构强度具有很大的随机性,作为航空发动机的高温部件无法采用常规金属部件惯用的安全系数等确定性设计方法,有必要采用概率设计方法,进行可靠性分析。今后,如何运用CMC提高航空发动机性价比,是在商用航空发动机普及应用该先进材料的一大挑战。此外,CMC的表面完整性精细加工也应引起足够重视。出于风险控制的考量,现阶段CMC还只能应用在固定部件上。

CMC 作为一种新型材料,通过相应的新结构设计,运用到商用航空发动机制造时,需要进行大量实测评估、试验考核,以确保产品的安全和可靠性、满足适航要求。

美国的CMC 应用领先离不开诸多创新型高科技企业的支撑,诸如以MATECH、ATK 和COICeramicsInc. 等高科技企业作为创新主体的CMC 产业链初具规模。研发力求稳定CMC 性能和增加陶瓷纤维(氧化物和非氧化物)产量,各供应商基于成熟的定型工艺,已从全尺寸的演示、试制件考核中获得良好的评价结果。

作为新的发动机用材,基于CMC 风险因素考量,CFM 先期仅在固定部件上应用,现有技术成熟度可满足固定部件的可靠性要求,未来CMC 材料还将用在发动机的更多部件上。CMC 还存在若干阻碍其商用推广的问题需要解决:

首先,CMC 材料性能数据短缺、设计应用经验不足,需要开发特定应用环境下寿命评估方法的及必要的软件工具。

由于纤维增强CMC 结构强度具有很大的随机性,作为航空发动机的高温部件无法采用常规金属部件惯用的安全系数等确定性设计方法,有必要采用概率设计方法,进行可靠性分析。同时,还要重视CMC材料标准、性能数据、寿命评估方法与工具等体系方面的积累,建设基于CMC 数据库支撑的评价方法,形成一套完整、经过验证的CMC 适航符合性设计与验证技术体系。

依据中国民用航空发布的新版《航空发动机适航规定》,CMC 作为商用航空发动机用用的新材料,需要满足第33.15 条的规定:发动机所用材料的适用性和耐久性必须满足下列要求:(1)建立在经验或试验的基础上;(2)符合经批准的规范(如工业或军用规范),保证这些材料具有设计资料(数据)中采用的强度和其他性能。

其次,CMC 部件的制造费用仍高出传统高温合金数倍,成本偏高,需在确保质量的前提下,实施精益制造,改进加热温度、升温时间、降温周期等来控制工艺各周期中化学组分的变化,通过缩短循环周期等优化批量生产工艺来有效降低成本,实现最佳效益。今后,如何运用CMC 提高航空发动机性价比,是在商用航空发动机普及应用该先进材料的一大挑战。

再则,发动机构件工况苛刻,某些部件需暴露于高温、氧化、冷热冲击循环中,还需承受水汽、氧和燃烧固体颗粒的侵蚀;若在海上飞行,还要承受海盐的侵蚀,燃烧室还需耐受由富含燃烧副产物氯化盐和硫酸盐等所引起的加速氧化等考验。

此外,CMC 的表面完整性精细加工也应引起足够重视。因为SiC的硬度接近金刚石,工业上常用作磨料或刀具来加工其他材料,所以需采用坚硬的金刚石来研磨,近年来借助脉冲激光手段加工精细微孔等渐受青睐。

还有需要引起重视的关联技术,就是CMC与金属间的联结和结构完整性(Joining and Integration)工艺探索,随着扩散连接(焊)(Diffusion bonding)、高温耐久钎焊(Brazing)的进步,必将开拓以金属骨架接合CMC 结构为代表部件的广阔应用领域。

国际同行普遍认为,CMC 是发动机高温结构材料的技术制高点之一,技术门槛高、投入大,通常反映所国航空装备设计和制造能力的顶尖水准。目前仅有美国、法国等少数国家掌握高性能SiC 纤维和致密化CMC 的产业化技术。

SNECMA公司研制的复杂形状的CMC制Mixer部件

GE 旗下的航空业务集团已计划在GE9X 燃烧室衬套、高压涡轮喷嘴、外环和涡轮叶片这些热端部件上使用CMC 材料;相应地,LEAP 系列发动机也能从GE9X 项目中借鉴诸多宝贵的工程化和产品化经验。

尽管当年GE90 发动机上采用宽弦叶片也广被质疑,最终是通过实践证明了其正确的选择。GE 方面已经为CMC 材料进行过大量测试,与风扇叶片从金属材料转到树脂基复合材料所付出的时间等考验相类似,转向CMC 的应用同样需要花费相应的代价来证明,允许人们从中建立起对CMC 安全可靠应用的信念。

出于风险控制的考量,现阶段CMC还只能应用在固定部件上。基于已有的数据有理由相信,随着研究深入和科技进步,稳固而扎实的创新将渐趋完美地发挥出CMC的优异特性,未来势必开拓出更多商用航空发动机核心部件上的新应用。

国内商用发动机由中航工业商发作为主承制商,牵头实施国家级商用发动机研发项目,负责组织国内外产、学、研优势资源,通过强强联合、协同攻关拓展国际国内合作空间,为涡轮静子件、浮动瓦块应用扫清路障,逐步夯实CMC 工程化、产业化的应用基础。

    推荐阅读
  • 荷塘月色简笔画彩图(荷塘的场景图简笔画)

    今日份简笔画荷塘月色.感恩日记1.,我来为整理几张简单漂亮的荷塘月色简笔画彩图?以下简笔画图片总有一款是你喜欢的,希望对你有帮助来看看吧!荷塘月色简笔画彩图今日份简笔画荷塘月色.感恩日记1.荷塘月色好看的儿童画图片儿童简笔画大全荷塘月色简笔画儿童画

  • 直硬头发软化前后效果图(头发软化前后效果图)

    可以使头发变软,变柔顺,变贴服,且价格也很便宜,普通的美发沙龙价格为50到80元左右,软化比较自然。头发软化后几天可以洗刚做完软化2至3天不要洗头,刚做完软化不要用力拉头发,会有损发质和效果。软化也是伤头发的,不过比不停地做一次性夹头发而言小很多,如果是短发做软化还是不错的。如果想让头发蓬蓬的,最好不要全头做软化,甚至不建议做软化。具体情况,建议咨询理发师。用药水要用好一点的,对头发伤害才不会很大。

  • 赞美运动员的话(赞美运动员的话有什么)

    年轻的我们自信飞扬,青春的气息如同出生的朝阳,蓬勃的力量如同阳光的挥洒此时此刻,跑道便是我们精彩的舞台,声声加油便是我们最高的奖项论何成功,谈何荣辱,心中的信念只有一个:拼搏,我来为大家科普一下关于赞美运动员的话?赞美运动员的话年轻的我们自信飞扬,青春的气息如同出生的朝阳,蓬勃的力量如同阳光的挥洒。所有的努力都是为了迎接这一刹那,所有的拼搏都是为了这一声令下。

  • 长安uni-k车主反映这款车怎么样(新车长安UNI-K登场)

    据长安汽车最新消息,中大型SUVUNI-K官图曝光,这是长安UNI系列的第二款车型。新车将搭载蓝鲸系列2.0T发动机并匹配8AT变速箱,将于广州车展首发亮相。新车亮点1.采用了全新的“V”型面设计和无边界格栅。新车概况新车前脸依然采用无边界设计并融入了V型面概念,不同于UNI-T,UNI-K的大灯位置设计在了最上方。车尾方面采用了时下流行的贯穿式尾灯设计,与UNI-T的V型后导流造型不同,UNI-K采用了新的航天器式造型,立式尾灯十分显眼。

  • 渡劫经典语录(关于渡劫的语录精选)

    情到深处人孤独,爱至穷时尽沧桑堕落的天使啊,你无知的游走着。我将于茫茫人海中访我唯一灵魂之伴侣;得之,我幸;不得,我命。玲珑骰子安红豆,入骨相思君知否。于千万人之中遇见你所遇见的人,于千万年时间无涯的荒野里,没有早一步,也没有晚一步,刚巧赶上了。生命是一朵千瓣莲花,我拒绝了绽放的同时,我也拒绝了枯萎和零落。就算哭泣也要皱眉优雅,就算失败也要转身潇洒。之后我也学会了阳奉阴违,发生了什么与我再无所谓。

  • 孤城闭什么时候上映(谁是主演)

    以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!孤城闭什么时候上映《孤城闭》将于2020年起在湖南卫视上映播出。该剧主要由王凯、江疏影、任敏、杨玏、边程、叶祖新、喻恩泰、王楚然、刘钧、孙坚等主演。《孤城闭》改编自米兰lady同名小说,以北宋为背景,在风起云涌的朝堂之事与剪不断理还乱的儿女情长之间,还原了一个复杂而真实的宋仁宗。

  • 大众朗逸所有灯图解(认识汽车灯图解)

    大众朗逸所有灯图解作为新手,汽车灯光就是一道难题,下面我们一起通过图解来认识一下汽车各种灯光吧。双闪灯的作用是当车辆发生意外情况后,引起其他车辆警惕,防止发生追尾事故。当踩下制动踏板后,制动灯立即亮起,并发出红色灯光,提醒后方车辆。倒车灯是白色,作用是为了照亮车尾的路面,减少倒车时盲区,另外也是对后方的提醒。

  • 雪里红的腌制方法(做雪里红腌菜的步骤)

    下面更多详细答案一起来看看吧!雪里红的腌制方法雪里红摘干净,根部用刀劈开,正一层反一层放入盆中,取盐均匀地洒在雪里红上,腌制1-2天。烧开水放凉,加盐,搅拌均匀,盐水倒入雪里红中泡制一天。泡好的雪里红捆成一小捆放入密封罐,倒入泡雪里红的盐水,盖好密封罐,即吃即取。

  • 郑州婚纱照推荐哪家好(郑州拍婚纱照团购)

    中国红喜嫁秀爆朋友圈的婚纱照中式婚纱照新中式婚纱照婚纱照风格高级感婚纱照婚纱照秀禾服的中式嫁衣,是完美诠释了东方女性温婉古典美。让人完全移不开目光~每一个女孩子都应该拥有这样华丽的喜嫁风太精致完全属于中式婚纱照的浪漫感~

  • 胎梦最准的位置(从胎梦看看你腹中的孩子给你暗示了吗)

    估计生完孩子和正在孕期的妈妈都会经历过这种事情,就是我们会经常做梦,而且会梦见一些动物植物什么的,这在老人眼里属于“胎梦”。你梦见的什么会预示着即将出生的宝宝是男孩还是女孩。你的胎梦准不准,来看看一下别人的胎梦。哈哈,看来有些胎梦还是挺准的,或许都是巧合吧,总之,宝宝来了就是我们的命中注定。