항공엔진의 주요 구성요소는 압축기, 팬 블레이드, 터빈 블레이드, 기타 구성요소로 구성됩니다.

항공엔진은 고도로 복잡하고 정밀한 열기관으로 항공기의 심장으로서 항공기 비행의 동력일 뿐만 아니라 항공산업 발전의 중요한 원동력이기도 합니다. 인류 항공의 역사 산업의 모든 중요한 변화는 항공기 엔진의 기술 진보와 불가분의 관계에 있습니다. 이 기사에서는 항공기 엔진의 주요 구성 요소 구조를 소개하는 데 중점을 둡니다.

1. 압축기 및 팬 블레이드

콜드 엔드 핵심 구성 요소. 엔진이 작동하는 동안 블레이드는 원심력, 공기와 가스에 의해 발생하는 공력, 열응력, 교번력, 무작위 하중 등의 영향을 받으며 전체 엔진 제조 작업량의 30% 이상을 차지합니다. 다양한 하중의 작용 하에서 블레이드는 고주기 피로 및 열 피로를 받기 쉽습니다. 작업 품질과 효율성을 보장하기 위해 블레이드 재료 선택 및 생산 기술에 대한 요구 사항이 매우 높습니다.

엔진 블레이드는 위치와 기능에 따라 팬 블레이드, 압축기 블레이드, 터빈 블레이드로 나눌 수 있습니다. 팬 블레이드와 압축기 블레이드는 콜드 엔드 구성 요소인 반면, 터빈 블레이드는 핫 엔드 구성 요소입니다.

압축기 블레이드는 압축기 로터 블레이드(작업 블레이드)와 압축기 고정 블레이드(정류 블레이드)로 나눌 수 있으며, 터빈 블레이드는 터빈 작동 블레이드와 터빈 가이드 블레이드로 나눌 수 있습니다. 팬 블레이드는 엔진으로 유입되는 공기를 1차 압축하는데, 압축된 가스는 두 가지 경로로 나누어져 한 경로는 내부 덕트로 들어가 지속적인 압축을 하고, 다른 경로는 외부 덕트로 들어가 고속으로 직접 배출되어 추력을 발생시킵니다.

컴프레서 블레이드는 내부 덕트로 들어가는 공기를 더욱 압축하고, 공기 흐름 압력과 온도는 연소실의 요구 사항을 충족하도록 크게 증가합니다. 터빈 블레이드에는 가스의 화학 에너지를 터빈의 기계적 에너지로 변환할 수 있는 팽창 및 압력 감소 효과가 있습니다.

블레이드 재질에는 알루미늄 합금, 스테인레스 스틸, 티타늄 합금, 내열 합금 및 복합 블레이드가 포함됩니다. 팬과 압축기 블레이드는 상대적으로 작동 온도가 낮은 냉간 부품으로 티타늄 합금, 고온 합금 및 기타 재료가 일반적으로 사용됩니다. 그 중 티타늄 합금은 비중이 낮고 비강도가 높으며 내식성이 뛰어나므로 사용됩니다. 경량화에 탁월한 기여를 합니다. 압축기 블레이드 생산에 대량이 사용됩니다.

제조 공정의 관점에서 볼 때 압축기 블레이드는 얇고 변형되기 쉽습니다. 성형 정밀도의 정밀한 제어와 효율적이고 고품질의 가공은 블레이드 제조 공정의 핵심 어려움입니다. 다양한 유형의 블레이드 중에서 압축기 블레이드는 항공기 엔진에서 가장 복잡한 표면 구조와 가장 가혹한 작업 환경을 가진 구성 요소 중 하나입니다.

공기 흐름의 손실을 줄이기 위해 다른 부품의 블레이드에 비해 압축기 블레이드의 가장 큰 특징은 복잡한 프로파일 비틀림과 블레이드 자체의 얇은 두께입니다. 프로파일의 복잡한 비틀림은 블레이드 루트에서 블레이드 팁까지 블레이드의 다양한 굽힘 및 비틀림 각도로 구현됩니다. 반면 블레이드의 전면 및 후면 가장자리의 두께는 0.1-0.2mm에 불과합니다. 그리고 프로필이 높아야 합니다.

2. 터빈 블레이드

터빈 블레이드는 고온 및 고압 환경에서 작동해야 하는 부품입니다. 터보팬 엔진 중에서 제조가 가장 어렵습니다. 터빈 내에서 고온, 고압의 가스가 팽창하여 터빈을 밀어 고속으로 회전시켜 압축기를 구동합니다. 공기 흐름은 터빈 출구를 통해 테일 노즐로 들어가 압력이 감소하고 속도가 증가하며 최종적으로는 엔진에서 배출되어 동력을 발생시킵니다.

터빈 블레이드의 구조와 소재는 지속적으로 업그레이드되고 있습니다. 20세기 중반에는 2세대 엔진이 주로 사용되었으며, 대표적인 모델로는 솔리드 터빈 블레이드를 주로 사용한 스페이(Spey) MK202가 있으며, 이후 점점 더 발전된 중공형 터빈 블레이드가 사용되었다. - 코어 터빈 블레이드. 층벽 과냉각/주조 냉각 터빈 블레이드.

터빈 블레이드는 일반적으로 고온 합금이나 티타늄-알루미늄 합금으로 제작되며 정밀 주조를 통해 마진이 적고 품질이 우수한 블레이드 블랭크로 가공됩니다. 엔진 성능이 향상됨에 따라 고압 터빈 블레이드는 점차 방향성 결정화 및 단결정 재료 블레이드로 발전했습니다.

방향성 결정화는 매몰 주조 쉘에서 열 흐름과 반대 방향으로 용융된 합금을 결정화하고 응고시키는 주조 공정으로, 이 공정으로 형성된 터빈 블레이드는 열 피로에 대한 저항성과 열충격 저항성이 높습니다. .

3. 기타 부품

1. 디스크 부품

주로 터빈 디스크, 압축기 디스크, 블리스크가 포함됩니다.

일체형 블리스크 구조는 기존의 디스크 분리 구조를 기반으로 개발된 새로운 디스크 일체형 구조로 경량화, 품위 감소, 효율 향상, 신뢰성 향상 등의 장점이 있는 티타늄 합금 및 내열합금이 일반적으로 사용됩니다. 재료로.

터빈 디스크와 컴프레서 디스크는 모두 항공기 엔진의 로터 부품입니다. 터빈 디스크는 항공기 엔진에 터빈 블레이드를 설치하고 고정하여 고온, 고압, 고속을 견디는 데 사용되는 부품입니다. 환경에서.

2. 케이싱

항공엔진의 주요 하중 지지 구성 요소는 엔진이 하중을 지지하고 격납하는 핵심 구성 요소입니다.

주요 기능은 엔진 코어를 보호하고 연료 펌프, 오일 펌프, 발전기 및 기어 박스와 같은 외부 엔진 구성 요소를 지원하는 것입니다. 파이프라인은 주로 고정자와 함께 설치됩니다. 연소실은 로터 어셈블리와 함께 공기 순환 채널을 형성합니다.

케이싱은 기능에 따라 팬 케이싱, 외부 케이싱, 중간 케이싱, 압축기 케이싱, 연소실 케이싱 등으로 분류할 수 있습니다. 케이싱 재료는 대부분 티타늄 합금과 고온 합금입니다. 가공 공정에서는 고정밀 기하학적 공차 및 얇은 벽 가공 변형을 제어하는 ​​데 중점을 둘 필요가 있습니다.