航空发动机涡轮叶片精密成形技术及其发展趋势

空心涡轮叶片一直是制约我国高性能航空发动机研制的瓶颈。针对空心涡轮叶片精铸合格率较低的问题,在讨论涡轮叶片精密铸造工艺的基础上,从精铸"控形"及"控性"两方面,对涡轮叶片精铸成形技术的研究成果进行了总结。此外,围绕未来更高性能航空发动机涡轮叶片,从材料、结构、工艺的角度对其发展趋势进行了讨论。分析认为,陶瓷基复合材料有望在发动机涡轮叶片上得到更广泛的应用。     

宽弦空心风扇叶片制造工艺的发展

本文主要分析了国外新一代涡轮风扇发动机的宽弦空心风扇叶片的设计特点，介绍了空心风扇叶片的超塑成形和扩散连接工艺。宽弦空心风扇叶片的设计与制造工艺正为新一代高推重比军用发动机所采用。     

镍基单晶叶片制造技术及再结晶研究进展

针对航空发动机单晶涡轮叶片的制造技术以及再结晶缺陷进行分析,结合国内外研究现状,从单晶空心涡轮叶片铸造技术、单晶空心涡轮叶片再结晶缺陷及单晶叶片再结晶控制方法等方面,对单晶叶片制造技术及再结晶控制方法取得的研究成果进行总结和分析。重点介绍了叶片制造技术和再结晶控制技术的方法及研究。对我国单晶空心涡轮叶片制造技术及再结晶缺陷的进一步研究重点进行分析。     

涡轮叶片辐射高温计

随着先进燃气涡轮发动机的不断发展,涡轮前的温度越来越高。燃气温度的提高主要囿于转动的涡轮叶片耐温的能力,除了发展带孔的空心叶片外,还需要对叶片的温度及温度分布有比较准确的了解。由于发动机涡轮部位的环境十分恶劣,用常规的测温办     

航空铸冶巨匠——记新中国航空材料的奠基者、领军人荣科

<正>20世纪60年代,我国在摸透和仿制成功从苏联引进的米格-21飞机的基础上,开始了自行设计第一架高空高速歼击机——歼8。设计歼8飞机的关键之一是能否研制出推力大、油耗低的新发动机。新发动机的核心部件是高温涡轮,而高温涡轮的关键又在于能否搞出强制冷却的空心涡轮叶片。空心涡轮叶片就成为发动机研制中关键的关键。这一飞     

涡喷—7甲（乙）发动机高温涡轮空心气冷叶片研制

本对我国第一代在航空发动机上采用的高温涡轮Ⅰ级导向和Ⅰ级工作空心气冷叶片的探索，研制和使用情况，分别做了较详尽的综述。可供从事高温涡轮空心气冷叶片研制的科技人员参考。     

组合式双叶片结构空心气冷涡轮导向叶片叶身与缘板的连接

介绍了航空发动机组合式双叶片结构空心气冷涡轮导向叶片叶身与缘板的连接方法和结构形式。     

英国航空涡轮叶片的质量控制

涡轮叶片是航空发动机中最关键的部件之一,要求可靠地进行运转,因此对叶片的制造要求采用先进的铸造工艺,制定严格的验收标准,采用可靠的检验方法。这里介绍英国的一些情况。在英国,从事航空涡轮叶片铸造的公司都要得到英国民航当局或国防部的同意和许可。表1是目前英国航空涡轮叶片用合金的化学成分,成分要求严格控制,特别是有害元素例如铋要求控制在0.5ppm,银及铅要求控制小于5ppm。叶片广泛采用陶瓷型芯,叶片的层厚可以小到1毫米,芯子直径小到0.5毫米。     

定向凝固涡轮叶片的发展和应用

三十年来,航空发动机涡轮叶片的发展经历了两次重大的变革,其一是:五十年代出现了真空熔模铸造涡轮叶片,在六十年代迅速取代当时占优势的锻造叶片而投入大量生产;其二是:六十年代兴起了采用定向凝固技术铸造的涡轮叶片,在七十年代得到广泛应用,取代原先的普通铸造叶片(特别是高压叶片)。这两次工艺上的重大变革,不仅有力地促进了高温合金的迅速发展,而且为空心叶片冷却技术的发展创造了极为有利的条件,综合的结果     

V2500发动机的维修问题及改进型V2500 SelectOne发动机

V2500发动机是IAE国际航空发动机公司于80年代研制生产的双转子轴流式高涵道比涡轮风扇发动机.它具有无凸台的宽弦空心的风扇叶片、"浮壁"燃烧室和高效的燃油率三大特点.     

进一步提高电解加工技术

电解加工作为一种工艺方法用于生产,在我国已有十多年的历史,不论在电解加工工艺技术上还是在设备设计制造上都有了很大的进展。电解加工的应用范围正在不断扩大。航空发动机叶片的成批生产,已能直接由锻件加工而且基本上保证型面公差在0.18毫米以内。目前电解加工的叶片类型正在不断扩大:从锻造叶片到精铸叶片,从镍基合金叶片到钛合金叶片,从小涡轮叶片到大型风扇叶片,从单个叶片到整体涡轮叶片,还要扩大到整体涡轮扭曲叶片的加工。     

高性能涡轮工作叶片水流模拟试验

涡轮工作叶片水流模拟试验是燃气涡轮发动机结构设计的一个重要环节。本文介绍了某燃气涡轮发动机高性能涡轮工作叶片内流路的水流模拟试验。试验件为10:1放大型透明有机玻璃模型,介质流动状态为三维。本试验研究摸拟了工作叶片反压试验、冷却内流路流量分配试验、流动显示试验。结果表明,叶片内部的流动特性有助于对以后的热故障分析及修改设计提供参考依据。     

熔模铸造空心涡轮叶片的断芯及解决措施

近代航空工业生产的喷气发动机,为了提高涡轮前进口温度,单纯的依靠提高涡轮叶片材料的耐热性能已经满足不了近代高性能发动机的要求,因为材料本身耐热性能的潜力已经不大。目前,空冷技术已在国内外的涡轮叶片和导向叶片上得到了广泛的采用,它可以使涡轮前进口温度至少提高120℃以上,从而提高了发动机的推力。采用石英玻璃型芯(以下简称型芯)形成的精铸涡轮叶片孔型就是一种新的冷却方式。由于型芯做成复杂异型孔形较困难,一般采用断面为圆形或椭圆形较多,圆形型芯直径达φ0.8～φ1.0毫米已经在国内用于批生产。在精铸涡轮叶片批生产中,直径为中φ1.0毫米的型芯往往在型壳和铸件中产生断芯,断芯位置在靠近转角R处。断芯与型芯材料、模具结构、模料、制壳工艺、铸件的凝固等因素有关系,经过试验和多年批生产实践已经掌握了断芯规律和解决方法,从而稳定了批生产质量,型壳断芯率由试制初期的70％以上降到10％以下,铸件中的断芯已基本消除。     

旋转涡轮盘腔中等转速下内部流场分布实验

1引言航空发动机性能的不断提高使得涡轮前温度也越来越高,这就给涡轮的冷却技术提出了更高的要求。在现代航空发动机中,从压气机引出的压缩空气一部分用来冷却涡轮叶片和涡轮导向叶片,另外一部分用来冷却和密封涡轮盘,掌握涡轮盘腔冷却系统内气流的运动规律是对航空发动机高温     

轴向叶片式混合涡轮发动机方案

轴向叶片式混合涡轮发动机就是用轴向叶片式狄塞尔循环发动机代替大涵道比涡扇发动机中的轴流叶轮机械（如压气机和涡轮）,而保留风扇部件的1种发动机,如图1所示。该混合发动机中的压缩机、膨胀机和风扇安装在1根轴上,能作为独立单元拆卸,便于更换和维修。     

先进的V2500系列涡轮风扇发动机

IAE国际航空发动机公司是由美国普惠公司、英国罗·罗公司、日本航空发动机公司和德国航空发动机公司这4家全球优秀的飞机发动机制造商组成,具有当今航空航天领域先进的技术。V2500系列的涡轮风扇发动机是IAE公司1983年开始研制和生产的。IAEV2500发动机目前的额定推力值为22000-33000磅,为快速增长的150座级飞机市场提供了动力装置。V2500发动机有3大主要特点:宽弦空心的风扇叶片、"浮壁"燃烧室、高效的燃油率。V2500最引人注目的特点之一就是它的风扇叶片,采用的是由罗·罗公司设计和发展的无凸台宽弦空心叶     

某型发动机涡轮转子温度和应力测试研究

为确保某型发动机的安全使用,通过对该发动机涡轮转子的温度和动应力进行实测,据此对涡轮转子叶片和盘进行强度和寿命计算。对涡轮转子的叶片和盘进行强度初步计算,确定应力最大点,在发动机实际工作状态下,得到测试部位的实际温度和动应力;利用测试结果,计算确定涡轮转子叶片和盘的疲劳寿命。该研究首次得到了涡轮转子叶片和盘的温度和动应力数据。计算结果表明:涡轮转子叶片的寿命不低于2000 h,涡轮盘的寿命不低于5000 h。     

精铸空心涡轮叶片模具虚拟修模方法

针对精铸空心涡轮叶片的精确控形问题,开展模具型腔优化设计中的虚拟修模技术研究.以某型号空心涡轮叶片为研究对象,采用数值模拟的方法,通过使用ProCAST软件对有限元模型进行计算,获得空心涡轮叶片的精铸位移场,基于位移场的反变形虚拟修模方法对模具型腔进行优化设计.经修模后的模具型腔仿真验证及模具型腔型号鉴定,结果表明,按...     

典型涡扇发动机陶瓷基复合材料涡轮叶片概念设计

为了推动先进航空发动机陶瓷基复合材料（CMCs）涡轮叶片设计技术进步,以典型涡扇发动机基准性能参数为原始数据,按照涡轮叶片正向设计流程,从气动设计,到结构设计,再到变形及强度分析,梳理出以材料强度为约束,发动机推力和耗油率为输入值,涡轮叶片叶身模型为结果的概念设计方法。设计了一种陶瓷基复合材料低压涡轮转子叶片,该叶片实心无冷却,设计工况下的气动性能、强度和振动特性仿真结果满足设计要求。安全储备系数可达1.8,涡轮盘外载预估减少50%,验证了陶瓷基复合材料用于先进航空发动机热端部件的可行性。涡轮效率提高0.98%～1.17%表明陶瓷基复合材料具有提升先进航空发动机热端部件性能的潜力。     

DZ125带小孔构件低循环/保载疲劳试验与分析

进行了定向结晶合金DZ125带小孔构件在高温下的低循环/保载疲劳试验.此构件试验用来部分模拟航空发动机气膜冷却的空心涡轮转子叶片, 试验方案根据空心涡轮转子叶片的几何特征和所承受的温度及载荷状况来设计.介绍了试验方案和试验结果分析, 包括寿命分析、试验裂纹扩展规律分析和金相分析.结果表明小孔应力集中和保载是构件破坏的主要原因, 孔边电火花加工特征对裂纹萌生起到决定性影响.