Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная Обзоры СМИ Статьи


Во все лопатки: новые технологии изготовления лопаток авиадвигателей


10 июня 2022 года Ростех


Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха внедряет уникальные технологии производства лопаток – ключевой детали современных авиадвигателей. Создание лопатки требует сложнейших расчетов при проектировании, высочайшей точности в изготовлении, а также дорогостоящего оборудования и редких металлов.

Сегодня только шесть стран в мире обладают компетенциями проектирования и производства лопаток. Россия в очередной раз укрепила свое лидерство в этой отрасли, внедрив собственные новейшие технологии, которые будут применяться для создания новых авиационных двигателей.

От мельниц до авиадвигателей

Каждая лопатка турбореактивного двигателя − воплощение самых совершенных технологий и одна из самых сложных в производстве деталей установки. А начиналось все когда-то с самых простых устройств.

Прямыми предками современных лопаток в двигателестроении можно считать лопасти, приводящие в движение механизмы ветряных и водяных мельниц. Принцип лопаточной машины применялся для подъема жидкостей в знаменитом «Архимедовом винте» и других устройствах древности. Сегодня подобные механизмы применяются очень широко − в авиации, судостроении, машиностроении, энергетике.

Понять, как выглядят лопатки современного авиадвигателя, можно легко. Вентилятор, собранный из лопаток, мы видим, когда поднимаемся на борт авиалайнера. На самом же деле лопаток в двигателе гораздо большое − их основная масса скрыта под корпусом установки.

Высоконагруженная деталь

Принцип работы газотурбинного двигателя, а именно такие поднимают в небо большинство современных гражданских и военных самолетов, можно описать следующим образом. Воздух попадает в двигатель, сжимается с помощью компрессора, в камере сгорания нагревается, вращает турбину и на огромной скорости выбрасывается из сопла, толкая самолет вперед.

В устройстве газотурбинного двигателя (ГТД) используется сразу несколько видов лопаток. В зависимости от типа двигателя это: лопатки вентилятора, лопатки компрессора низкого давления, лопатки компрессора высокого давления, лопатки турбины высокого давления, лопатки турбины низкого давления. Кроме перечисленных рабочих лопаток также применяются стационарные лопатки, направляющие поток воздуха.

Лопатки вентилятора и компрессоров работают на нагнетание и сжимание воздуха, направляя его в камеру сгорания. Лопатки в турбине действуют подобно лопастям ветряной мельницы: поток набегающего воздуха сталкивается с лопатками, обтекает их и приводит в движение ротор, который в свою очередь передает вращение механизму компрессора.

Каскад лопаток турбины высокого давления – это самые высоконагруженные лопатки в ГТД. Фактически они работают при температуре, превышающей температуру плавления металла, из которого они сделаны, а нагрузка на них сопоставима с давлением многотонного грузового автомобиля.

Лопатки определяют КПД основных узлов двигателя (вентилятора, компрессора и турбины) и его экономические параметры. В каждом двигателе применяется порядка 2-3 тыс. лопаток. Это самая массовая деталь ГТД при этом со сложной конфигурацией, что в свою очередь диктует особенные требования к производству.

Как изготавливают «воздушные лезвия»

Лопатки компрессора чаще изготавливаются штамповкой с последующей механической обработкой, а лопатки турбины литьем по технологии «монокристалл». При изготовлении и обработке лопаток применяется широкий спектр современных технологий: формование, литье, резание, электрохимическая обработка, шлифование и полирование, лазерная и электроэрозионная обработка. Задействуются технологические процессы нанесения термобарьерного и эрозионно-стойкого покрытия, вакуумная термическая обработка. Используются автоматизированные методы измерения и контроля, в том числе с помощью лазеров.

Чтобы воздействовать на потоки воздуха максимально эффективно, лопатки имеют сложную, изогнутую форму. Кроме того, внутри лопаток турбины создаются специальные полости для охлаждения. Лопатки испытывают сильное механическое воздействие, подвергаются высоким температурам и должны без остановки работать в течение многих часов.

Металлурги долгое время создавали материал, способный выдерживать такие нагрузки, не теряя своих свойств. В истории создания первого отечественного реактивного двигателя есть почти детективный эпизод. Чтобы получить образцы материала, из которого англичане изготавливают лопатки, советская делегация в 1947 году пошла на хитрость: металловеду Сергею Кишкину удалось вынести заводскую стружку в рифленой подошве ботинок. Так одним из первых рабочих материалов для лопаток был определен жаропрочный никелевый сплав.

Сегодня при изготовлении лопаток вентилятора применяется такой металл как титан и полимерные композитные материалы. Например, для перспективного двигателя ПД-35, предназначенного для транспортной и широкофюзеляжной пассажирской авиации, в пермском КБ «Авиадвигатель» разработана лопатка вентилятора из композитных полимерных материалов. Диаметр вентилятора ПД-35 – более 3 метров. Переход от титановых лопаток к полимерным позволит снизить массу двигателя на 400 кг.

Положить конкурентов на лопатки

В мире всего шесть стран обладают компетенциями в производстве лопаток ТВД для газотурбинных двигателей. Каждая фирма хранит свои производственные нюансы в секрете.

В Объединенной двигателестроительной корпорации (входит в состав Ростеха) созданы центры технологической компетенции по изготовлению лопаток. В уфимском «ОДК-УМПО» занимаются выпуском лопаток для боевой авиации, в Рыбинске в «ОДК-Сатурн» – для гражданской авиации, морских двигателей и энергетических установок, а на «ОДК-Пермские моторы» делают лопатки турбин высокого давления для новых перспективных двигателей ПД-14, ПД-8, ПД-35.

Недавно на рыбинском предприятии были внедрены уникальные технологии для производства лопаток компрессора: устройство для закрутки высокоточных титановых лопаток и гибридная штамповка лопаток из двухфазного титанового сплава. Эти ноу-хау позволят изготавливать более точные детали, в том числе и крупногабаритные. В основе – оборудование отечественного производства.

Расширение номенклатуры лопаток, разных по материалам, технологиям производства, назначению, подтверждает высочайшие компетенции российских двигателистов. Есть большие достижения, и впереди еще много работы по обеспечению новых российских самолетов новыми двигателям, появление которых критически важно в условиях санкций.




комментарии (0):











Материалы рубрики

Александр Зосимов
Вечерняя Москва
Полеты сквозь мрачные санкционные тучи: что ждет российскую авиацию
Аврусин Роман
Обозрение
В Самаре готовятся  развернуть выпуск новых авиалайнеров
Дмитрий Мигунов
Известия
Жесткое приземление: эпоха дешевой авиации в мире заканчивается
Анастасия Платонова
Известия
Прямая зависимость: туристы ждут открытия рейсов в Азию без пересадок
Дмитрий Корнев
Известия
Неопытный образец: что стоит за неудачным испытанием ракеты CPS

Ростех
Выдающемуся конструктору двигателей Сергею Изотову – 105 лет

НТВ
Титановая зависимость: Boeing и Airbus для производства самолетов необходим металл из России
Айгуль Абдуллина
КоммерсантЪ
Приграничное расстройство



Артём Кореняко
РБК
ГТЛК заявила о риске срыва поставок самолетов для авиакомпании "Аврора"

Ростех
Профессии Ростеха: инженер-конструктор авиадвигателей
Артём Кореняко
РБК
На спутники по контролю за погодой в Арктике потребуется почти 45 млрд
Александр Тимохин
Взгляд
Какие беспилотники нужны ВМФ России
Даниил Бабкин
КоммерсантЪ
Duty free открывает двери

Известия
Авиаэксперт сравнил характеристики МС-21 с Boeing и Airbus
Александр Рассохин
КоммерсантЪ
Авиабезопасность вызвала вопросы
Анастасия Львова, Евгения Перцева
Известия
Дело пошлин: магазины duty free откроются для вылетающих в ЕАЭС к августу
Илья Словесный
Деловой Петербург
Рейсы могут задержаться: санкции подкосили российскую авиацию

Известия
Авиаэксперт оценил преимущества самолета SSJ100 в условиях импортозамещения
настасия Львова
Известия
Арабская "дочь": российская авиакомпания хочет создать СП с Etihad
Артём Кореняко
РБК
ICAO заявила о "существенных опасениях" в сфере авиабезопасности России
Алексей Чеботарёв
Аргументы и Факты
Возвращение "тушки". Когда взлетит и куда долетит "новый старый" Ту-214?
Яна Загоровская
КоммерсантЪ
Авиация делает замену
Евдокия Мельник
Forbes
Санкции и закрытые аэропорты: как изменятся цены на поездки по России этим летом

Известия
Авиаэксперты сравнили характеристики Ту-214 и Boeing
Анастасия Львова
Известия
Грузная ситуация: Шереметьево проверяют из-за возможного нарушения конкуренции

Business FM
СМИ: авиакомпания Royal Flight находится на грани закрытия
Максим Талавринов, Анастасия Львова
Известия
"Дочка" - к матери: лоукостер "Победа" может полностью уйти из Внуково
Ульяна Миненкова, Станислав Корягин
КоммерсантЪ
Багаж приказал долго лететь
Игорь Афанасьев,
Роскосмос
Санкциям вопреки. Импортозамещение в отрасли

Роскосмос
Хищные космические птицы: особенности названий русских скафандров
Александр Братерский
Finam.ru
Иранский сценарий. Первым делом самолеты

Ростех
Во все лопатки: новые технологии изготовления лопаток авиадвигателей
Анастасия Львова
Известия
Нотный проезд: музыканты попросили скидку на авиаперевозку инструментов

РЕН ТВ
Авиаэксперт Гусаров заявил о колоссальном преимуществе "сети" из Су-57

Известия
Эксперт назвал возможные причины приостановки Boeing выпуска самолетов 737 MAX
Дарья Савенкова, Арина Литова
Ведомости
S7 решил заморозить проект лоукостера Citrus
Никита Тихонов
АвиаСоюз
О роли сертификационных центров в обеспечении безопасности авиационной техники
Артём Кореняко
РБК
Крупнейшие российские аэропорты увеличили прибыль в 5,5 раза
Елена Сухорукова
РБК
Аэропорт Шереметьево назвал стоимость туроператора "Библио-Глобус"

Радио 1
Без шокера и дубинки. Названы оптимальные способы противостоять авиадебоширам
Анастасия Львова
Известия
Судов на вас нет: в России предложили ограничить число Airbus и Boeing

Роскосмос
Кто присмотрит за Россией из космоса: в Правительство РФ внесён законопроект о ДЗЗ
Николай Ивашов, Екатерина Кобиц
Эксперт
ОАК сосредотачивается
Софья Смирнова
Известия
Поддуть клапаны: на спасение трех авиакомпаний потратят 17 млрд рублей

Москва FM
Стюардессы получат спецсредства для борьбы с авиадебоширами

Business FM
Самолет "Аэрофлота" арестован на Шри-Ланке по требованию лизингодателя
Наталья Крапивина
Ammiac
Россияне через несколько лет пересядут на российские авиалайнеры нового поколения
Алина Чупанова, Мария Алексеева
КО
Авиация ждет большого передела
Софья Смирнова
Известия
Летная механика: как авиакомпании будут оплачивать лизинг
Владимир Мазенко
Комсомольская правда
Самолет, как у президента: что известно про Ил-96, который способен заменить Boeing и Airbus

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer