Jak zbudowana jest łopatka silnika odrzutowego
Łopatka turbiny musi spełniać szereg wymagań, które wynikają ze środowiska pracy silnika odrzutowego .
Łopatka turbiny:
- Pracuje w wysokich temperaturach.
- Poddana jest oddziaływaniu sił odśrodkowych.
- Podczas pracy możliwe jest pełzanie prowadzące do pęknięcia po odkształceniu
- Należy zastosować materiał odporny na pełzanie
Pozostałe wymagania dotyczące materiału
- Odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze
- Odporność na uszkodzenia dynamiczne
- Odporność na zmęczenie wywołane zmianami temperatury
- Stabilność cieplna
- Mała gęstość
Łopatka turbiny:
- Pracuje w wysokich temperaturach.
- Poddana jest oddziaływaniu sił odśrodkowych.
- Podczas pracy możliwe jest pełzanie prowadzące do pęknięcia po odkształceniu
- Należy zastosować materiał odporny na pełzanie
Pozostałe wymagania dotyczące materiału
- Odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze
- Odporność na uszkodzenia dynamiczne
- Odporność na zmęczenie wywołane zmianami temperatury
- Stabilność cieplna
- Mała gęstość
Te wymagania spełniają do temperatury około 1100°c materiały, które obecnie stosuje się na
łopatki turbin, czyli złożone stopy na osnowie niklu lub kobaltu z licznymi składnikami i dodatkami
stopowymi (ti, al, mo, W, Nb, zr, b, V, y, la, re, ta i innymi). Ze względu na konieczność
zwiększania temperatury gazów przed turbiną łopatki turbin współczesnych silników są zazwyczaj
łopatkami chłodzonymi, a więc wykonanymi z kanałami wewnętrznymi. znane są
różne metody chłodzenia łopatek:
- wielokanałowe,
- deflektorowe,
- deflektorowe z perforacją,
- wielokanałowe (bezdeflektorowe) z perforacją,
- kanałowe z porowatą ścianką.
- wielokanałowe,
- deflektorowe,
- deflektorowe z perforacją,
- wielokanałowe (bezdeflektorowe) z perforacją,
- kanałowe z porowatą ścianką.
Wykonanie chłodzenia wielokanałowego łopatek wzdłuż ich pióra jest najprostsze technologicznie,
ale nie zapewnia równomiernego chłodzenia, zwłaszcza krawędzi natarcia i krawędzi
spływu. zastosowanie deflektorów i otworków wypuszczających powietrze na zewnątrz pióra
gwarantuje bardziej równomierne pole temperatury łopatki i bardziej intensywne chłodzenie,
ale jest to metoda trudna technologicznie. liczba wykonywanych otworków o średnicy od 0,3
do 0,6 mm sięga 100 w piórze jednej łopatki.
Obecnie łopatki turbin wykonuje się głównie metodą precyzyjnego odlewania próżniowego.
odlewanie ze sterowanym chłodzeniem umożliwia uzyskiwanie łopatek o ukierunkowanej (kolumnowej)
Krystalizacji oraz łopatek monokrystalitycznych. takie struktury materiału są w wysokim
stopniu żarowytrzymałe.
źródła:
Nowe technologie lotniczych silników turbinowych - Jan Grodzimirski
