Pale sou aplikasyon alyaj Titàn nan motè avyon

Pale sou aplikasyon alyaj Titàn nan motè avyon

Nan ane 1960 yo, lè Wayòm Ini a t ap devlope avyon de gè "Harrier" P1127 ki pi popilè nan lemonnantye, yon sèl piki, vètikal dekolaj ak aterisaj, youn nan pwototip li yo, XP972, te sou yon vòl tès nan dat 30 oktòb 1962. vòl tès la, lam nan COMPRESSOR alyaj Titàn nan motè a Pegasus itilize fè kolizyon ak bwat la alyaj Titàn, sa ki lakòz COMPRESSOR a pran dife. (Sa a fenomèn dife yo rele "dife Titàn"), sa ki lakòz motè a misfire ak sispann, avyon an te fè aksidan, ak pilòt la te avèk siksè parachit ak sove.

Kèk ane apre, nan fen ane 1960 yo, lè Pratt & Whitney nan peyi Etazini te devlope yon motè F100 ak yon rapò pouse-a-pwa 8.0 pou twazyèm jenerasyon avyon de gè F-15 , pandan pwosesis la komisyonin, yon motè fè kolizyon ak lam alyaj Titàn nan yon COMPRESSOR wo-presyon ak bwat la alyaj Titàn pandan yon tès kouri sou tè a, sa ki lakòz COMPRESSOR a pran dife ("dife Titàn"), flanm dife yo gaye toupatou. , epi finalman motè a tout antye te detwi nan yon dife (Figi 2).

Figi 1. Pwototip avyon "Harrier" la te fè aksidan akòz yon "dife Titàn" nan motè a pandan vòl tès la.

De gwo echèk sa yo te pi bonè echèk nan mond lan ki te lakòz Titàn pran dife akòz kolizyon an nan de pati alyaj Titàn, men yo pa te pran oserye nan moman sa a, se konsa ke yo pita parèt anpil fwa nan anpil motè. Dapre estatistik an 1979, nan 17 ane yo soti nan 1962 a 1979, te gen yon total de 144 ensidan dife Titàn nan motè aviyasyon nan peyi lwès yo, nan ki 59 boule nan bwat la COMPRESSOR.

Nan fen ane 1950 yo, alyaj Titàn ki ka itilize nan motè avyasyon parèt. Akòz légèreté alyaj sa a, gravite espesifik li se 40 pousan pi ba pase sa alyaj asye (gravite espesifik de la se 4.5g/cm3 ak 7.8g/cm3, respektivman), ak 50 pousan pi ba pase nikèl (espesifik la. gravite nikèl se 8g/cm3), epi li gen bon rezistans korozyon. Depi motè aero gen yon endikatè trè enpòtan-légèreté, alyaj Titàn yo te byen vit te lajman adopte nan motè aero.

Lè sa a, alyaj Titàn te itilize nan konsepsyon motè osi lontan ke kondisyon tanperati pèmèt, ki gen ladan lam k ap travay nan fanatik ak compresseurs, wou roulèt, lam estatik, chasi, ak aparèy sele.

Sepandan, nan itilize, li te jwenn ke akòz aksidan anòmal kondisyon pandan operasyon motè, de pati Titàn (tankou lam k ap travay ak lam estatik, k ap travay lam ak chasi) fè kolizyon ak tè. Anba kondisyon yo nan presyon anviwònman apwopriye ak tanperati, etensèl yo pral pwodwi ak pati yo pral boule. Fenomèn sa a rele "dife Titàn." Yon fwa pati pyès sa yo Titàn pran dife, pwosesis la ki degaje konbisyon devlope trè rapidman. Li pran sèlman kèk segond pou boule lam yo ak boîtier la, ak degre nan domaj grav anpil. Figi 3 montre debri nan lam k ap travay la boule nan dife a Titàn.

Figi 3. Lam k ap travay nan COMPRESSOR a boule pa dife Titàn

Dife a Titàn pa sèlman te fèt ant Titàn ak pati Titàn yo, men tou apre yo fin fwote lam Titàn ak boîtier an asye grav, lam Titàn te boule, ak flanm dife a tou boule boîtier nan yon renur annulaire, jan yo montre nan Figi. 4. Nan motè a, presyon koule lè a ak tanperati nan eleman fanatik yo ba, ki pa fasil pou pwodwi dife Titàn. Se poutèt sa, echèk ki te koze pa dife Titàn raman rive nan fanatik la.

Figi 4. Aman asye a te boule pa dife Titàn, epi li te manke yon arc.

Nan ane 1970 yo ak ane 1980 yo, kèk motè pi popilè, TANKOU Pratt & Whitney a PW4000, GE a CF6 ak F404, Britanik Rolls-Royce a RB211, ak ansyen Inyon Sovyetik HK-8, HK-86, Д{{8}. } ak АИ-25 tout te gen echèk dife Titàn.

Dapre estatistik Sovyetik, ant 1977 ak 1988 sèlman, te gen plis pase 30 ensidan dife Titàn sou motè Sovyetik tankou HK－8, HK－86, Д－30 ak АИ-25. Yon lòt egzanp se motè F404 Etazini te itilize pou avyon de gè F/A-18 ki baze sou konpayi asirans GE. Akòz lam k ap travay nan COMPRESSOR a presyon alyaj Titàn, li fè kolizyon ak bwat alyaj Titàn, sa ki lakòz Titàn nan pran dife. Flanm dife a non sèlman boule nan boîtier COMPRESSOR a wo presyon, men tou, boule nan kav kouvèti ekstèn lan, sa ki lakòz motè a pran dife ak boule avyon an, sa ki lakòz US Navy a pèdi 4 F/A-18 avyon. nan yon ane an 1987. Se motè CF-6 GE a tou. Soti nan 1976, ensidan dife Titàn yo te fèt kontinyèlman, epi yo te rive nan yon pik nan mitan -1979. Te gen 14 ensidan dife Titàn nan yon ane, ak konsekans grav.

Imedyatman, nan adisyon a pran mezi pou anpeche dife Titàn nan motè yo ki fèk devlope, desen yo nan kèk motè ki te itilize pou anpil ane yo te tou modifye. Pou egzanp, motè F404 a chanje boîtier milti-konpresè segondè-presyon nan alyaj Titàn nan yon boîtier asye alyaj, epi an menm tan an, kav ekstèn nan alyaj Titàn te chanje nan yon pi lejè PMR15 konpoze. materyèl. Apre amelyorasyon an, pwa motè a ogmante pa 0.5 kg.

CFM56 a, ki se modèl sè F404 la (machin debaz tou de motè yo devlope nan machin debaz F101 GE a), tou te amelyore kòmsadwa. Chasi a nan CFM56-wo presyon COMPRESSOR a te orijinèlman te fè nan alyaj Titàn. Yo nan lòd yo anpeche lam nan travay alyaj Titàn soti nan kolizyon ak chasi a ak sa ki lakòz dife Titàn, yo te ajoute yon seri konpatiman milti-kouch trè konplèks ki reziste ak Titàn-dife ki reziste nan senti bag nan lam k ap travay ki koresponn lan nan. chasi a.

Apre F404 chanje bwat Titàn nan asye alyaj, an 1978, CFM56 tou chanje bwat la nan COMPRESSOR a wo-presyon soti nan alyaj Titàn nan alyaj asye. An menm tan an, kav eksteryè alyaj Titàn la te chanje tou nan materyèl konpoze PMR15. Amelyorasyon sa a redwi kantite pati motè pa 140 moso, men pwa a ogmante pa 5.64 kg.

Nan etap inisyal la nan motè seri CF6 GE a, boîtier COMPRESSOR wo-presyon an te fè nan alyaj Titàn, men depi 1979, yo te itilize asye alyaj olye.

Many engines in the Soviet Union also changed their titanium alloy parts materials to alloy steel a few years after they were put into use. For example, the grade 6 working blades and static blades of the high－pressure compressor of the HK-8 engine were originally all made of titanium alloy, but since 1987, the Grade 4 to 6 static blades (operating temperature exceeds 300℃) have been replaced with alloy steel. In the original design of the HK－86 engine, the 6-stage working blades and static blades, grate ring and static sealing ring of the high-pressure compressor were all made of titanium alloy, but since 1981, 4 to 6 sets of static blades (operating temperature>300 degre), bag griyaj ak bag sele yo tout te ranplase ak asye alyaj.

Lam shizuko klas 4-6 nan COMPRESSOR wo-presyon motè A4－25 yo te orijinèlman te fè nan alyaj Titàn, men apre ane 1980 yo, yo te chanje soti nan alyaj Titàn nan alyaj asye. Nan konsepsyon orijinal la nan COMPRESSOR a wo-presyon pou motè a A30, eksepte pou asye a alyaj pou 10yèm etap estatik lam yo, yo te itilize alyaj Titàn pou rès lam estatik yo nan tout nivo. Nan ane 1980 yo, 5yèm a 9yèm gwoup lam estatik ak bag tanbou ant wou yo apre Etap 4 yo tout te ranplase ak asye alyaj. Steel.

Pati alyaj Titàn pral gen kondisyon espesyal nan pwosesis ak fabrikasyon tou. Lè peyi nou an te trete premye pakèt lam fanatik alyaj Titàn, li te rankontre echèk pwosesis san parèy.

Dènye pwosesis la nan lam fanatik la se poli kò a lam. Sa yo rele polisaj la se lè lam yo fwote youn kont lòt sou yon wo vitès wotasyon polisaj wou, epi sifas lam yo poli pou pa sèlman satisfè kondisyon ki nan gwosè konsepsyon, men tou, fè sifas la klere. Lè lam la poli, sifas lam la ak wou fanm k'ap pile a fwote youn kont lòt, ki pral pwodwi yon gwo kantite mas lumineux, ki pral flite sou tè a tankou fedatifis nan syèl la lannwit. Lè lam asye a poli, mas sa yo flite anba, refwadi pa lè a, piti piti chanje soti nan wouj nan gri, epi finalman vire nan chips nwa ak tanperati ki pi ba, ki pa pral gen okenn efè move sou pati yo trete. Se poutèt sa, nan atelye polisaj lam, bwat pati milti-lòj ki gen lam yo jeneralman mete anba wou polisaj la. Lam yo ki pral poli ak lam yo ki te poli yo mete nan espas kote lam yo enstale, epi tèt la nan lam yo pa kouvri ak yon kouvèti.

Lè nou te trete premye pakèt lam fanatik alyaj Titàn, nou te swiv ansyen pratik la. Kòm yon rezilta, lè lam fanatik yo te voye nan seksyon asanble eleman, nou te jwenn ke te gen plizyè pwen ablasyon sou sifas anpil lam, ki te mystérieu. Apre analiz ak enspeksyon ak anpil atansyon, mistè a te dekouvri.

Li sanble ke lè lam yo alyaj Titàn yo poli, Mas la ki te pwodwi pa kouto yo, pandan pwosesis la nan tonbe, kontinyèlman absòbe oksijèn nan lè a, fè Mas la pi gwo ak pi gwo, ak tanperati a pi wo. Lè mas sa yo wo-tanperati pwojeksyon sou sifas lam yo mete nan bwat pati yo, kèk pwen ablasyon yo lakòz. Apre yo te jwenn kòz la, yo te enstale yon kouvèti sou bwat pati kote lam yo te enstale, ki te rezoud gwo pwoblèm sa a.