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第五百七十八章 克莱尔教授的“私货”
    “吉米,鲍勃,汽车动机的构造你很了解,那我问你一个关于飞机动机的小问题吧,当然,这不算是考你们两个,知道就回答,不知道就算了!”

    克莱尔走到这台巨大动机前面,指着那风扇的一样的东西。

    “你们知道这是什么吗?”

    鲍勃看了看没吭声,他当然知道这东西是风扇,飞机的推力就是风扇产生的,第一代喷气式飞机上面就有这样的零部件,但是那种叫做螺旋桨式动机,显然眼前这台风扇更加精密,叶片密密麻麻光滑如刀,如今的动力系统都是内燃型了,输出功率大得多,强大的气流打在叶片上产生出的推力都能把车给吹飞出去,普通的材料根本就无法承受的住这样的力量,起码在材质上提升了不知多少。

    “这应该是飞机的风扇,但是跟普通风扇不同,这应该是涡轮风扇吧!至于其他的,我就不知道了。”

    刘琅回答,他不是神仙,没有未卜先知的能力,关于飞机动机的相关材料他接触的很少,只有在图书馆中看到过一些粗略的资料,没有学过,刘琅同样一无所知。

    “不知道了吧,好,那我就给你们两个上一课!

    这的确叫做涡轮风扇,由涡桨喷气动机展而成,这种涡轮风扇主要特点是级压缩机的面积大,同时被用作为空气螺旋桨,将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围向後推。动机核心部分空气经过的部分称为内涵道,仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。

    涡桨动机的排气度太低推力有限,因此必需提高喷气动机的效率。动机的效率包括热效率和推进效率两个部分,提高燃气在涡轮前的温度和高压压气机的增压比,就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。”

    克莱尔口若悬河,他很高兴,因为难得听到刘琅说自己不会。

    “这就是涡轮动机的原理了!那么这些涡轮风扇一定和以前的螺旋桨风扇有着很大差异了!”

    刘琅再次问道。

    “那是当然,从涡轮里直喷出来的气流可以把一栋房子吹倒,打在普通钢材上,不出半年就得被打碎………好,今天我就给你们讲一讲这涡轮风扇的构造!”

    克莱尔来了兴致,开始讲了起来。

    “涡轮叶片在结构上主要由叶冠、叶身、缘板、叶根四部分组成。

    这是叶冠,为了提高涡轮效率,常在叶片的上端采用一个类似缘板的叶冠结构。其作用是减小叶尖由叶盆向叶背的漏气,降低二次损失,提高涡轮效率;相邻叶片的叶冠之间的摩擦可以吸收震动能量,起到减振作用;同一级转子叶片的叶冠相互抵紧,可增强叶片的刚性,提高其抗振强度;带冠叶片可以采用对气动性更为有利的薄叶型。目前,常用的叶冠形状主要为平行四边形和锯齿形叶冠。

    叶身,其功能主要是实现叶片的气动特性,叶身不同高度的截面形状通过气动设计来选取,周向上相邻叶片的叶身之间构成气流通道,供高温、高压燃气流过并膨胀做功;同时,叶身型面还兼具调整气流方向的功能,保证气流进入排气系统时轴向度均匀。

    缘板,其功能主要是形成独立的气流通道,保证高温燃气不会流入气流通道以外的涡轮盘、密封、支承等其他耐温性较差的部件。缘板介于叶身与叶根之间,一般采取方形结构,上下分别通过过渡段和叶身、叶根连接,同一级转子的叶片缘板组成一个封闭的环形结构。

    叶根,其功能主要是连接叶片和轮盘,以便将功率传输到与轮盘相连的转子轴上,叶根靠上、和缘板连接的部分称为伸根。叶根下端,连接涡轮盘的部分一般采用枞树形榫头,其优点有:榫头的周向尺寸较小,可在轮缘上安装较多的叶片,输出功率大;多个齿面传力,承载能力强,安全裕度大;接触面积较大,有利于散热和摩擦减振;间隙配合,受热后能够自由膨胀,可以减小热应力;拆装方便等。”

    两人听的非常仔细,鲍勃还从包里拿出纸笔记了下来,这算是克莱尔教授的私货,不是谁都能学得到的。

    刘琅当然用不上纸笔,他的大脑就相当于电脑了,鲍勃记得很仔细,但他觉得没什么,克莱尔教授只是介绍了一下构成,相当于名词解释,对于实质没什么大用。

    “我看这种叶片非常特殊,结构上与众不同,而且这材料也非常坚韧,这么薄的叶片极转动很容易生扭曲的,教授,这台动机的叶片是怎么制造出来的?”

    刘琅假装摸着那锋利的叶片问道。

    “你问得很专业,这种叶片是典型的自由曲面零件,加工这类零件时都有一个特点,那就是要薄,但是会产生一个结果,那就是加工时易变形,所以在材质上就要非常严格了,一般说来材质为不锈钢,但这可不是普通的不锈钢,蒙乃尔合金、ine1、钛和镍为基础的难加工合金材料!”

    克莱尔回答。

    “哦,蒙乃尔合金,钛和镍的合金材料!”

    刘琅记了下来。

    “教授,你说这些合金都是非常坚硬的材料,很难被加工,但这种叶片却是精密到了极致,那就会对加工工艺与加工用的刀具提出了更高的要求,这一点您知道吗?”

    刘琅再次问道。

    “哈哈,吉米,这种问题可难不住我,好,那我就给简单的说一下这个问题。

    在叶片的加工中,叶片加工难点有以下3个方面:铣工艺围带处,叶根的加工,铣拉筋孔………而这些叶片可都是中空的,这种铸造方式难度是非常高的。

    中空锻造,那只有失蜡法才可以,而高质量的陶瓷芯是失蜡法铸造的最好内芯材料,它能够在浇铸金属时依然能够保持稳定,在铸件冷却后有能通过化学工艺轻易溶解,在叶片中留下所需要的空气通道。

    先把模具放在在陶土液中旋转,使其均匀包裹住模型的任何部位,这样才能算合格。

    然后将模型加入特殊风箱中,在外表喷淋瓷土,形成厚实的外壳,包裹陶土后的铸造模型,再进行风干处理,接着要进行加温,将铸造模型外部包裹的瓷土烧成陶瓷范模,同时,将内部的蜂蜡排出,形成铸造空腔。

    最后,生产出的叶片还需要进行x光探伤,每个叶片都要进行多角度探伤,防止出现任何瑕疵。”

    虽然克莱尔说得很简单,但都是干货,刘琅牢牢的把这些话都记在心中,这已经涉及到动机的工艺,属于“不可秘传”的层次。(  )
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