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盤點:2017年航空發動機創新技術

航空知識2019-12-02 16:44:15

大數據應甫加速




大數據


大敳據不僅僅依靠數據皇體量大,只有通過朌效的數據分析才能鶯取深入的、有價值皇、智能的信息。可覺化分析、數據挖掘箚法、模型預測分析、數據質量和數據管琉等大數據分析方法坊已成為決定數據價倿的關鍵因素。


2017年,羅罰宣布正在建立R2敳據實驗室,期望通迊使用人工智能,機噫學習和新的分析手殸進一步對數據進行“財富”挖掘,實現戓本節約。普惠在4朋推出了MRO(航穽發動機維護、維修詠大修)服務平臺EngineWise,旨在利用大數據分枓為全球運營商提供寶制化個性化MRO朐務支持。Predix是GE推出的全球首個世為工業數據分析開叔的云服務平臺。今幷9月,GE啟動了香屆“Predix昢火計劃”, 10朋底推出了數字工業連化指數。中國航發乢進行了積極的探索,黎陽建成了機匣分廳數字化制造系統,仨及結構件分廠作動筕數字化生產線,實玳了提產增質降耗的“智慧轉身”。






增材制造技術顛覉創新






增材制造

增材制造(又稱3D打印)是以數字模型為基礎,將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術,將對傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合等產生深刻影響。增材制造讓零件設計更加自由,為航空發動機關鍵技術突破和性能指標提升帶來更多可能性。


我國將增材制造作為《中國制造2025》發展重點。2017年,工信部等十二部門聯合制定并印發了《行動計劃》作為2015年《推進計劃》的銜接,要求到2020年,增材制造產業年銷售收入超過200億元,年均增速在30%以上。


2017年,GE宣布正在研制世界上最大的激光粉末增材制造設備。西門子完成了世界上首個3D 打印燃氣輪機渦輪葉片及其全面測試。中國航發商發已完成增材制造微型渦噴發動機制造。中國航發航材院牽頭的國家重點基礎材料技術提升與產業化項目“超細3D打印有色/難熔金屬球形粉末制備技術”啟動。截至目前,中國航發和其他國內科研機構先后針對渦輪氣冷葉片、燃油組件、殼體、封嚴塊、噴嘴、整體葉盤、整體導向器、軸承座、葉柵等零件開展了增材制造技術探索研究,取得了積極進展。






材料技術不斷取得突破






航空發動機材料

航空發達國家都高度重視發動機材料技術的發展。高溫合金仍將是高溫渦輪部件的關鍵技術之一,陶瓷基復合材料(CMC)高溫部件應用也進一步深入,GE預測在未來10年內發動機中陶瓷基復合材料的應用量將增加10倍。大數據、虛擬仿真等計算機技術的應用將有效縮短航空發動機材料研制周期。


石墨烯被譽為已知的世界上最薄、最堅硬、導熱性及導電性最好的納米材料。高性能石墨烯復合材料的出現為增強航空發動機材料力學性能、熱學性能、耐腐蝕性能等綜合性能的提升提供了更多途徑。例如,石墨烯加入到陶瓷基體后可以大幅提高陶瓷基復合材料的機械性能,金屬基體引入石墨烯也可以提高金屬基體復合材料的物理性能、熱學性能、電學性能等。


2017年,俄羅斯用最新的VV753粉末鎳基高溫合金制造出了具有可變結構的渦輪盤。GE完成了GE9X發動機陶瓷基復合材料部件的第二階段測試。日本研發出可快速自愈龜裂的新型陶瓷材料。美國先進陶瓷協會公開正在開發的1482攝氏度CMC路線圖,探索更耐高溫和具有更高損傷容限的下一代CMC。中國航發已開創了40多個石墨烯創新應用的研究方向,多項成果在航空裝備和國防裝備上驗證、考核、小批應用。






混合電推進技術方興未艾






混合電推進

在燃氣渦輪動力依然占據主流、電推進技術尚未成熟的今天,集電推進與燃氣渦輪之所長的分布式混合電推進系統開始初顯鋒芒。


分布式混合電推進系統,是指通過傳統燃氣渦輪發動機帶動發電機發電,為分布在機翼或機身上的多個電動機/風扇提供電力,并由電動機驅動風扇/螺旋槳提供全部或絕大部分推力的一種新概念推進系統,能大幅提高發動機等效涵道比,在減輕結構重量,降低油耗、噪聲和污染排放方面具有優勢。


2017年7月,在亞特蘭大舉行的美國航空航天協會(AIAA)推進與能源論壇上,美國宇航局(NASA和4家主要發動機制造商中的3家展示了空客A320/波音737同級別客機尾部嵌入風扇的相似設計概念。NASA提出STARC-ABL(帶后部邊界層推進的單通道渦輪電飛機)設計概念。11月,空客、羅羅和西門子宣布將合作開發一款E-FanX混合動力電動技術驗證機,預計在經過全面的地面測試后,這款驗證機將在2020年進行首飛。



本文轉載自微信公眾號:中國航發 AECC-2016





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