Как производятся авиационные двигатели?

Производство реактивных или поршневых двигателей для самолетов предполагает превращение сырья в чрезвычайно надежные точные машины. Для этого требуется использование широкого спектра высокопрочных материалов. Используемые методы производства могут быть как традиционными, так и уникальными.

Строительные материалы

Металлические компоненты - это то, из чего в основном состоит большинство авиационных двигателей. Однако в последние годы для изготовления некоторых деталей стали применять пластиковые композиты. Там, где требуется прочность и малый вес - обычно в конструктивных элементах, рамах двигателей и секциях компрессоров, - используются различные алюминиевые и титановые сплавы. С другой стороны, для деталей, где требуется устойчивость к высокой температуре и коррозии - обычно в камерах сгорания и турбинах) - используются высокотемпературные металлы, такие как кобальт, хром и никелевые сплавы. Промежуточные места требуют использования многочисленных стальных сплавов.

Производственные операции

Практически все известные операции металлообработки и механической обработки используются при производстве авиационных двигателей. 

Сюда входят:

• Горячая штамповка (для аэродинамических и компрессорных дисков)
• Литье (для конструктивных элементов и рам двигателей)
• Шлифование
• Поворот
• Прошивка
• Бурение
• Ножницы
• Миллин
• Нарезка резьбы
• Пиление
• Ножницы
• Пайка
• Сварка

Другие процессы включают нанесение гальванических покрытий, финишную обработку металла (хромирование, анодирование и т. д.), термическое (плазменное или огневое) напыление и термообработку. Из-за твердости и высокой прочности используемых сплавов, несмотря на их странные и сложные формы и точные допуски, необходимость в более строгой и сложной обработке становится неизбежной.

Процессы металлообработки

Химическое и электрохимическое фрезерование, электронно-лучевая сварка, лазерное сверление и электроразрядная обработка - вот некоторые из наиболее уникальных процессов металлообработки, используемых при производстве авиационных двигателей.

Электрохимическое и химическое измельчение

При химическом и электрохимическом фрезеровании металл с больших поверхностей удаляется таким образом, что создается или сохраняется контур. В зависимости от конкретного сплава детали помещаются в ванну с каустиком, электролитом или высококонцентрированной контролируемой кислотой. В результате электрохимической или химической реакции металл удаляется. Химическое фрезерование часто используется после ковки аэродинамических профилей, чтобы привести толщину стенок в соответствие со спецификацией, не разрушая контур.

Лазерное сверление и электроразрядная обработка

Эти процессы используются для создания сложных контуров и отверстий малого диаметра в твердых металлах. Чаще всего такие отверстия требуются для охлаждения в горелках и турбинах. Высокочастотное термомеханическое воздействие электроискровых разрядов помогает удалить металл. Этот процесс осуществляется в диэлектрическом масле или минеральной ванне.

Электронно-лучевая сварка

Там, где требуется глубокий провар в труднодоступных местах, используется электронно-лучевая сварка. Сфокусированный и ускоренный пучок электронов в вакуумной камере создает сварной шов. Заготовка, пораженная кинетической энергией электронов, преобразуется в тепло для сварки.

Инспекция и тестирование

Надежность авиационных двигателей определяется с помощью ряда испытаний, проверок и процедур контроля качества, выполняемых при изготовлении и на готовом изделии. К обычным методам контроля относятся ультразвуковой, флуоресцентный пенетрантный, радиографический и магнитопорошковый. Эти методы используются для обнаружения трещин или внутренних дефектов в деталях. В инструментальных испытательных камерах собранные двигатели проверяются перед поставкой заказчику.