挑战产生更高的效率和更低的排放的推进系统,航空涡轮发动机制造商正在从传统到激进的解决方案。
成熟的技术正在实现遗留系统、材料和工艺技术的发展正在追求在部署应用程序和新一代系统,和革命性的材料和工艺技术正在开发未来涡轮发动机系统的彻底亚博网站下载改变。
作者肯尼斯·a·格林和大卫皮毛的劳斯莱斯公司,印第安纳波利斯,描述的趋势在发展中“先进涡轮发动机材料”的一篇文章中免费的亚博网站下载ASM国际先进材料和流程网站亚博网站下载www.asminternational.org/amp。
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绿色和毛皮估计运输部门贡献大约20%的全球温室气体排放。因此,涡轮发动机制造商正在加紧研究更高效的燃料燃烧。显著减少的排放量可能改进的燃油消耗率,减少发动机的燃料需求,也将减轻负担的日益稀缺的自然资源。欧盟正在努力实现一个碳排放交易机制,包括航空、到2012年。面对可预见规则,减少油耗和排放要求。
连接设计、材料和制造技术通过计算亚博网站下载机建模与仿真是现在要求高性能、高效率的组件和系统。设计取决于材料的性质取决于制造路线。亚博网站下载模型允许针对特定地区的力学性能预测,支持制造和优化材料的设计和制造。亚博网站下载
建模与仿真也被应用于优化建立了材料和流程。亚博网站下载革命性的材料和工艺技术有可能亚博网站下载大大提高效率和“绿色”涡轮发动机的能力。通过定义他们开始成熟度级别低,需要开发,评估,和验证在被应用于任何未来的系统。然而,这些高风险/高回报的技术,如果成功实现积极的业绩目标,可以使新组件和/或系统设计,使整体能力的重大改进和性能。
一个例子可能是超高温陶瓷材料,如果能够设计和制造成真正的组件,可以从根本上改变目前的系统设计。亚博网站下载即使最终目标没有实现,受益于技术开发工作必须捕获和最大限度的利用。
工作也积极进行评估新兴材料和流程对燃料消耗的影响。亚博网站下载在这些努力中,基于一个系统的方法被应用,与最终发动机性能的结果密切相关的材料,制造工艺和设计。亚博网站下载这些可以模拟的影响“橡胶”引擎,材料和设计的模型和优化“拉伸”。亚博网站下载
大司机在整个推进系统将这些材料和制造技术,能够支持更高的发动机工作温度,支持减轻重量,提供增加强度和/或支持更加严格的密封和亚博网站下载维控制。更高的发动机工作温度可以提高燃料效率直接相关。体重减少通过短或高强度材料还提供效率的改进。亚博网站下载更强的材料可以减少单个组件的质量,更重要的是,可以为减少质量相关的组件。改进的密封功能也可以直接相关的性能和效率的提高。
为了实现这些目标,候选人材料进一步开发和实现为未来涡轮发动机系统包括亚博网站下载温度较高压缩机/涡轮盘和翼型、轴系高强度和模量高,陶瓷基复合材料、耐高温有机基复合材料。制造方法必须使控制尺寸公差,几何,和许多其他参数。
以减少燃油消耗为关键指标,高回报的材料和过程可以很容易地确定。亚博网站下载一旦评估确定的一系列技术,可以提供一个显著提高效率,努力把他们发起了为插入推进系统所需的成熟度级别。