第251章 先進的加工技術?西工大有!
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變循環發動機項目處。
“我們就從最前麵來研製吧,在這二級風扇後麵安裝可調節的外涵道出氣環……我們的風扇是三級的,你們為何要在第二級的後麵安裝出氣環?”泰德英格林看到了西工大就派了一群學生過來,有些惱火,於是開始提問了。
最初的F101發動機是兩級大風扇,後來為了給戰鬥機使用,就換成了三級風扇,直徑減小到了970毫米,壓比提高到了3.2.
他們在考慮變循環技術的時候,也想過從這裏出氣,那也是三級風扇後麵,這東方既然選擇了兩級風扇後麵,肯定有他們的道理!
“三級風扇之後,就是高壓壓氣機的一級葉片。”丁軍心中暗自慶幸,這些知識,自己都是背過的。
“在變循環的轉換中,會出現高低壓不匹配的情況,在這個地方設置出氣環,可以調節高低壓壓氣機的匹配,一旦到了三級葉片後麵,那就會直接麵對高壓壓氣機,很可能會導致氣流不通暢。我們在計算機上反複模擬過,認為這樣做不行。”
“那能再給我們模擬一遍嗎?”
“這個……需要用到特殊的軟件,這軟件也不知道能否開放給你們使用,所以……你們得等等,我們得匯報給上麵。”
幾分鍾後。
“學校需要打報告給首都那邊,可能需要幾天的時間,你們如果能把F101發動機的參數提供出來的話,送到我們計算機專業那邊去驗證,就會很快了。”
“不,我們還是等吧。”
計算機專業,一群師生對著電腦,狂敲鍵盤,一天之內,改出一款專門計算發動機內部高低壓匹配的軟件來,這可不是一般的難,還好,現在西工大計算機專業人才濟濟,大家夥都是編程高手!
“各位一邊工作,一邊聽我講一下秦亮同學的意思,如果一天內編寫不出來,那也不著急,隻要程序內部,設計一個定時,幾個小時後,給出運算結果就行,三級風扇就會擾流,兩級風扇就沒問題,但是,這裏麵的數據記錄和轉存的程序,一定要編寫巧妙!隻要數據存入計算機,就一定要通過電子係剛剛研製出來的數據鏈係統,把資料傳出來!”
這個時代,大部分的電腦甚至連上網功能都沒有,隻能玩單機,西工大因為要搞研究,彼此之間要搞同一個項目,所以用的是局域網的方式,簡單來說,同一個機房內,所有數據都存在一個硬盤櫃裏。
不出意外的話,美國佬對那個硬盤櫃會非常看重,等到研發完成,硬盤櫃估計是要帶走的,平時也會嚴密監督。
想要複製技術資料,那就得用無線的方式!
後世,電腦使用的無線局域網,是在九十年代才開始的,但是現在,西工大已經在開發第一代數據鏈了,這東西,可以很輕鬆地接入網絡,來個無線傳輸信號!
沈陽,606所。
“張工,美國佬的F101發動機的前三級風扇葉片設計資料,西工大那邊已經給我們送來了!”
張工滿臉興奮:“嗯,不錯,立刻插到計算機上!”
606所的設計,已經開始使用計算機了,對於發動機這種複雜的流體力學產品來說,計算機隻能是輔助設計,在設計出來之後,就會去吹風洞,從風洞裏得到大量的數據,然後再修改設計,就這樣,一點點地進行。
現在,606所的研發,也剛剛完成了前麵三級風扇的設計而已,對於這種軍用大推來說,前三級風扇,也相當於是低壓壓氣機,一級級地研發過來,設計所受益匪淺,他們已經吃透了這低壓壓氣機的設計,以後再修改,完全是遊刃有餘!
很快,電腦上出現了F101發動機的風扇葉片設計圖,張工對著圖紙,仔細地研究了一番,然後……
“這不就是F404發動機風扇葉片的放大版嘛!”一旁的工程師尹海洋看著上麵的數據:“這美國佬,居然也會偷懶!”
F101發動機的原型是給轟炸機配備的,所以發動機的涵道比超過2,為了改成戰鬥機發動機,原本的兩級風扇改成了三級風扇,直徑減小,涵道比降低到了0.87,同時低壓渦輪進行了修改,轉速提升,這樣就改好了。
當時通用電氣手裏成熟的渦扇就是F404,所以,他們就把這發動機的三級風扇葉片放大,直接給用過來了。
“是啊,美國佬也會偷懶,不過,人家簡單放大之後,就能完美匹配,這也是不一般的,說明他們已經吃透了發動機核心機的設計。”張工說道:“而且,這風扇葉片的設計思路,對我們來說,也有很大的啟發作用。”
這是東方第一次接觸到國外的三代大推,而且還是設計原理和結構圖,有詳細的數據!
張工很是感慨:“他們使用的是整體葉盤技術,這需要先進的粉末冶金技術,以我們國內目前的水平,根本就生產不出來……”
風扇葉片,是要插到風扇葉盤上的,這彼此之間的連接,就需要各種榫卯結構,各種固定方式,不僅僅會增加複雜性,還會降低可靠性,萬一某個銷子鬆了,那就是一場災難。
整體葉盤技術,就是把葉片直接和葉盤做到一起,整體成為一個零件。
要知道,為了降低重量,這發動機內部大量使用鈦合金,怎麽把葉盤和葉片做到一起,可不容易。
就算是拿到了西方的技術資料甚至是樣品,那也根本就造不出來,畢竟這關係到一個國家的工業基礎,就算是麵前擺著整體葉盤,不知道怎麽加工出來的,那也白搭。
“要不,我們問一問西工大?”尹海洋開口:“那邊的技術很先進,或許他們已經攻克了這個技術難關呢。”
“是啊,410廠給咱們造的發動機風扇葉片,還是分開的,在咱們前段時間的測試中,還出現了葉片飛出來的惡性事故,要是西工大有類似的技術,咱們就直接從西工大訂購……”
410廠的加工技術還停留在五六十年代的水平,那邊雖然有一些手藝高超的工匠,可以用雙手實現比數控機床還高的加工精度,但是……這工藝上的事情,還真解決不了。
“西工大有嗎?那個秦亮不推薦直接仿製F404,就是說咱們國內的工業基礎不夠……”
張工站了起來:“咱們看看去就知道了!”
西工大,材料係。
“張教授,這美國佬的發動機世界第一,果然是有底氣的,他們的加工技術,真的是太先進了!”
“是啊,這技術,領先咱們東方航空工業二十年啊!”
聽著從沈陽過來的一群人的喋喋不休,張教授皺著眉頭:“什麽先進的加工技術?”
“您在西工大,難道就沒有第一時間分析美國F101發動機的資料?”張工滿臉的驚訝:“現在,我們已經拿到了前三級風扇的全部資料,僅僅這整體葉盤技術,就夠我們……”
“我還以為是什麽呢,不就是整體葉盤嘛!”
“西工大有了?”張工更加驚訝。
“看你們千裏迢迢地過來,真是不容易,走,帶你們去航空發動機係校辦工廠看看!”
現在,差不多工科類的每一個係,都有自己的係辦工廠了,當巡航導彈項目獲得軍隊訂單之後,航空發動機係的係辦工廠,也就如火如荼地發展起來了。
沈陽來的一群人,帶著滿心的疑惑,乘車穿過校園,穿過了外麵的一片莊稼地,然後停在了一座工廠前麵。
工廠的廠房很老舊,估計是其他廠房改造的,進去之後,就能看到寬敞整潔的廠房內,各種發動機的零部件正在生產之中。
“來,你們看,這就是咱們的渦扇十一發動機整體葉盤的加工,咱們這發動機很小,要是用傳統的方式,會非常的複雜,所以,幹脆就整體加工了!”
眾人睜大眼睛,看著麵前的數控機床工作台上,固定著一個直徑三十厘米的毛坯,工作台可以動,上麵的刀具也可以動,這是……多軸聯動數控銑床?
不,這不僅僅是盤銑!看著刀具在Z軸上移動,眾人睜大了眼睛,這還混合著插銑!
“這數控機床……哪裏來的?”
“咱們西工大機械係自己搞的,渦扇十一發動機,麻雀雖小,五髒齊全,加工還真費腦筋,所以,機械係那邊就專門搞了個盤銑插銑複合銑削中心,這東西也幹不了別的,隻能加工整體葉盤,還是冷端的。”
盤銑,就是加工盤麵,但是這東西要加工複雜的曲麵很困難,所以就得配合插銑,後者是高切除率金屬切削最有效的加工方法之一,更是可以進行曲麵加工。
對於加工複雜曲麵,這兩者結合起來,是最高效的。
西工大,居然能搞這種複合的銑削中心?這……簡直難以想象啊。
看著刀具在做出複雜的動作,進行精密加工,跟著的工程師尹海洋忍不住開口:“這刀具的加工程序,編寫起來一定很複雜吧?”
“是啊,要是直接動手加工,肯定會很困難,不過……咱們計算機專業已經開發出來了葉輪類零件多坐標NC編程專用軟件係統,這套係統將數據預處理、曲麵建模、曲麵消隱、刀位計算、刀位驗證及後置處理集合起來,咱們隻要把要加工的產品數據輸入進去,怎麽加工,就是程序自己運算了。”
這……這可不是一般的先進,這是超級先進啊!
此時,數控機床緩緩停轉,裏麵,亮晶晶的整體葉盤被造好了。
“我們能看看嗎?”張工忍不住好奇開口。
“當然可以。”
於是,張工戴上了嶄新的白手套,接過來了加工好的整體葉盤,當拿在手裏的一瞬間,他頓時就是一驚:“這什麽材料的?”
“不鏽鋼啊!”
我去!
在場的沈陽來的發動機專家們,都驚呆了。
對航空器來說,降低自身重量很重要,為了達到這個目的,就得用先進的材料,鈦合金重量輕,強度高,就成了航空器最合適的材料,不用說發動機了,就連戰機的結構框,鈦合金的用量都是越來越多。
眼前的西工大,技術水平國內第一,他們居然用不鏽鋼?
“不鏽鋼強度高,可以很好地抵禦外物撞擊,我們的這款發動機裝的飛行器,一般都是超低空飛行,所以就選了這種材料,當然,最重要的還是,這東西便宜!”
這又不是多次使用,壽命動輒需要幾千小時的航空發動機,這巡航導彈發動機,壽命隻要達到二十個小時,就綽綽有餘了,同時,這發動機的價格是最重要的因素,越便宜越好,鈦合金,那不浪費嘛!
不用說國產的了,美國佬的戰斧發動機上使用的F107,風扇、高壓壓氣機這些,用的都是鋼材,隻有低壓壓氣機用了鈦合金,這邊測繪仿製的產品,當然是如法炮製了。
“那……這個機床,能加工鈦合金嗎?”
剛剛看著刀具翻動,切割下來的細絲飛舞,就覺得有些奇怪,畢竟鈦合金這東西,加工起來的難度很大,這貨特別硬,而且散熱性能不好,加工時候摩擦生熱,會聚集在一起不散開,溫度過高,零件就廢了。
“當然可以,來,調整一下程序,下一個加工鈦合金的壓氣機葉片!”
“好。”一旁工作的工人立刻按動了數控機床旁邊的按鍵,切換加工廠程序,然後把一塊鈦合金毛坯放了進去。
機器再次開動,這下加工起來很慢,而且還用了特殊的切削液,不斷地帶走加工時候產生的熱量,看得沈陽來的一群人嘖嘖稱奇。
就沒有西工大加工不了的零件啊!
“這機器,最大能加工多大直徑的風扇?”
“一米以內。”
沈陽來的眾人都興奮起來了:“太好了,正好可以滿足咱們的需求,請你們幫忙,給我們加工三個整體葉盤……”
“這個沒問題,不過得等一段時間,從魔都那邊專門訂購一批毛坯過來。”
“魔都?”
“對啊,這小葉盤,直接加工就行,大葉盤太浪費,得精密鍛造一個毛坯,這樣切削的工作量也會大大降低。”
“你們居然有精密鍛造能力?”張工徹底不淡定了。
這整體葉盤製造技術複雜,完全掌握在英美俄三巨頭手裏,他們根據自己的實際情況,研發了不同的技術。
有的是精密焊接加數控加工,一般就是電子束焊接,把鈦合金的葉片和鈦合金的葉盤焊接到一起,然後再數控切削,有的是精密鍛造加精密加工,用幾萬噸的模鍛壓機,先鍛造出來一個毛坯件,這個毛坯件上,葉盤和葉片的雛形就已經出來了,留的加工餘量很小,這樣節省材料,但是必須得保證精度,否則少了不夠加工的,就報廢了。
到了後世,還會有高溫合金精鑄技術,直接把葉片就造出來了,連數控加工都不用,隻要再用熱等靜壓處理提升強度就可以了。
東方原本是一個技術也沒有,現在,看著西工大的發動機工廠,一眾沈陽來的人,都被驚訝到了。
“我們沒有,但是魔都飛機廠有。”
那邊的模鍛壓機已經造出來了,以後造大飛機就有底氣了,同時,飛機的各個零件,也都有基礎了!
在那上麵鍛造,出來的產品比美國佬的質量還高!
“魔都飛機廠,也是你們西工大支持下搞出來的。”張工滿臉感慨:“有了你們西工大,咱們東方的航空工業技術,日新月異啊,用不了多少年,就能追趕上西方先進水平了!”
“追趕算什麽,咱們得超越!”張教授說道:“咱們給自己定的目標,得高一些!對了,你們的資料呢,拿過來,拷貝到這邊的電腦上就行。”
很快,電腦屏幕上就出現了風扇葉片的設計圖。
“我們的渦扇十,采用三級風扇葉片設計方案,前兩級使用凸肩設計來增加強度……”
“這……我雖然不是發動機係的,但是……我感覺,這第一級風扇葉片,使用寬弦設計會不會更好?”
“美國的戰鬥機發動機,也沒有這麽設計啊。”
“那是他們落後,咱們這邊,早就在搞寬弦葉片了,流量更大,壓比更高,而且葉片因為足夠寬,強度也很高,抗擊外物撞擊能力也很強,你們既然是要全新研發發動機,為何不上新技術?”
張工深深地呼吸了一口氣:“咱們……不會。”
作為國內最專業的發動機設計所,無法掌握世界一流技術,真是有些……丟人啊!
“哦,那就算了。”
“不,不能算了,咱們回西工大,去發動機係,找他們幫忙!”
“這樣一來,你們剛剛研發出來的三級風扇,豈不是又得推倒重來?”
“沒關係,重來就重來,我們既然要搞,就得搞世界先進水平的!”張教授說到。
他們必須得瞄準更高的要求,否則……西工大仿製出來了F101發動機,他們的渦扇十項目,怕是又得廢了!那個秦亮,天天說國內工業基礎不高,無法直接仿製西方的,這也太謙虛了。
其他單位仿製不出來,但是這西工大,還真有可能。
過度的謙虛,就是驕傲啊!
阿嚏!秦亮打了個噴嚏。
PS:加工工具、手段和F110後期改進款的寬弦葉片。