GE zmieša lasery a vodu, aby lopatky turbíny chladili počas vŕtania

Anonim

GE zmieša lasery a vodu, aby lopatky turbíny chladili počas vŕtania

lietadlo

David Szondy

9. februára 2015

3 obrázky

Nové laserové otvory Laser MicroJet GE vo vysokotlakových lopatkách turbín (Foto: GE Aviation)

Turbínové lopatky na použitie v prúdových motoroch musia byť vyrobené z tvrdého, neomylného exotického materiálu vyrobeného podľa presných špecifikácií, čo znamená, že vŕtanie drobných chladiacich otvorov v lopatkách riskuje ich zničenie. Aby sa tomu zabránilo, GE kombinuje teplo laserového lúča s ochladzovaním vodného prúdu na vŕtanie otvorov bez oslabenia lopatiek.

Vnútorná časť turbíny je materiálnou inžinierkou. Pri teplotách, ktoré sa blížia teplote roztavenej ocele, neuveriteľným tlakom a horúčavám s horúcimi korozívnymi plynmi, časti turbíny, najmä ich čepele, musia byť vyrobené z exotických zliatin alebo keramiky, aby sa zabezpečilo, že sú chránené pred poškodením a zostanú v rámci starostlivo presné tolerancie ich konštrukcie. Na dosiahnutie tohto cieľa inžinieri vŕtajú drobné otvory a kanály do lopatiek, aby umožnili cirkulácii chladiaceho vzduchu.

Trik je vŕtať drobné otvory bez poškodenia materiálu v čepeľi. Lasery môžu rezať veľmi presné diery odparením materiálu na mieste, ale tiež ohrievajú okolitý kov, ktorý môže zmeniť molekulárnu štruktúru a oslabiť ju, alebo ju urobiť náchylnejšie na koróziu z horúcich plynov. Horšie, odparovaný kov môže spadnúť ako kvapôčky, ktoré sa môžu prilepiť k nožom. Trikom je preto súčasne odstrániť a ochladiť.

Spoločnosť GE priniesla tento trik vďaka laserovému / vodnému tryskovému hybridu nazvanému Laser MicroJet, ktorý vyvinula švajčiarska spoločnosť Synova a od roku 2011 prispôsobil inžinierske výrobné odvetvie spoločnosti GE Power & Water Charlie Hu.

"Museli sme prepracovať laserový prúd na požadované geometrie, " hovorí James Cuny, výkonný pracovník spoločnosti GE Power & Water. "Predtým bol stroj používaný pre iné aplikácie ako veľký barel s laserom vychádzajúcim z neho. Nebolo to veľmi priaznivé, čo sme požadovali. "

MicroJet kombinuje laser s vlasovým tenkým vodným prúdom, ale voda je viac než chladiaca kvapalina. Funguje tiež ako optické vlákno, ktoré vedie laser k cieľu, takže oba trysky a lúč dopadli presne na rovnaký cieľ. Voda potom môže ochladiť oblasť okolo novej dierky, zatiaľ čo umývanie trosiek predtým, ako sa môže usadiť. Podľa GE to nielen znižuje škody spôsobené laserovým vŕtaním, ale aj robí turbíny odolnejšie a schopné rýchlejšie.

GE hovorí, že úspech s vrtnými lopatkami turbíny viedol spoločnosť k tomu, aby sa pozrela na iné aplikácie technológie v oblasti letectva a iných oblastiach. Ako súčasť toho sa Hu, GE a Synova zameriavajú na kombináciu laseru s vodným prúdom s dostatočne vysokým tlakom na rezanie ocele, čím sa vytvorí rezacie zariadenie s dvojitými hranami.

Zdroj: GE

Nové laserové otvory Laser MicroJet GE vo vysokotlakových lopatkách turbín (Foto: GE Aviation)

Lopatky turbín musia byť navrhnuté tak, aby presne špecifikovali (Foto: GE Power & Water)

Listové lopatky turbíny sú vyvŕtané dierami laserom, aby umožnili cirkulácii chladiaceho vzduchu (Foto: GE Aviation)

Chcete čistejšie, rýchlejšie načítavanie a čítanie bez reklám?
Vyskúšajte nový Atlas Plus. Zaregistrujte sa teraz len za 19 USD ročne.