블리스크

Blisk
이 기사는 항공 역학의 실수에 관한 것이다.모든 인간 파괴! 시리즈의 블리스크에 대한 내용은 모든 인간 파괴! 2를 참조하십시오.
CNC 밀링 싱글피스 Axial 컴프레서 블리스키

블리스크(bladed disk의 portmantau)는 회전자 디스크와 블레이드로 구성된 터보마친 구성품이다.연소가 일어날 수 있도록 충분한 양의 압축 공기를 엔진으로 들어오게 하는 엔진 컴프레서의 중요한 구성 요소 역할을 한다.블리스크는 일반적으로 날개가 하나 달린 기존 로터보다 공기역학성이 뛰어나며 가볍다.각 블리스크는 개별 탈착식 블레이드로 조립된 디스크 대신 단일 부품으로 구성된다.그것들은 추가적으로 제조되거나, 통합적으로 주조되거나, 단단한 재료로 가공되거나, 개별 블레이드를 로터 디스크에 용접하여 제작될 수 있다.이 용어는 주로 항공우주 엔진 설계에 사용된다.블리스크는 통합적으로 블리딩된 로터(IBR)로도 알려져 있다.

역사

블리스크 제조는 1980년대 중반부터 사용되어 왔다.1985년 세르메테크 르르(현재의 GKN 항공우주[1])가 T700 헬기 엔진의 압축기에 처음 사용하였다.이후 압축기와 팬 블레이드 로터용 주요 용도에서 사용이 계속 증가하고 있다.예로는 로켓디네 RS-68 로켓 엔진과 제너럴 일렉트릭 F110 터보팬이 있다.

조인트 스트라이크 파이터의 F-35B 변종은 짧은 이륙과 수직 착륙을 위해 블리스크를 사용한다.[2]

엔진 제조업체인 CFM인터내셔널은 본격적인 리그 테스트를 마친 Rapp-X 시승기 엔진 프로그램의 압축기 부분에 블리스스크 기술을 사용하고 있다.[3]수호이 슈퍼제트 100에 사용되는 파워제트 SaM146 엔진에도 블리스크가 장착돼 있다.[4]

제너럴 일렉트릭의 테크엑스 엔진도 블리스크를 사용할 것이다.[5]GEnx는 이미 어떤 단계에서 블리스크를 사용한다.

엔진 제조업체인 EDAC Technologies, 이제 한화항공우주 USA는 세계 1위의 블리스크와 IBR 제조 업체다.

이점

가스 터빈에 사용되는 블리스크의 모델

블리스크는 맨 압축기 디스크를 만들고 블레이드를 나중에 부착하는 대신 이 둘을 결합한 단일 요소다.이렇게 하면 블레이드를 디스크에 부착할 필요가 없어져(나사, 볼트 등을 통해) 컴프레서의 구성품 수가 감소하는 동시에 드래그가 감소하고 엔진의 공기 압축 효율이 높아진다.전통적인 터빈 날개에 있는 비둘기 꼬리 부착물을 제거하면 균열 개시 및 후속 전파를 위한 원천이 제거된다.[6]

최대 8%의 효율성 향상이 가능하다.[7]

단점들

경미한 덴트를 넘어 통합적으로 블러딩된 로터 블레이드가 손상될 경우 로터를 교체하거나 가능하면 교체 블레이드를 용접할 수 있도록 엔진을 완전히 탈거해야 한다.이러한 성격의 유지보수는 비행선에서 수행할 수 없으며 종종 전문 시설에서 수행해야 한다.통합적으로 블라딩된 로터 블레이드는 일반적인 터빈 블레이드의 도바일 부착부의 자연적 감쇠가 더 이상 존재하지 않기 때문에 엄격한 고조파 진동 시험과 극도로 높은 표준에 대한 동적 밸런싱을 거쳐야 한다.[6]

과정

일반

블리스크는 CNC 밀링, 투자 주조, 전기 화학 가공, 3D 프린팅 또는 용접 등 여러 제조 공정을 통해 생산될 수 있다.최종 블리스크 모양까지 가공한 '근망' 부품 모양의 마찰용접을 이용해 제작하는 연구가 진행 중이다.[8]

측정 및 검사

ATOS ScanBox의 샘플 블리스크

블리스크의 측정과 검사는 제조 공정 종료 시 수행되는 엔진 성능을 보장하기 위해 매우 중요하다.전통적으로 이는 CMM과 같은 촉각 장치를 사용하여 달성되었지만, 기하학적 구조와 요구 사항이 증가함에 따라 현대 공장의 트렌드는 ATOS ScanBox와 같은 시스템을 사용하여 3D 스캐닝을 수행하는 것이다.[9]이는 촉각 장치에 비해 측정 속도의 장점이 있는 동시에 3D 데이터를 수집해 설계 특성과 다시 연관시킨다.3D 데이터를 사용하면 흔히 디지털 트윈이라고 불리는 이런 방식으로 부품을 분류할 수 있어 라이프사이클을 통해 제품을 모니터링할 수 있다.

적응형 가공법을 이용한 블리스크 수리

엔진 구동 블리스크는 그들만의 독특한 요구 조건을 제시한다.부품을 엔진에 장착한 후에는 눈에 띄게 많은 손상과 마모가 발생할 것이다.손상과 마모가 설계 당국이 설정한 한계치 이내라면 블리스크를 수리할 수 있다.

블리스크 구성품의 수리는 복잡하며 먼저 구성부품의 정확한 3D 표현이 필요하다.가장 빠른 방법은 3D 스캐닝으로 제품을 스캔하는 것이다.[9]부품을 스캔한 후, STL 파일은 NX CAM과 같은 CNC 코드 생성 소프트웨어로 전달될 수 있다.툴 경로는 측정된 지오메트리에 맞게 재생성되며, 적응형 가공이라고 알려진 프로세스에서 명목적으로 생성된 CAD가 아니다.[10]

이 프로세스에는 일반적으로 블레이드의 일부 또는 전체를 탈거한 후 에어포일 형태로 최종 가공하여 마무리하기 전에 대략적인 크기로 다시 용접하십시오.[11]

참조

  1. ^ GKN Aerospace.
  2. ^ Zolfagharifard, Ellie (28 March 2011), "Rolls-Royce's LiftSystem for the Joint Strike Fighter", The Engineer.
  3. ^ "Optioning the Future", Aviation Week & Space Technology, vol. 170, no. 10, p. 37, 9 March 2009.
  4. ^ Burchell, Bill (2 November 2010), "Powering Up Next-Gen Engine MRO", Aviation Week.
  5. ^ Croft, John (19 May 2010), "GE TechX engine set to lead new generation of GE turbofans", Flightglobal.
  6. ^ a b Younossi, O; et al. (2002), Military Jet Acquisition: Technology Basics and Cost-Estimating Methodology, RAND Corporation, pp. 29–30, ISBN 0-8330-3282-8.
  7. ^ Croft, John (21 October 2010), "NBAA: GE TechX fan blisk is all the buzz", Flightglobal.com.
  8. ^ "Metallics Make Comeback With Manufacturing Advances", Aviation Week, Jun 5, 2013, archived from the original on April 27, 2015, retrieved February 23, 2022.
  9. ^ a b "Blisk Measurement & Inspection using GOM, ATOS 5 for Airfoil, 3D Scanners". Archived from the original on 2020-10-29.
  10. ^ "Overview of an Adaptive Machining Process". Archived from the original on 2016-07-25.
  11. ^ "Rolls-Royce Blisk Repair Process". Archived from the original on 2021-01-11.

외부 링크