【航空航天】“潔凈天空計劃”開發航空發動機全氧化陶瓷基復合材料內渦輪導管
據cleansky網站2020年11月9日刊文,AllOxITD項目旨在為“潔凈天空”計劃高級齒輪發動機配置(HPC-LPT)演示驗證機測試項目開發全氧化物陶瓷基復合材料(CMC)渦輪間導管。AllOxITD項目團隊成員包括德國宇航中心(DLR)、亞琛工業大學(RWTH ITA)的織物技術研究所和Schunk Kohlenstofftechnik公司,整個項目周期自2015年12月到2020年5月,資金總額達362萬美元(307萬歐元)。
陶瓷基復合材料與金屬材料不同,在高溫下具有優異的性能,在高達1000℃的溫度下強度也不會下降。這種特性使得陶瓷基復合材料非常適用于燃氣輪機熱端部件。因為可以承受更高的溫度,所以大大降低了對冷卻空氣的需求。氧化物陶瓷基復合材料的重量也低于金屬材料。因此,輕質并對冷卻空氣的低要求都有可能降低飛機發動機對環境的不利影響。
該項目著重研究基于纖維纏繞、織物預浸料和三維織物的復合材料,分析其在相應溫度下的熱機械和熱物理特性,以確定適合使用的材料。
研究團隊選用織物預浸料陶瓷基復合材料進行渦輪間導管演示驗證機測試,并通過驗證程序對其進行進一步研究。此外,還為這種材料制定了質量保證計劃。同時,渦輪間導管組件由團隊進行的熱機械模擬提供支持,以生成陶瓷基復合材料的端部設計。后生產出25個基于預浸料陶瓷基復合材料的渦輪間導管組件,用于演示驗證測試。盡管材料質量和尺寸精度尚不能完全達到要求,但這確是歐洲(德國)氧化物陶瓷基復合材料應用于航空領域的重要開端。
此外,由于高質量航空應用級別要求,該項開發對其他行業也具有廣泛的應用潛力。已開發的制造工藝和標準操作程序已用于生產非航空應用部件,例如金屬和高溫爐的熱處理系統。該項目實施期間積累的專業技術知識有助于德國霍伊謝爾海姆新生產線的設計,該生產線將于今年秋季投入使用。










































