基于DfAM全新开发的微型涡喷发动机
案例概括
bat365中文官方网站联合深圳意动航空科技有限公司成功开发了两款全3D打印微型涡喷发动机,10kg级推力的NK-10和50kg级推力的NK-50。2018年已完成1200℃以上超温试验,各项指标满足设计要求,试验中最高转速高于14万rpm,为全3D打印旋转涡轮高温点火实验。
项目挑战
航空发动机工作在高温、高压、高转速环境下,既要保证安全性、可靠性,又要具备优良的结构效率,这就需要依赖气动和结构完整性分析。结构完整性分析的作用和宗旨在于优化发动机结构、保证各部件的可靠性要求,提高发动机效率及使用寿命。
微型涡喷发动机的状况相比内燃机在市场价格上燃气涡喷发动机几乎是内燃机的4倍以上。
一般地,燃烧室出口温度每提高100K,燃气轮机功率约增加20%~40%,效率约提高2%~5%,而耐高温材料是燃气涡轮的瓶颈。
解决方案
1.在多处关键零部件结构设计方面融入了增材设计的概念,能降低产品重量,增加部分结构件强度。成本会比同类产品有显著下降,是满足先进低成本微小型空中武器系统推进动力和车船混合动力以及增程动力需求的先进动力装置。
2.将全面采用亚表面孔状网结构和表面纹理设计,有效减少材料浪费;有效减轻结构重量;有效降低应力集中;有效增强传热品质;有效提高产品性能;有效提升产品的可靠性和使用寿命,有效降低加工成本和维护成本。
3.先进的内外冷却技术可以使构件在高于自身材料熔点400多度的工作环境下正常工作。
用户评价
应用先进的增材设计制造技术,实现在投资少,风险小,见效快,成本低的基础上快速建立有市场竞争力的先进微型涡轮研制,可达到:燃油效率:提高20%以上;寿命: 延长30%以上;环保: 超低NOx排放;成本: 生产和维护降低30%以上;交付: 周期缩短30%以上。