Виробництво добавок може заощадити 50% авіаційного палива

Ця передова технологія виробництва зменшує розмір реактивних двигунів і зменшує вагу літака

  • Кевін Булліс | переклад Франциско Рейєс
  • 10 лютого 2015 року

заощадити
Фото: Pratt & Whitney використовували виробництво добавок для створення цих кріплень для двигуна.

Авіаційна компанія Pratt & Whitney вивчає, чи можна використовувати технологію, відому як виробництво добавок, для розробки більш компактних реактивних двигунів., зробити комерційні літаки легшими та ефективнішими що стосується палива.

Pratt & Whitney вже використовує дві технології виробництва адитивних матеріалів для виробництва деяких компонентів двигуна. Замість розплавлення металу у формі, спосіб полягає у формуванні твердих предметів шляхом часткового розплавлення металевого порошку лазерним або електронним пучком. Інші виробники літаків використовують подібну технологію. GE, наприклад, створює форсунки для палива для реактивних двигунів, використовуючи власні технології виробництва добавок (див. Аддитивне виробництво).

Методи, використовувані GE та Pratt & Whitney, є більш складними та складними, ніж настільний 3D-друк, який передбачає створення об'єктів шляхом послідовного нанесення надтонких шарів матеріалу.

Процеси адитивного виробництва можуть зменшити відходи, пришвидшити виробництво та забезпечити конструкції, які можуть бути нездійсненними за традиційних процесів. Нові форми та незвичайні властивості матеріалу, які уможливлює технологія, такі як лопаті гвинта, оптимізовані для сили на одному кінці та гнучкості на іншому, можуть змінити спосіб проектування літаків.

Однією з можливостей, яку досліджує Pratt & Whitney, є двигуни з меншою кількістю деталей вимагало б менше складання та було б дешевшим у виготовленні. Головний інженер компанії з матеріалів та технологічних процесів, Френк Прелі, передбачає можливість створення кардинально нових конструкцій літальних апаратів, "таких як багато двигунів, інтегрованих у крило для досягнення ультрааеродинамічної ефективності".

Цей тип дизайну може мати багато переваг, вважає Марк Дрела, професор аеронавтики та космонавтики з Массачусетського технологічного інституту (MIT, США). Теоретично, розподіл двигунів вздовж заднього краю крил та до задньої частини фюзеляжу, зменшити споживання пального на 20% і зменшити вагу літака. Ці переваги "колективно досягають значного зменшення споживання палива", говорить Дрела. "Немислимо" думати про економію 50%.

Щоб дійти до цієї точки, за словами Прелі, технології адитивного виробництва потрібно вдосконалювати для досягнення більшої точності. Як тільки дослідники зрозуміють молекулярні деталі фізичного процесу взаємодії між лазерними та електронними пучками з порошками, він каже, "що призведе до можливості додавати деталізованіші особливості та швидкість осадження. Швидше і швидше".

Зрозуміло, що аерокосмічна промисловість однією з перших застосувала виробництво добавок, оскільки навіть найменші поліпшення продуктивності або зниження ваги можуть призвести до значної економії палива, що виправдовує високі початкові витрати на друк.