Original title:
Volba materiálu pro výrobu lopatkových kol proudových leteckých motorů
Translated title:
The choice of material for the production of blade wheels of jet aircraft engines
Authors:
Černý, Michal ; Hutařová, Simona (referee) ; Němec, Karel (advisor) Document type: Bachelor's theses
Year:
2024
Language:
slo Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[slo][eng]
Táto práca podáva základný prehľad o materiáloch používaných na výrobu lopatkových kolies prúdových leteckých motorov. Letecký motor možno rozdeliť na dve časti – studenú a horúcu. Každá z nich má odlišné požiadavky na materiály v nich použité. Podmienky v studenej časti sú pomerne mierne a požiadavky sú viac- menej uspokojené momentálne používanými materiálmi. Cieľmi pre ďalší vývoj je primárne zníženie hustoty, zvýšenie pevnosti a zlepšenie únavových vlastností. Skutočnou výzvou leteckého priemyslu je však nájsť materiály, schopné fungovať za extrémnych podmienok v horúcej časti, preto je väčšina rozsahu tejto práce venovaná danej problematike. Základný prehľad je vytvorený syntézou niekoľkých zdrojov. Väčšina informácií je čerpaná z amerických kníh, podávajúcich celistvý obraz o materiáloch a postupoch výroby pre toto využitie. Najvhodnejšími materiálmi sa po desaťročiach výskumu ukázali niklové superzliatiny v kombinácii s termálnymi povlakmi a chladiacimi prieduchmi. Ich vlastnosti, štruktúra a proces výroby tvoria základ poznatkov k tejto téme. Hlavným cieľom pre vývoj je zvýšenie teploty, pri ktorej sú tieto materiály schopné fungovať, nakoľko vyššia teplota spalín vstupujúcich do turbíny znamená vyššiu účinnosť a s ňou spojené finančné a ekologické úspory. Napriek dlhoročnému výskumu a vlastnostiam, ktorým nekonkurujú žiadne iné materiály, verím, že je tu stále miesto pre zlepšenia. Tie môžu nastať s príchodom nových technológií a možné je dokonca objavenie novej skupiny materiálov na inej báze ako niklové superzliatiny. Stručný opis niekoľkých sľubných novo testovaných skupín materiálov, ako aj môj pohľad na budúcnosť tohto odvetvia, tvoria záverečnú časť tejto práce.
This bachelor's thesis provides a basic overview of the materials used in the production of turbine blades of jet aircraft engines. An aircraft engine can be divided into two parts - cold and hot part, each with very different requirements for the materials used in them. The conditions in the cold part are relatively mild and the requirements are more or less satisfied by the currently used materials. The goals for further development are primarily a reduction in density and an increase in strength and fatigue properties. The real challenge of the aerospace industry is to find materials capable of working under extreme conditions in the hot part, therefore this work devotes most of the scope to the given issue. The basic overview is created by synthesizing several sources. Most of the information is drawn from American books giving a comprehensive picture of materials and manufacturing processes for this use. After decades of research, nickel superalloys in combination with thermal coatings and cooling vents proved to be the most suitable materials. Their properties, structure and production process form the basis of knowledge on this topic. The main goal for the development is to increase the temperature at which these materials are able to function, as a higher temperature of the flue gas entering the turbine means higher efficiency and associated financial and ecological savings. Despite years of research and properties unmatched by any other material, I believe there is still room for improvement. With the advent of new technologies, the emergence of a new group of materials on a different basis than nickel superalloys is possible. A brief description of several promising newly tested groups of materials, as well as my view on the future of the industry, form the final part of this work.
Keywords:
Aircraft engine turbine blades; high temperature materials; materials in aircraft engines; superalloys; thermal coating
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: https://hdl.handle.net/11012/247083
guest ::
