俄罗斯科学家发现减轻飞机重量的独特办法

© Sputnik / Mikhail Voskresensky未来数月俄联合发动机制造集团开始试飞提供给MS-21飞机的俄产发动机
未来数月俄联合发动机制造集团开始试飞提供给MS-21飞机的俄产发动机 - 俄罗斯卫星通讯社
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俄罗斯科学家和工程师找到一种将航空发动机零件重量减少20%的办法,对飞机来说这样的减重幅度很大,据专家计算,飞机可减少将近整整一吨。

俄罗斯国立科技大学(NUST MISiS)研发出几种航空发动机零件制造技术,可以将产品质量一下减少20%。为制造先进的航空发动机支架,科学家和工程师用上了现代材料学与航空制造的新科技。

俄国家技术集团将为PD-35发动机建造试验综合体 - 俄罗斯卫星通讯社
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俄罗斯国立科技大学生态技术与工程学院院长安德烈·特拉维诺夫向《消息报》表示:"这一新研发的国产航空制造技术独特就独特在,支架形状采用仿生设计--计算机拓扑优化,这样的设计能为支架承受必要负重和适应不同工作条件找到最佳材料配比。"

优化后,支架结构大大复杂化,已无法再用浇铸等传统方法制造。在这种情况下,唯一的办法是使用金属分层印刷的增材制造技术,包括选择性激光熔化。

俄罗斯国立科技大学混合增材制造工艺实验室工作人员开展了一系列研究,确定了钛合金仿生产品的3D打印技术参数,使其性能满足俄罗斯对于铸钛件的全俄国家标准。除了大幅减轻重量,科学家还通过节省昂贵的3D打印粉末顺便大幅节约了生产成本。

实验室工作人员、Ecotec公司副经理帕维尔·彼得罗夫斯基向《消息报》表示:"我们研发的制作仿生钛产品的技术,除减少零件质量外,还可将打印时的粉末成本减少三分之二以上。"

联合发动机制造集团公布PAK-DA发动机特性 - 俄罗斯卫星通讯社
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一家俄罗斯飞机制造厂已顺利制造出试验批次的创新型支架,并完成台架试验。试验证明所获零件质量符合全俄国家标准。

航空冶金专家、乌法国立航空技术大学铸造系副教授帕维尔·阿利金称:"对于航空发动机的设计者来说,单件产品可减重100克,这已经是很大的成就。然而这项技术的好处不仅在于大幅减轻产品质量,更让研发新支架的速度前所未有得快。"

具体而言,现在试验的支架从创意到生产设计总共用了一周。此前,帕维尔·阿利金认为这至少要花费一年半。他认为,两三年后就可使用增材制造技术制作的零件量产发动机。

当然,单个零件重量减少20%并不意味着整个发动机的重量减少20%。但据专家估计,增材制造技术能让发动机重量减少至少10%,这也是很大的数字,意味着每台发动机能减少200-250千克,也就是一架飞机可减重近一吨。

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