เครื่องยนต์ เทคโนโลยีการผลิตใบมีดเทอร์ไบน์เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต เพื่อเพิ่มอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนัก อุณหภูมิขาเข้าของเทอร์ไบน์ของเครื่องยนต์อากาศยานขั้นสูงในอนาคต จะสูงกว่า 2,000 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าจุดหลอมเหลวของซูเปอร์อัลลอยมาก แม้จะมีโครงสร้างระบายความร้อนขั้นสูง ความทนทานต่ออุณหภูมิของโพรงที่มีอยู่
ใบมีดผลึกเดี่ยวของเทอร์ไบน์ ไม่สามารถตอบสนองความต้องการ ในการให้บริการที่อุณหภูมิสูงพิเศษได้ เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต มีข้อได้เปรียบในด้านความแข็งแรงจำเพาะสูง และความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความหนาแน่นสูง เป็นวัสดุโครงสร้างที่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนปลายร้อนของเครื่องยนต์อากาศยานขั้นสูง
การใช้วัสดุเซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต แทนซูเปอร์อัลลอยในการผลิตแกนใบพัดของเครื่องยนต์อากาศยาน จะช่วยลดน้ำหนักของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก เพิ่มอุณหภูมิในการทำงาน เพิ่มอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนัก และลดการใช้เชื้อเพลิง ประการที่ 2 วัสดุเซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต มีคุณสมบัติที่ดี
มีความทนทานต่อความเสียหายที่อุณหภูมิสูง ซึ่งสามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์อากาศยานได้อย่างมาก ดังนั้น เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงของใบพัดกังหัน เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต จึงมีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญสำหรับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ของเครื่องยนต์อากาศยานขั้นสูงในอนาคต
สถาบันตัวแทนของเครื่องยนต์อากาศยานขั้นสูง จากต่างประเทศส่วนใหญ่ ได้แก่ นาซา บริษัทจีอี และบริษัทโรลส์-รอยซ์ เป็นต้น และประสบความสำเร็จในการรวมเอาคอมโพสิตซิลิคอนคาร์ไบด์เซรามิกเมทริกซ์ มาใช้ในระดับต่ำ ใบพัดเทอร์ไบน์แรงดันของเครื่องยนต์อากาศยาน ในหมู่พวกเขา บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริกของสหรัฐอเมริกา ได้ตรวจสอบความทนทานต่ออุณหภูมิสูง และความทนทานของใบกังหันแรงดันต่ำ
ซิลิคอนคาร์ไบด์ เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต ในเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน เจเนอรัลอิเล็กทริก เอฟ414 และดำเนินการทดสอบชุดหนึ่งกับใบกังหันแรงดันสูง เครื่องยนต์ เทอร์โบแฟน เจเนอรัล อิเล็กทริก จีเนต บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก เครื่องยนต์เจเนอรัลอิเล็กทริก จีอี9เอ็กซ์ของเครื่องบินโบอิ้ง 777เอ็กซ์ ขนาดใหญ่ ที่พัฒนาโดยบริษัทใช้ใบพัดกังหันความดันต่ำ ซิลิคอนคาร์ไบด์-เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต เป็นต้น
ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของเครื่องยนต์ลง 6เปอร์เซ็นต์ ช่วยเพิ่มแรงขับของเครื่องยนต์เจเนอรัลอิเล็กทริก จีอี9เอ็กซ์ อย่างมาก และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงประมาณ 10เปอร์เซ็นต์ ในปี 2560 บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริกร่วมมือกับบริษัทเครื่องยนต์อากาศยานซาฟรานของฝรั่งเศส เพื่อตระหนักถึงการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม ของชิ้นส่วนสเตเตอร์ปลายร้อน
ซิลิคอนคาร์ไบด์-เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิตของเครื่องยนต์ รีป ในเวลาเดียวกัน บริษัทนาซาของสหรัฐฯ ได้แยกชิ้นส่วนโมเดลใบพัดเทอร์ไบน์ ถักทอโครงกระดูกด้วยเส้นใย จากนั้นจึงตระหนักถึงการผลิตชิ้นส่วนปลายร้อนของเครื่องยนต์อากาศยาน ผ่านการประกอบรวมกัน แต่ความต้านทานต่ออุณหภูมิของการเชื่อมต่อของชิ้นส่วนปลายร้อน เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิตนั้นต่ำ และความแม่นยำในการทอเส้นใยต่ำ
และชิ้นส่วนปลายร้อนเซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิตที่มีความหนาแน่นนั้น ต้องการการประมวลผลภายหลังจำนวนมาก ดังที่เห็นได้จากข้างต้น ว่าสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีที่สำคัญ ในด้านการผลิตใบพัดกังหัน เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิตของเครื่องยนต์อากาศยานขั้นสูง และได้เปลี่ยนจากโครงสร้างที่เรียบง่าย อุณหภูมิต่ำ
ส่วนประกอบของสเตเตอร์ ไปเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน อุณหภูมิสูง และส่วนประกอบของโรเตอร์ ศักยภาพ ในการใช้งานอย่างมหาศาล ของเครื่องยนต์อากาศยานพลเรือน การใช้วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์-เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต กับใบพัดกังหันแรงดันสูง ได้กลายเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในการพัฒนาเครื่องยนต์อากาศยานขั้นสูงในอนาคต ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา
สถาบันไม่กี่แห่ง เช่น มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีป้องกันประเทศ มหาวิทยาลัยสารพัดช่าง ภาคตะวันตกเฉียงเหนือ และสถาบันวัสดุการบินปักกิ่ง ได้ติดตามเทคโนโลยีการทอเส้นใยจากต่างประเทศเป็นหลัก เพื่อดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับการผลิตใบกังหัน เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต ดำเนินการวิจัยอิสระ ในการเตรียมเส้นใยประสิทธิภาพสูง และวัสดุ เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิตของพวกเขา
การสำรวจมีความคืบหน้าอย่างมาก แต่เครื่องยนต์อากาศยานเชิงพาณิชย์ในประเทศ ยังคงพึ่งพาสถาบันตัวแทนขั้นสูง เช่น บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก ของสหรัฐอเมริกา และบริษัทอาร์อาร์ แคปปิตอล จำกัด ของสหราชอาณาจักรในปัจจุบัน ในปัจจุบัน ใบพัดกังหันเซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต ของเครื่องยนต์อากาศยานในประเทศ และต่างประเทศส่วนใหญ่
ผลิตโดยเทคโนโลยีการทอเส้นใย เพื่อสร้างโครงสร้างที่แกร่งขึ้น จากนั้นใช้เทคโนโลยีการแทรกซึมของไอสารเคมี เพื่อให้ได้ความหนาแน่นของซิลิคอนคาร์ไบด์เซรามิกเมทริกซ์ แม้ว่าจะมีปริมาณเส้นใยสูง แต่ก็ดีมาก มีความต่อเนื่อง และคุณสมบัติเชิงกลที่ดี แต่เป็นการยาก ที่จะตระหนักถึงการขึ้นรูปแบบดิจิทัล ของโครงสร้างที่ซับซ้อน
การควบคุมประสิทธิภาพของเนื้อเยื่อ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ ข้อจำกัดของการออกแบบโครงสร้างใบกังหัน จะลดลงอย่างมาก จึงทำให้เกิดแนวคิดใหม่ สำหรับการผลิตประสิทธิภาพสูงของใบกังหันซิลิคอนคาร์ไบด์-เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิตที่ซับซ้อน
บทความที่น่าสนใจ : ได้มอบรางวัลให้แกนักเรียนที่ชนะเลิศ
