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【转载】震惊!看看俄罗斯AL-31发动机是怎样炼成的  

2016-01-05 00:51:48|  分类: 科技之光 |  标签: |举报 |字号 订阅

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乌法发动机生产联合体(UMPO)股份公司是俄罗斯规模最大的航空发动机研发和生产企业,拥有两万名员工。UMPO是俄罗斯联合发动机集团(UEC)的下属企业。公司主要业务是研发、生产、维护和维修飞机涡轮喷气发动机,生产和维修直升机部件,生产石油和天然气工业装备。


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UMPO为苏-35S战斗机生产AL-41F-1S发动机(也就是117S),为苏-27和苏-30生产AL-31F和AL-31FP发动机,为卡莫夫和米里系列直升机生产单个组件,为俄罗斯天然气工业股份公司的泵站生产AL-31ST燃气轮机。


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在集团的领导下该公司还为俄罗斯第五代战机PAK FA(T-50)研制先进发动机。UMPO还参与了为俄罗斯全新客机MS-21研制PD-14发动机的项目,生产VK-2500直升机发动机,以及为米格战斗机升级改造RD发动机的项目。


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这组图会告诉我们,一台AL-31FP发动机是怎样生产出来的。

1、在“大气-24”加压舱里焊接

为了保证发动机部件的焊接完整性和精度,工人需要进入一个特殊加压舱对部件的关键点进行氩弧焊。1981年,UMPO在列宁格勒的“普罗米修斯”研究所制造了这个俄罗斯最大的加压舱——能达到两个大气压的“大气-24”。

2、按照健康标准,工人每天在加压舱里工作4.5小时。每天早上他们要检查工作服,进行体检,然后才能开始工作。

3、焊接工人身穿看起来像航天服的防护服装进入“大气-24”加压舱,穿过加压舱的第一道门进入气闸,他们把通气管连接在防护服上,然后关闭舱门,向气闸注入氩气。等气闸注满氩气达到压力平衡后,焊接工人打开第二道门进入加压舱开始工作。

4、在纯氩气的环境下焊接钛合金不会被氧化。

5、减少氩气中的杂质能获得高质量焊缝,提高焊接结构的疲劳强度。在难以够到的地方,焊接工人被允许拆掉焊枪的保护喷嘴进行作业。

6、身穿全套防护服的工人看起来的确像太空人。焊接工人要经过严格训练后才能进入加压舱工作,一开始他们要身穿全套防护服在普通环境中训练,一般经过两周后就能发现那些人能胜任了,这工作可不是人人都能做的。

7、一名专家在观察焊接作业,并与工人随时进行联系。

8、他还负责控制焊接电流、注意气体分析监测仪,以及加压舱和工人的总体状况。

9、其他人工焊接手段都达不到在加压舱中进行氩弧焊的效果,废话少说,用照片来证明吧。

10、电子束焊接机器

UMPO的真空电子束焊接在Ebokam焊接台进行,而且是全自动作业。真空电子束焊接能同时进行两到三条焊缝的焊接,而且把对零件外形产生的最小变形和变化降到最低。

11、一名专家可以同时控制几个焊接台进行电子束焊接。

12、这个零件是尾喷管的一部分,圆形喷管和喷管叶片需要进行等离子喷涂耐热涂层,使用TSZP-MF-P-1000机器人进行作业。

13、加工

UMPO有5个加工车间,共有约2500名员工,装备有先进设备。在这里他们制造机械配件、对模具进行冷热金属加工、制造刃具和量具、制造黑色金属和有色金属铸造模具。

14、数控机床上正在加工的铸造叶片模具。

15、现在制造一个模具需要3个月时间,而以前是6个月。

16、自动测量装置能检测出零件的细微公差。现代发动机的零件和工装治具在外形上必须极其精确。

17、真空渗碳

自动化生产能够降低成本,提高加工质量,所以也适用于真空渗碳加工。在金属表面渗入碳原子能提高表面硬度,增强耐磨性能,这里使用了易普森真空炉。

18、操作真空炉只需一名工人,零件经过几小时的热化学处理后就能变得更为耐用。UMPO的专家们开发的独特的工艺,能实施更高精度的渗碳。

19、铸造车间

先用模具铸造出不同外形和尺寸的零件毛坏,然后工人对毛坏进行最后的精细加工。

20、在这个车间工作的基本都是女工。

21、对蜡模进行灌浆并获得陶瓷铸型,是铸造工艺中的重要一步。

22、陶瓷铸型经过烧结后才能用于浇铸。

23、经过烧结的陶瓷铸型,冷却后就能用于浇铸了。

24、这看起来是已经浇铸了融化的合金。

25、单晶叶片与同等重量的黄金一样昂贵。铸造这种叶片的技术非常复杂,但这种叶片的性能在所有方面都优于普通叶片。每片叶片都用特殊的镍钨合金“生长”而成。

26、宽弦空心叶片加工

这是为PD-41发动机制造的宽弦空心叶片,这种发动机是MS-21客机的动力来源。这个被隔出的特别区域里的机器对钛合金叶片毛坯进行切削成形,并对表面进行机械打磨和抛光。

27、UMPO设计制造的宽弦空心叶片垂直工装夹具,能对叶片进行最后的校准。

28、喷气发动机的重要组件,复杂的压气机转子。

29、装备涡轮转子是一个耗时的工序,需要具有特殊技能的专家。叶片的安装精度事关发动机能否可靠地运转。

30、组装完毕的多级压气机转子。

31、对转子进行平衡也非常重要,这种特殊人才只能由工厂自行培养。

32、管道与管路

要让发动机上各部件都协调运行转起来,驱动液压泵,旋转涡轮、让喷管能够收敛扩散,就要用各种管道与管路把各部件连在一起。这些管道与管路被视为飞机心脏上的血管,具有极其重要的意义。UMPO有个车间专门生产这些“血管”,具有各式各样的尺寸和直径。

33、生产这些“血管”需要大量的手工劳动,在一些细节上的确算得上手工工艺品。

34、许多钛合金和不锈钢管弯管作业要用到数控的“弯管大师”42 MRV机器进行,在电脑上设置好角度就能控制机器弯管了。机器先进行初步弯管,然后进行测量并完成最后的精确弯管。

35、在成品发动机上密如织网的管道与管路,每根都有自己的作用。

36、最后的组装

各零件和总成在总装车间被组装起来,组装作业对工人的素质要求很高。

37、工人师傅们正在把不同组件组装在一起。

38、最后一步是安装燃油包含调节装置、信号和电子设备的附件。

39、最后一定要仔细检查各部件,看看是否对齐和居中,否则发动机运转时会产生振动。

40、没有通过承载测试的发动机被退回总装车间,最富经验的老师傅出马拆卸发动机,进行清洗并查找故障点。他们把拆下的组件先用汽油洗干净,然后对其进行检验、测量和分析,找到问题后把故障零件送回制造车间进行同样的测试。然后这台发动机被组装起来再次进行测试验收。

41、工人在这个大型组件上作业。

42、喷气式发动机是20世纪最伟大的技术发明之一,但到现在仍只能依靠熟练工人手工装配。

43、在发动机制造的各阶段都有严格的质量控制,总装车间也不例外。

44、这是AL-31FP的矢量喷管,也是区别该发动机和AL-31F的标志。

45、矢量喷管的使用寿命是500小时,发动机1000小时大修前要像这样翻新两次喷管。

46、用这个特别的工作台能方便检查喷管各组件。

47、矢量喷管能增强战斗机的机动性能,就其本身外形而言,也是相当令人震撼的。

48、总装车间的一角摆放着过去20-25年来UMPO制造过的所有发动机的参考样本。

49、发动机测试

发动机测试是生产环节中最后一步,也是非常重要的一步。这个专业测试车间配备了现代化的自动化控制系统,实施承载测试和验收测试。

50、在测试过程中,包括连接到同一局域网的三台电脑在内的一套自动信息测量系统测得发动机详细参数。测试人员监控计算机上发动机参数和警报,测试结果实时处理,试验的所有信息都保存在计算机数据库中。

51、测试一台发动机的耗时根据技术要求有所不同,有时甚至长达数天。测试完成后的发动机会被拆解清洗,然后包装。

52、关于测试的所有信息在进行处理后生成报告,并付有图表,可以电子或纸张形式发出。

53、烟道。

54、测试车间外部,一旦有测试任务,在这里就能听到震耳欲聋的噪音

55、这里是第40车间,负责把UMPO生产的所有产品并发给客户。但这不是该车间的唯一任务,他们还负责对产品进行最后验收、入库检验、存放和包装。

56、等待打包的AL-31FP。

57、发动机被整齐包裹上包装纸和聚乙烯薄膜,但这还不够。

58、发动机包装外面还要贴上标签,以及一套完整的技术文档:里面包括合格证、表格等。

59、怒吼的发动机!

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