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ブリスク(ブレード ディスクの造語) は、個々の取り外し可能なブレードが組み合わされたディスクではなく、ローター ディスクとブレードの両方が 1 つの部品として構成されているターボ機械のコンポーネントです。ブリスクは一般に、従来の単一のブレードを備えたローターよりも空気力学的に優れており、軽量です。ブリスクは、積層造形、一体鋳造、固体材料からの機械加工、または個々のブレードをローター ディスクに溶接して製造できます。この用語は、主に航空宇宙エンジンの設計で使用されます。 ブリスクは、一体型ブレード ローター( IBR ) とも呼ばれます。
歴史
ブリスク製造法は1980年代半ばから使用されています。1985年にセルマテック・レーア社（現在はGKNエアロスペース社[1]として知られています）がT700 ヘリコプターエンジンのコンプレッサーに初めて使用しました。それ以来、コンプレッサーとファンブレードローターの両方の主要用途でその使用が増加し続けています。例としては、ロケットダインRS-68ロケットエンジンやゼネラルエレクトリックF110ターボファンがあります。
統合打撃戦闘機F-35Bの派生型は、短距離離陸と垂直着陸を実現するためにブリスクを使用している。[2]
エンジンメーカーのCFMインターナショナルは、 LEAP-Xデモンストレーターエンジンプログラムのコンプレッサーセクションにブリスク技術を使用しており、フルスケールのリグテストを完了しています。[3] スホーイスーパージェット100に使用されているパワージェットSaM146エンジンにもブリスクが装備されています。[4]
ゼネラル・エレクトリックのパスポート（旧称「テックX」）エンジンは、メインの52インチファンと10段の高圧コンプレッサーのうち5段にブリスクを使用しています。[5] [6] GEnxではすでにいくつかの段でブリスクを使用しています。
利点
むき出しのコンプレッサーディスクを製造し、後でブレードを取り付ける代わりに、ブリスクは 2 つを組み合わせた単一の要素です。これにより、ブレードをディスクに取り付ける必要がなくなり (ネジ、ボルトなどを使用)、コンプレッサーの部品数が減り、同時に抗力が減り、エンジンの空気圧縮効率が向上します。従来のタービンブレードに見られるダブテール取り付けがなくなるため、亀裂の発生源とその後の伝播がなくなります。[7]
最大8%の効率向上が可能です。[8]
デメリット
一体型ブレードのローターブレードに小さなへこみ以上の損傷が発生した場合は、エンジンを完全に取り外してローターを交換するか、可能であれば交換用のブレードを溶接する必要があります。この種のメンテナンスは飛行場では行えず、専門の施設で行う必要がある場合が多いです。一体型ブレードのローターブレードは、一般的なタービンブレードのダブテールアタッチメントの自然な減衰がもはや存在しないため、厳格な調和振動テストと非常に高い基準の動的バランス調整を受ける必要があります。[7]
プロセス
一般的な
ブリスクは、 CNCフライス加工、インベストメント鋳造、電気化学加工、3Dプリント、溶接など、いくつかの異なる製造プロセスで製造できます。摩擦溶接を使用して「ニアネット」部品形状を作成し、それを機械加工して最終的なブリスク形状にする研究が行われています。 [9]
測定と検査
ブリスクの測定と検査は、製造工程の最後に行われるエンジン性能の保証に不可欠です。従来、これは座標測定機（CMM）などの触覚デバイスを使用して行われてきましたが、形状と要件が増加するにつれて、現代の工場では3Dスキャン検査システムを実行する傾向があります。 [10] これは、触覚デバイスと比較して測定速度が速いという利点があり、3Dデータを収集して設計特性に関連付けます。3Dデータを使用すると、部品をこのようにカタログ化することができ、デジタルツインと呼ばれることが多く、製品のライフサイクル全体にわたって監視できます。
アダプティブ加工によるブリスクの修復
エンジンで作動するブリスクには、独自の要件があります。部品がエンジン内で稼働すると、目立った損傷や摩耗が見られます。損傷や摩耗が設計当局によって設定されたしきい値内であれば、ブリスクを修理できる可能性があります。
ブリスク部品の修理は複雑で、まず部品の正確な3D表現が必要です。これを行う最も簡単な方法は、製品を3Dスキャンすることです。[10]部品をスキャンした後、STLファイル（ステレオリソグラフ）をNX CAMなどのCNCコード生成ソフトウェアに渡すことができます。ツールパスは、アダプティブ加工と呼ばれるプロセスで、名目上生成されたCADではなく、測定された形状に合わせて再生成されます。[11]
典型的なプロセスでは、ブレードの一部または全部を除去し、その後、おおよそのサイズに溶接し直し、最終的に機械加工して翼型の形状に戻すという手順が取られます。[12]
参考文献
- ^ GKNエアロスペース。
- ^ Zolfagharifard, Ellie (2011年3月28日)、「Rolls-Royce's LiftSystem for the Joint Strike Fighter」、The Engineer、2013年12月19日時点のオリジナルよりアーカイブ、 2011年4月18日閲覧。。
- ^ 「未来へのオプション」、Aviation Week & Space Technology、第170巻、第10号、37ページ、2009年3月9日。
- ^ Burchell, Bill (2010 年 11 月 2 日)、「次世代エンジン MRO の強化」、Aviation Week[永久リンク切れ ]。
- ^ 「GEアビエーション、パスポートエンジンの設計を凍結」（プレスリリース）。GEアビエーション。2012年5月13日。 2022年5月13日閲覧。。
- ^ 「型式証明データシート E00091EN、改訂版 0」（PDF）。FAA。2016年4月29日。
- ^ ab Younossi, O; et al. (2002)、軍用ジェット機の調達：技術の基礎とコスト見積りの方法論、RAND Corporation、pp. 29– 30、ISBN 0-8330-3282-8。
- ^ クロフト、ジョン (2010 年 10 月 21 日)、「NBAA: GE TechX ファンの熱狂が話題に」、Flightglobal.com。
- ^ 「Metallics Make Comeback With Manufacturing Advances」、Aviation Week、2013年6月5日、2015年4月27日時点のオリジナルよりアーカイブ、2022年2月23日閲覧。。
- ^ ab 「GOM、ATOS 5 for Airfoil、3Dスキャナーを使用したBlisk測定と検査」。2020年10月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「適応加工プロセスの概要」。2016年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「ロールスロイス ブリスク修理プロセス」。2021年1月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Blisksに関連するメディアがあります。
- リフトファン ブリスク、ロールスロイス、2003 年 3 月[永久リンク切れ ]。
- 事実、ロールスロイス、2006-10-19 にオリジナルからアーカイブ。
- メディア、ロールスロイス、2006-09-21 にオリジナルからアーカイブ。