¿Cuál es el motor turboventilador más reciente que usó acero para las aspas del ventilador de derivación?

No he podido localizar ningún motor que use acero para el ventilador de derivación. Todas las fuentes sugieren que Ti y compuestos se utilizan para la construcción de palas. Aparte del peso, el acero podría compensarlo parcialmente al ofrecer una hoja más delgada, costo/facilidad de construcción y más resistencia a objetos extraños.

La razón por la que pregunto es que estoy tratando de diseñar un ventilador con conductos grande (800 mm) que sea lo más barato posible de fabricar utilizando una lámina delgada de acero inoxidable para el material de las aspas. La hoja cortada a la forma se presionará en un molde para lograr el AoA diseñado a lo largo de la hoja y luego se deslizará una superficie aerodinámica impresa en 3D sobre ella.

Ninguna de estas declaraciones está respaldada por evidencia. El acero no ofrece una mejor resistencia por volumen, pero es considerablemente más pesado que el titanio. La facilidad de construcción es marginal porque es la forma lo que hace que las cosas sean duras, no la característica de mecanizado del material. En cuanto a la resistencia a materiales extraños, el acero es probablemente el peor. En cuanto al costo, el costo de desarrollo es la mayor parte, el costo del material es negociable. Continúe y haga su diseño y asegúrese de que las matemáticas y la física se verifiquen, de modo que, incluso si es pesado e ineficiente, al menos es seguro.
A las organizaciones que compran este tipo de motor no les importa cuánto cuesta fabricarlo, les importa el costo total de propiedad. No importa si tu ventilador 'barato' cuesta la mitad del precio de la competencia si el motor consume un 10% más de combustible. Para una aerolínea que gasta decenas de millones al año en combustible, incluso un ahorro del 2 % es una cantidad enorme.
Tengo curiosidad por saber cómo logrará la fuerza suficiente utilizando lo que es básicamente una configuración de perfil aerodinámico + viga, si fabrica la viga de chapa. ¿O la pieza impresa en 3D va a soportar carga?
Además, por genuina curiosidad: ¿cómo se compara el costo estimado de la impresión 3D de sus cuchillas con el fresado de cuchillas individuales?
@ CatchAsCatchCan Es un ventilador con conducto eléctrico que no está diseñado para ningún tipo de uso comercial. La reducción en puntos porcentuales de eficiencia no importa tanto cuando el rango es tan corto de todos modos.
@Sanchises Estoy aprendiendo sobre la marcha, pero la hoja de acero no será plana. Se presionará en una forma similar a la que se ve en los modernos ventiladores de derivación alta, lo que aumentará en gran medida su capacidad de carga en comparación con una simple lámina de acero. El peso adicional de la cuchilla +/- 40% en comparación con Ti será una desventaja. Sin embargo, la velocidad de la punta para generar la cantidad moderada de empuje que necesito vendrá con fuerzas centrífugas mucho más bajas que la hoja de acero más pesada puede manejar. El perfil aerodinámico impreso en 3D no soportará carga y se imprimirá con un material más suave como tpu.
@Sanchises El costo de mecanizar una cuchilla similar con aluminio 7075 costaría 100 en stock y probablemente 300 por cuchilla en un CNC de 6 ejes. La hoja de acero costaría alrededor de 5 con un corte en un cortador de plasma a alrededor de $ 10 por hoja. También se puede cortar en una máquina para aficionados con un husillo de corte para la creación rápida de prototipos.

Respuestas (1)

El grosor de la hoja del ventilador no solo se define por el requisito estructural, sino también por el propósito aerodinámico, por lo que la geometría de la hoja no cambiará mucho según el material utilizado. La mayoría de las cuchillas metálicas en uso son huecas.

El precio de la pala es bastante irrelevante en los motores modernos. Si puede reducir el peso del ventilador en un 10 % por el doble del precio, lo hará, ya que garantizará un gran ahorro de combustible durante la vida útil del motor. Por lo tanto, no veo la ventaja de usar acero sobre titanio para las aspas de un ventilador.

Mirando otros comentarios, entiendo que es para la creación de prototipos y debe seguir siendo barato. Entonces recomendaría construir el núcleo con material impreso en 3D que le dará la forma de superficie aerodinámica para la aerodinámica y luego encerrarlo con láminas de metal para obtener una estructura tipo sándwich. Esto podría aumentar en gran medida la rigidez y la fuerza sin mucho peso adicional.

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