[長知識]航空發(fā)動機封嚴技術(shù)的進展(已修改)
2025-07-05 15:17 本頁面
【正文】 . . . .. .【長知識】航空發(fā)動機封嚴技術(shù)的進展 導讀：封嚴技術(shù)一直是高性能航空發(fā)動機研發(fā)工作的重要組成部分，先進封嚴技術(shù)是滿足發(fā)動機耗油率、推重比、污染物排放、耐久性及壽命期成本目標的關(guān)鍵技術(shù)。通過減少發(fā)動機內(nèi)部氣流的泄漏量，可大大提高發(fā)動機的性能和效率。本文針對航空發(fā)動機典型封嚴技術(shù)，詳細介紹了石墨封嚴、篦齒封嚴、刷式封嚴的結(jié)構(gòu)特點及其技術(shù)改進和發(fā)展趨勢。重點闡述了德國MTU公司開發(fā)的新型刷式封嚴技術(shù)，其獨特的結(jié)構(gòu)解決了刷式封嚴掉毛這一技術(shù)難題。1 引言現(xiàn)代航空發(fā)動機技術(shù)已達到很高水平，要進一步提高葉輪機效率，很大程度上取決于葉輪機轉(zhuǎn)子與機匣之間的封嚴效果。因此，許多航空發(fā)動機研究計劃把如何減少發(fā)動機內(nèi)流損失、提高發(fā)動機性能作為重點研究內(nèi)容之一。隨著軍用發(fā)動機工作環(huán)境越來越苛刻及民用發(fā)動機用戶對低能耗、低噪聲和高效益等方面要求的不斷提高，低泄漏封嚴技術(shù)將面臨高溫、高轉(zhuǎn)速、高壓差、高濕度、高摩擦、高頻振動及破壞性化學反應(yīng)等一系列挑戰(zhàn)。研發(fā)泄漏量更小、在惡劣環(huán)境中使用壽命更長的先進封嚴裝置已成當務(wù)之急。2 封嚴技術(shù)的應(yīng)用及其影響封嚴是對轉(zhuǎn)動部件和非轉(zhuǎn)動部件間的泄漏進行控制。航空發(fā)動機上使用封嚴的地方很多，如主流道密封、空氣系統(tǒng)二次流密封、主軸承油腔密封、附件傳動機匣中傳動附件輸出軸密封等(見圖1)。航空發(fā)動機密封裝置的形式也多種多樣，按工作性質(zhì)可分為接觸式和非接觸式兩種。前者主要有皮碗、漲圈、浮動環(huán)、端面石墨、徑向石墨和刷式密封等，后者主要有螺旋槽、篦齒、液力和氣膜密封等。航空發(fā)動機封嚴的密封特性對發(fā)動機性能具有極為重要的影響，尤其是氣路密封，將直接影響發(fā)動機增壓比和渦輪效率的提高。研究表明，封嚴泄漏量減少1%，可使發(fā)動機推力增加1%，%；對于先進戰(zhàn)斗機發(fā)動機，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)子進口溫度保持不變的情況下，高壓渦輪封嚴泄漏量減少1%，%，%。因此，美國IHPTET計劃第二、第三階段二次流路系統(tǒng)設(shè)定的目標分別是密封泄漏量減少50%和60%。由此帶來的發(fā)動機性能改善為：%，相當于渦輪進口溫度降低47℃%；%，相當于渦輪進口溫度降低52℃%。此外，現(xiàn)代航空發(fā)動機研制技術(shù)已達到很高水平，與通過改進壓氣機和渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高發(fā)動機性能的途徑相比，在效果相近的條件下，采用先進
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