航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)ppt課件(存儲版)
【正文】 ? 導向葉片（又稱靜子葉片、簡稱導葉） ? 渦輪機匣 ? 軸承座 ? 承力機匣及各種靜子件； 有葉片排的流道構(gòu)成了渦輪的 主燃氣氣流流道 ； 一排導向葉片及緊跟其后的一排轉(zhuǎn)子葉片構(gòu)成 一個渦輪級； 多級渦輪 是由多個渦輪級組成。 06:05 NPUZhaoMing 44 渦噴 6發(fā)動機渦輪部件 組成： 單轉(zhuǎn)子雙級軸流式渦輪，由轉(zhuǎn)子、靜子兩部分組成。為了裝配方便，采用 軸向分段 。 徑向間隙還隨發(fā)動機工作狀態(tài)的變化而變化 .特別是當發(fā)動機過渡工作時，徑向間隙值取決于轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)速和溫度變化的響應(yīng)及靜子機匣對溫度變化的響應(yīng)速度。 06:05 NPUZhaoMing 53 渦輪是發(fā)動機中 熱負荷 和 動力負荷 最大的部件。 06:05 NPUZhaoMing 55 渦輪盤溫度的分布 燃氣中的熱量由轉(zhuǎn)子葉片經(jīng)過榫頭傳到渦輪盤，因此 輪盤邊緣溫度高、中心溫度低 。 06:05 NPUZhaoMing 58 引用冷卻空氣應(yīng)考慮的因素 壓力 ：冷卻空氣通常是從壓氣機引出 ， 不同級的空氣壓力是不同的 。 冷卻后的空氣進入燃氣流中 。 06:05 NPUZhaoMing 62 06:05 NPUZhaoMing 63 渦輪葉片的冷卻 渦輪葉片的冷卻按冷卻空氣在葉片內(nèi)部的流動狀況與流出方式的不同加以區(qū)分 ， 通常有下列幾種方式 ； 對流冷卻 ：冷卻空氣從葉片內(nèi)若干專門的通道流過 ， 通過與壁面的熱交換 ， 將熱量帶走 ， 從而使葉片溫度降低 。即在燃燒室局部區(qū)域（火焰筒前段燃燒區(qū)）內(nèi)造成適宜于穩(wěn)定燃燒的條件。 06:05 NPUZhaoMing 70 WP5發(fā)動機的尾噴管為不可調(diào)節(jié)的收斂型尾噴管 中介管殼體 整流錐 和噴口主體 11都用1mm厚的1Cr18Ni9Ti鋼板焊成。 06:05 NPUZhaoMing 77 HP 110 LP 021 （ 1982年 12月 8日 宣布研制） 06:05 NPUZhaoMing 78 HP 110 LP 021 （ 1982年 12月 8日 宣布研制） 06:05 NPUZhaoMing 79 作用在發(fā)動機上的載荷 按其 性質(zhì) 分為： ? 氣體力 ? 慣性力 ? 熱應(yīng)力 ? 機械負荷 06:05 NPUZhaoMing 80 06:05 NPUZhaoMing 81 發(fā)動機上的慣性力和慣性力矩 當飛機在機動飛行時轉(zhuǎn)子的慣性離心力： Pj=（ W/g） RΩ 2=n*W W轉(zhuǎn)子的重量； R飛機飛行航跡的曲率半徑； n某一飛行狀態(tài)的過載系數(shù)，由飛機強度規(guī)范給定。 當 ω 與 Ω 的方向成 90度時， MG值最大。 熱應(yīng)力 。 陀螺力矩的計算：當飛機在機動飛行時陀螺力矩：MG=J0*ω*Ωsinθ J0表示發(fā)動機轉(zhuǎn)子對旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量； ω 發(fā)動機轉(zhuǎn)子的角速度； Ω 飛機在機動飛行時的旋轉(zhuǎn)角速度，根據(jù)飛機的過載系數(shù)來確定； Ω=ng/ V ， V為飛機的飛行速度。 轉(zhuǎn)子支承方案要解決的主要問題 轉(zhuǎn)子需要幾個支點；支點如何配置；支點形式如何確定 轉(zhuǎn)子支承方案的設(shè)計要求 保證轉(zhuǎn)子的橫向剛性；可靠地承受轉(zhuǎn)子負荷；結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便 單轉(zhuǎn)子支承方案： 四支點 三支點 兩個支點 06:05 NPUZhaoMing 73 單轉(zhuǎn)子支承方案 —— 四支點 1— 3— 0轉(zhuǎn)子支承方案 （ J47） 轉(zhuǎn)子支承方案的表達方式 : a— b— c 1— 3— 0四支點支承方案 06:05 NPUZhaoMing 74 單轉(zhuǎn)子支承方案 —— 三支點 120 (WP6) 06:05 NPUZhaoMing 75 單轉(zhuǎn)子支承方案二支點（ 1— 1— 0 ） 06:05 NPUZhaoMing 76 雙轉(zhuǎn)子支承方案 斯貝 MK5115W發(fā)動機轉(zhuǎn)子支承方案 低壓轉(zhuǎn)子： 1— 2— 1方案 7，其中 4為中介支點，將低壓轉(zhuǎn)子的軸向力通過高壓轉(zhuǎn)子的止推支點 5傳出。內(nèi)、外函分別排氣裝置又分長函道和短函道。 06:05 NPUZhaoMing 65 工作條件： (非常惡劣 ) ?燃燒是在高速氣流及貧油混合氣的條件下進行的； ?燃燒室的主要組件是在高溫大負荷燃氣流中工作的 。 在 P29發(fā)動機中輪盤前后端均采用 由外向里的空氣冷卻流路 ，形成兩股并聯(lián)的流路。 06:05 NPUZhaoMing 59 WP6發(fā)動機渦輪部件冷卻系統(tǒng) 圖 冷卻渦輪的空氣由燃燒室兩股氣流中分兩路引來 。 ?根據(jù)被冷卻零件的工作溫度和冷卻系統(tǒng)的流動阻力確定從哪里引入冷卻空氣； ?根據(jù)冷卻后空氣的壓力和排氣系統(tǒng)的阻力確定如何排出 。 轉(zhuǎn)子葉片的溫度分布 由圖可見（當燃氣溫度沿徑向不變時），沿大部分葉高，溫度都是不變的，只有從距葉根 1/3處開始， 溫度才向葉根按立方規(guī)律下降 。 材料 ：高溫合金 結(jié)構(gòu) ：實心葉片（鑄造方便、但葉片內(nèi)熱應(yīng)力較大） 空心葉片 (精鑄工藝復(fù)雜，但葉片的工作溫度較低、熱應(yīng)力較小 ) 06:05 NPUZhaoMing 52 第一級導向器 設(shè)計要求： 采用有效的冷卻措施 ：因為第一級導向器緊接在燃燒室的出口，工作溫度最高，溫度最不均勻，通常都采用有效的冷卻措施； 支承形式 ：為了保證葉片具有足夠的剛性，采用了兩端與機匣（即雙支點）的結(jié)構(gòu)； 可調(diào)排氣面積 ：第一級導向器的排氣面積對發(fā)動機的性能影響較大，因此要求較嚴、結(jié)構(gòu)上通常允許調(diào)整。 06:05 NPUZhaoMing 49 影響 渦輪的 徑向間隙的因素 主要有： 工作時由于離心力和熱膨脹引起葉片和輪盤的伸長； 工作時機匣受熱膨脹及不均勻變形 ； 高溫工作帶來轉(zhuǎn)子的蠕變伸長等 轉(zhuǎn)子和靜子的偏心度（由于加工誤差、機匣剛性、支點徑向間隙、轉(zhuǎn)子重量造成下垂所引起）及橢圓和翹曲變形等； 結(jié)構(gòu)型式帶來的工作中徑向間隙的變化。 (3)在結(jié)構(gòu)上不僅要滿足導向器排氣面積的變化 ,而且要考慮熱應(yīng)力、熱疲勞、熱變形以及熱沖擊等的影響。 軸流式渦輪 特點： 尺寸小，流量大，效率高。 氣流在渦輪中轉(zhuǎn)彎膨脹產(chǎn)生機械功從而帶動壓氣機、風扇、螺旋槳、直升機旋翼及附件傳動系統(tǒng)等。因此，將 葉片內(nèi)端聯(lián)接起來組成雙支點整流器，是提高葉片自振頻率的一個基本措施 。 整流器機匣的負荷 ?靜子的重量、慣性力、內(nèi)外空氣壓差、扭矩、軸向力、彎矩、熱載荷、振動載荷。 這些就是壓氣機轉(zhuǎn)子方案設(shè)計所應(yīng)遵循的基本原則 ， 也是分析各種轉(zhuǎn)子方案的基本原則 。 靜子所承受的負荷基本上是氣體力和力矩 ， 以及周期性的慣性力 。 06:05 NPUZhaoMing 23 離心式壓氣機的特點 : ?結(jié)構(gòu)簡單 、 結(jié)實可靠 ， 容易制造和發(fā)展 ， 生存力強 、特性比較平穩(wěn) 、 級增壓
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