【正文】 因此熱應(yīng)力對渦輪轉(zhuǎn)子葉片強度的影響是不可忽視的。 陀螺力矩的方向：（右手定則）力矩的方向是使ω 矢量轉(zhuǎn)到 Ω 矢量的方向（如圖）。 06:05 NPUZhaoMing 82 發(fā)動機上的慣性力和慣性力矩 當(dāng)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。 陀螺力矩的計算：當(dāng)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。發(fā)動機轉(zhuǎn)子上所受負(fù)荷（如氣體軸向力、重力、慣性力及慣性力矩等）都由 支點 承受，并經(jīng)過發(fā)動機的機匣傳遞到發(fā)動機的 安裝節(jié) 。外殼前段有一層夾壁，形成空氣加溫套 6。 對于渦扇發(fā)動機來說有兩種排氣裝置：分別排氣、混合排氣。 采用 “ 擴壓減速 ” 和 “ 反向回流 ” 的措施來解決穩(wěn)定燃燒和外廓對氣流速度要求不一致的矛盾， (在流速普遍大的區(qū)域內(nèi)，造成局部的低速區(qū)，以保證穩(wěn)定燃燒 )。 燃燒室的設(shè)計要求 在發(fā)動機正常工作狀態(tài)下，保證混合氣穩(wěn)定而完全地燃燒； 出口的燃?xì)鉁囟葓鲅貓A周要均勻，沿葉高應(yīng)保證按渦輪要求的規(guī)律分布； 足夠的強度與剛性，良好的冷卻，可靠的熱補償； 外殼尺寸和重量要小，有著高的容熱強度； 結(jié)構(gòu)要簡單，有良好的使用性能； 在任何飛行條件下，應(yīng)能迅速和可靠地起動點火。 噴射式冷卻 ：使一股或多股冷卻氣流射流正對著被冷卻的表面 ，強化局部的換熱能力 ， 增強冷卻效果 ， 實質(zhì)上還屬于對流冷卻 。 P29渦輪盤冷卻氣流圖 。 06:05 NPUZhaoMing 60 渦輪盤的冷卻 渦輪盤的受熱主要來自燃?xì)夂娃D(zhuǎn)子葉片的熱量，由輪緣傳向輪轂。 整個冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要求 ： 冷卻的有效性； 對發(fā)動機的主流道的流動影響盡可能?。? 構(gòu)造簡單 、 工作可靠； 轉(zhuǎn)子軸向力的調(diào)整 。 壓力的選定不僅要考慮 “ 流阻 ” 的影響 ， 而且要考慮排放冷卻空氣處的空氣壓力 。 06:05 NPUZhaoMing 57 渦輪部件的空氣冷卻系統(tǒng) ?主要 冷卻對象 是 榫頭 、 輪盤 、 承力環(huán) 、 第一級導(dǎo)向葉片 、 渦輪外環(huán) 。 當(dāng)燃?xì)鉁囟?=820900度，采用徑向吹風(fēng)冷卻的輪盤，輪緣溫度為500600度，輪心溫度為 200400度，溫度隨半徑的變化規(guī)律大致按二次拋物線規(guī)律變化。 確定零件溫度分布的方法有兩種： 計算法 和 試驗法 。隨著 推重比 的逐年提高， 渦輪前進口燃?xì)鉁囟?也逐年提高，不僅由于高溫材料性能 的改進，更重要的是 冷卻技術(shù) 的提高。 組成 ：它是由內(nèi)、外環(huán)和一組導(dǎo)向葉片組成的環(huán)形靜止葉柵 主要問題： 高溫燃?xì)庾饔孟拢蛔鳛槌辛? 熱變形不協(xié)調(diào)，自由熱補償 交變溫度、熱沖擊、熱疲勞、加溫冷卻 設(shè)計要求 足夠的強度與剛性；減小熱應(yīng)力；導(dǎo)向葉片不作傳力件；可分解的、便于制造和更換。 06:05 NPUZhaoMing 50 根據(jù)發(fā)動機的工作狀態(tài)，人為地控制機匣和轉(zhuǎn)子的膨脹量，使轉(zhuǎn)子與靜子的熱響應(yīng)達到較好的匹配，以保證徑向間隙最小，這叫做主動間隙控制技術(shù)， 主動間隙控制技術(shù)的兩種形式：閉式回路、開式回路 閉式回路 ：感受間隙、調(diào)節(jié)間隙 開式回路 ：間隙按照預(yù)先給定的程序進行調(diào)整，調(diào)節(jié)的精度取決于預(yù)先給定的指令與具體結(jié)構(gòu)的措施。根據(jù)估計，一臺先進的雙級渦輪發(fā)動機若徑向間隙增加1mm， 則渦輪效率降低約 %，將引起發(fā)動機耗油率增加約%，所以在進行渦輪機匣分析時： 要保證 渦輪的徑向間隙沿圓周方向均勻分布 ； 要 盡量減小徑向間隙 ，又不使轉(zhuǎn)子與機匣發(fā)生碰撞事故。 ?近代發(fā)動機采用 單元體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，一般將高低壓渦輪劃分為兩個單元，因此 渦輪機匣按高低壓段沿軸向劃為兩段 。 (2)導(dǎo)向器承受高溫燃?xì)鉀_擊，要處理好傳力和自由膨脹的問題。 渦輪轉(zhuǎn)子 是懸臂不可拆卸的鼓盤式轉(zhuǎn)子，兩級轉(zhuǎn)子葉片借樅樹形榫頭安裝在相應(yīng)的輪盤上，并用鎖片固定。 應(yīng)用： 小型航空發(fā)動機、小型燃?xì)廨啓C等 。 含導(dǎo)向葉片排的組件稱為 導(dǎo)向器 ； 含轉(zhuǎn)子葉片的組件稱為 工作輪 。 06:05 NPUZhaoMing 41 功能 ： 渦輪是將高溫高壓燃?xì)獾哪芰哭D(zhuǎn)變?yōu)閯幽芎蜋C械能的葉輪機械 。 減少漏氣量的方法 ： 正確選擇合適的間隙 采用封氣裝置 06:05 NPUZhaoMing 40 防冰系統(tǒng) 原因：冰層會破壞發(fā)動機的性能。 作用在整流器葉片上的 氣動負(fù)荷是不大 的，但是由于 氣流脈動導(dǎo)致葉片振動裂紋 卻往往是葉片損壞的一個主要原因。 06:05 NPUZhaoMing 35 整流器機匣的結(jié)構(gòu)方案 (1)整體式 (2)分半式 (縱剖結(jié)構(gòu) ) (3)分段式 (橫剖結(jié)構(gòu) ) 06:05 NPUZhaoMing 36 整流器 安裝在機匣內(nèi) ， 位于兩級轉(zhuǎn)子之間 ， 因此 轉(zhuǎn)子和機匣的方案決定整流器的方案 。 整流器機匣，整流器 （由 機匣 和 靜子葉片 組成） 機匣 靜子葉片 06:05 NPUZhaoMing 33 整流器機匣的結(jié)構(gòu) （ 1） 是一個 圓柱形或圓錐形的薄壁圓筒 （ 2）前后與其它機匣 聯(lián)接 ， （ 3）內(nèi)壁上有固定整流葉片的各種型式的 構(gòu)槽 ， （ 4）發(fā)動機轉(zhuǎn)子 支承 在機匣內(nèi)，有些發(fā)動機的安裝節(jié)以及一些附件和導(dǎo)管還固定在機匣外壁上。在有些長葉片上，或者在激振力比較強的區(qū)域內(nèi)工作的葉片葉身上還帶有 阻尼臺 。 06:05 NPUZhaoMing 26 壓氣機轉(zhuǎn)子上的負(fù)荷 :見圖 3－ 5 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計所需要解決的基本矛盾： 在考慮到尺寸小 、 重量輕 、 結(jié)構(gòu)簡單 、 工藝性好的前提下 ， 轉(zhuǎn)子零 、組件間其連接處應(yīng)保證可靠的傳力（ 對結(jié)構(gòu)設(shè)計起決定作用的負(fù)荷是葉片和轉(zhuǎn)子的離心力 、 彎矩和扭矩 ） ，良好的定心和平衡 、 足夠的剛性 。 轉(zhuǎn)速高的缺點 ：在高轉(zhuǎn)速條件下，轉(zhuǎn)子零件及其連接處要承受巨大的慣性力、氣體力、扭矩和復(fù)雜的振動負(fù)荷。 靜子 是靜子組合件的總稱 ， 包括機匣和整流器 。 在直升機的動力裝置中采用 混合式壓氣機 。 ?在大 、 中推力發(fā)動機上 ， 普遍采用軸流式壓氣機 。 結(jié)構(gòu)類型 ： ?軸流式 ?離心式 ?混合式 主要性能指標(biāo) ： ?增壓比 ?效率 ?外廓尺寸和重量 ?工作可靠性 ?制造和維修費用 06:05 NPUZhaoMing 22 軸流式壓氣機的特點 : 增壓比高 、 效率高 、 單位空氣流量大 。 根據(jù)牛頓第三定律 （ 就飛機推進而言 ， “ 物體 ” 是