大型民用航空发动机.ppt

cfm56 牌号CFM56用途军用 民用涡扇发动机类型涡轮风扇发动机国家国际合作厂商CFM国际公司生产现状生产装机对象CFM56 2DC 8 71 72 73 CFM56 3波音737 300 400 500 CFM56 5A 5A3A320 100 200 CFM56 5A4 5A5A319 CFM56 5BA319 320 321 CFM56 5CA340 200 300 CFM56 7波音737 600 700 800 军用型F108波音KC 135R 135FR 波音E 6 3 KE 3 研制情况1969年法国政府针对国际民用航空市场形势提出了研究10t推力级涡扇发动机的课题 法国SNECMA公司经过分析和调查 1971年底选择了美国GE公司作为合作伙伴 以美国F101军用涡扇发动机的核心机为基础发展满足80年代飞机低油耗 低噪声 低污染要求的发动机 1971年11月两家公司决定联合研制10000daN级的大涵道比的发动机 1972年2月完成设计并开展试制 1974年9月正式组成CFM国际公司 发动机定名为CFM56 试制的头两台发动机相继在两家公司试车台试车 研制试验共用11台发动机 其中5台用于飞行试验 1979年11月在美国改装的波音707 320上首飞 后来累计飞行130h 同时在法国的 快帆 飞行台上完成了必要的试验 1979年11月9日CFM56 2型发动机获得美 法两国的适航证 CFM56从1971年两家公司签订合作协议开始到取证时为止 扣除中间停顿1年半时间 共耗时7年 发展费用花了10亿美元 该发动机自1979年3月被选定改装麦克唐纳 道格拉斯公司的DC 8飞机 至1986年共改装了110架飞机 每架4台 CFM56 2 B1军方编号F108 CF 100用于换装美国空军的波音KC 135R加油机和法国空军的C 135ER CFM56 2A2军方编号F108 CF 402 用于装备美国海军的波音E 6A和E 8A CFM56 3是在CFM56 2基础上发展的 核心机与低压涡轮与 2型相同 而风扇为CF6 80A的缩型 CFM56 5A为空中客车A320发展的发动机 为同IAE的V2500竞争 设计了新的36个叶片的风扇和新的4 5级低压涡轮 同CFM56 2相比 耗油率降低了13 15 可靠性提高了30 40 CFM56 5A1于1987年8月获得美 法两国适航证 1988年2月开始用于汉莎航空公司的A320 CFM56 5A4为 5A1的降推力改型 用于加拿大航空公司订购的A319 CFM56 5B有5种推力型别 采用了先进的双环腔燃烧室 发动机的NOx排放物较一般发动机降低约35 CFM56 5C是为空中客车A340四发远程客机设计的 发动机核心机与CFM56 5B相同 低压部分同CFM56 5A1相比 风扇直径加大101 6mm 增压级增加1级 低压涡轮为5级 采用了长管道混排喷管和第二代FADEC 发动机耗油率比FM56 5A1降低约5 噪声比联邦航空局 级要求低20db 属于 5C型的有以下一些型别 CFM56 5C2 1991年12月取得适航证 FM56 5C3 1991年12月取得适航证 CFM56 5C3 F 低压涡轮采用新材料 使排气红线温度由CFM56 5C3的950 提高到65 CFM56 5C3 G 排气红线温度达到975 与CFM56 5C4水平相同 CFM56 5C4 风扇直径为183 4cm 将装于A340 300X 1994年11月取得适航证 研究中的CFM56 5CX将装备A340 400X 其核心机为CFM56 5C4的 采用宽弦风扇和一些新材料与新技术 使之能够替代较大的涵道风扇发动机 CFMIM109 M110 和GE90的缩型 CFMIGE45 CFM56 71993年11月开始发展的一个型别 原编号为CFM56 3XS 即在CFM56 3型基础上采用直径为1 55m的24个叶片宽弦风扇 设计新增压级 采用双环腔燃烧室 因此与CFM56 3相比 噪声和污染显著降低 维护成本降低约15 而发动机可靠性保持不变 目前研制的5个型别 即CFM56 7B18 B20 7B22 7B24 7B26 推力为8684 11730daN 结构和系统 CFM56 2 3 进气口环形 无进口导流叶片 流道外壁设置消声衬板 无防冰装置 风扇单级轴流式 CFM56 2风扇叶尖带冠 CFM56 3和CFM56 5带叶中阻尼凸台 CFM56 2有46片叶片 CFM56 3有38片 CFM56 5有36片 盘与叶片材料为Ti TA6V钛合金 盘后与增压级鼓筒相联 风扇轴由2个轴承支承 风扇机匣由17 4PH不锈钢制的3个圆环和12根支柱焊成 风扇出口导流叶片为实心铝合金锻件制成 风扇流道设置有复合材料的消声衬板 低压压气机3级轴流式 CFM56 5C为4级 3级转子为整体钛合金锻件制成 出口处沿圆周均布12个可调放气活门 可于低功率状态将部分空气放放风扇通道 最大允许低压转子转速CFM56 2 2A 2B 3 B1 3B 2为5280r min CFM56 3C 1为5490r min CFM56 5A为5100r min CFM56 5B为5200r min CFM56 5C3 5C2为4800r min 5C4为4960r min CFM56 7系列为5380r min 高压压气机9级轴流式 进口导流叶片和前3级静子叶片可调 静子机匣为对开式 6 9级机匣为双层结构 外层机匣上设有5级空气引出口 内层机匣为低膨胀合金制成并在5级引出空气包围中 起到了控制压气机后面级间隙的作用 转子鼓筒1 2级为钛合金锻件惯性摩擦焊成 3级盘为钛合金锻件制成 4 9级为Rene95惯性摩擦焊成 转子叶片1 3级为钛合金制 4 9级为IN718制成 第1级转子叶片叶尖切线速度为400m s 展弦比为1 49 1 3级叶片固定于轮盘的轴向燕尾槽中 4 9级固定于环形燕尾槽中 所有转子叶片可单独更换 各级均设孔探仪燃烧室短环形 火焰筒由HastelloyX锻环机械加工成 内外壁均有分段气膜冷却 火焰筒头部有20个高压空气雾化喷嘴 燃烧室机匣材料为IN718 CFM56 5B2采用降低污染的双环腔设计 高压涡轮单级轴流式 导向器叶片和转子叶片均用压气机出口空气冷却 高压涡轮与高压压气机组成的高压转子由前后二个轴承支承 在所有系列中 其最大工作转速允许到15183r min 由高压压气机第5级和第9级引来的空气对高压涡轮进行主动间隙控制 低压涡轮4级轴流式 CFM56 5A为4 5级 CFM56 5C为5级 涡轮机匣引风扇后空气进行间隙控制 涡轮后机匣为12个支板结构 中心支承低压转子后支点 低压涡轮轴上4号中介轴承支承高压转子 起飞推力 daN CFM56 210670 30 2A10670 35 2 B19798 32 2 3C 18239 10460 30 3B 29798 30 3 B18239 8900 30 5 A111134 30 5A311802 30 5B113360 30 5B213806 30 5B412025 45 5C213895 30 5C314474 30 5C415142 30 7B188684 7B209174 7B2210109 7B2410778 7B2611713 巡航推力 H 10668m M 0 8 daN CFM56 2 C12217 2A 22565 2 B12213 3 B12070 3B 22244 3C 12391 5 A12227 5A32227 5B12600 5B22600 5B42227 5C2 5C33079 5C43225 空气流量 kg s CFM56 2 C1357 7 3 B1297 4 5 A1386 5 5B1428 1 5C2511 6 7B18307 35 7B26353 7涵道比CFM56 2 各型 6 00 3 B1 3C 15 00 3B 24 90 5 A1 5A36 00 5B45 70 5C26 60 7B18 7B205 50 7B22 7B245 30 7B265 10 总增压比CFM56 2 C124 7 2 C226 5 3 B122 6 3B 223 9 526 5 5C31 5 5C237 4涡轮进口温度 CFM56 21347 2A21347 2B11296 3B11266 3B21318 3C1373 5A11263 5B1324 5C21362 风扇直径 mm CFM56 21735 31524 51735 5C21836长度 风扇前安装边至涡轮后机匣出口 mm CFM56 22430 32362 5 A1 5A32423 5B1 5B2 5B42600质量 kg CFM56 2 C1 2 C22104 3 B11941 3B21951 5 A1 5A32267 5C22561 巡航耗油率 kg daN h CFM56 2 C1 2 C20 683 2 B10 668 2A 20 677 3 B10 678 3B 20 666 3C 10 666 5A10 607 5C20 577 推重比CFM56 25 10 2A4 90 3B14 70 3B25 10 3C5 50 5 5A25 00 5A35 30 5C25 50 v2500 1983年9月 美国普拉特 惠特尼公司 P WA 英国罗尔斯 罗伊斯公司 RR 日本航空发动机公司 JAEC 联邦德国MTU公司和意大利菲亚特公司联合组成了国际航空发动机公司 IAE 共同研制和生产一种推力为25000lb 11100daN 级的涡扇发动机 即V2500 型号编号中V表示是五国合作研制的 装机对象V2522 D5MD 95 V2500 A1A320 100 200 MD 90 30 V2527 A5A320 A321 A319 V2528 D5MD 90 10 30 40 V2530 A5A321 100 V2535A321 100 风扇单级轴流式 低压压气机4级轴流式 V2500 A1为3级 真空电子束焊接的鼓筒以螺栓固定于风扇之后 设有放气环 高压压气机10级轴流式 前5排静子叶片可调 压比为16 燃烧室短环形 采用浮壁结构 耐高温且便于维修 沿圆周分布有20个气动雾化喷嘴 高压涡轮2级轴流式 采用三维设计叶型 气冷单晶涡轮叶片和超塑性等温锻造的粉末冶金盘 盘材料为MERL76 第1级导向器用MAR M509精铸 第2级导向器用MAR M247精铸 涡轮外环采用可调主动间隙控制 低压涡轮5级轴流式 采用三维设计叶型和叶尖间隙主动控制 起飞推力 daN V2500 A111130 D59770 D511130 D512470 A511130 A513360巡航耗油率 H 10670m M 0 8 kg daN h V2500 A10 592 D50 585 D50 585 D50 585 A50 585 A50 585推重比V2500 A14 93 D54 18 D54 76 A55 84空气流量 kg s V2500 A1355 5 D5335 0 D5355 9 D5374 5 A5384 9 总增压比V2500 A129 4 D524 9 D527 7 D530 4 A527 7 A531 4涡轮进口温度 1427风扇直径 mm 1613长度 mm 3200 发动机质量 kg V2500 A12303 D52384 D52384 D52384 A52333动力装置质量 kg V2500 A13356 D53560 D53560 D53560 A53356 A53356 18T D 18T 乌克兰 装机对象 18T安 124和安 225 18TM安 218 风扇单级轴流式 转速3450r min 中压压气机7级轴流式 高压压气机7级轴流式 5900r min 9100r min 高压涡轮单级轴流式 中压涡轮单级轴流式 低压涡轮4级轴流式 18T 起飞推力 daN 22980 保持至ISA 13 最大巡航推力 H 11000m M 0 75 daN 4767起飞耗油率 kg daN h 0 367巡航耗油率 kg daN h 0 581推重比5 72空气流量 kg s 765涵道比5 6总增压比25 起飞 27 5 巡航 长度 mm 5400风扇直径 mm 2330质量 kg 4100 C 90A 90A PS 90A D 90A 俄罗斯 装机对象 C 90A伊尔 96 300和图 204 风扇单级轴流式 带2级增压级 轮毂比0 34 装有33片钛合金带凸台风扇叶片 中介机匣内 外涵中介机匣由镁合金整体铸造 6块支板 直径大约2000mm 高压压气机13级轴流式 压比15 6 转速11820r min 进口导流叶片及头2级整流叶片可调 头2级转子叶片叶中带凸台 燃烧室环管形 12个火焰筒 蒸发式燃油喷嘴 2个电点火器 高压涡轮2级轴流式 采用先进气冷式涡轮叶片 低压涡轮4级轴流式 尾喷管收敛喷管 内 外涵混合排气 采用18瓣强制混合器 外涵风扇出口设有反推力装置 控制系统采用数字式电子控制系统 装有机械备份 起飞推力 daN 15696巡航推力 H 11000m M 0 8 daN 3433起飞耗油率 kg daN h 0 387巡航耗油率 kg daN h 0 607推重比5 43空气流量 起飞 kg s 471 0 巡航 kg s 504 0涵道比 起飞 4 60 巡航 4 80总增压比 起飞 31 9 巡航 37 0涡轮进口温度 起飞 1348 巡航 1097风扇直径 mm 1900长度 mm 5239质量 kg 2950 进气口环形 钛合金进气机匣 风扇2级轴流式 压比2 15 转速5350r min 低压压气机2级轴流式 高压压气机6级轴流式 转速6950r min 燃烧室环形 139个喷嘴 外圈70个 内圈69个 高压涡轮单级轴流式 导向器叶片气冷 转子叶片带冠 低压涡轮2级轴流式 转子叶片带冠 尾喷管固定面积 内外涵气流混合排出 控制系统机械液压式 转速和燃油综合控制 HK 8 4 起飞推力 daN 10788巡航推力 H 11000m V 850km h daN 2731巡航耗油率 kg daN h 0 79推重比4 58空气流量 kg s 232涵道比1 02总增压比10 8涡轮进口温度 870直径 mm 1442长度 mm 5100质量 kg 2100 HK 93 伊尔 96M和图 204旅客机 桨扇2级轴流式 对转 前面级8个桨叶 吸收40 功率 后面级10个桨叶 吸收60 功率 叶片后掠30 桨距变化范围110 原型机的叶片用实心镁合金制造 生产型叶片为石墨 环氧树脂复合材料的实心无梁结构 根部为钢 桨叶长度1050mm 减速器差动式游星齿轮减速器 带7个游星齿轮 传递功率22370kW 翻修寿命7500h 设计总寿命20000h 中压压气机7级轴流式 盘和叶片均为钛合金 高压压气机8级轴流式 前5级材料为钛 后3级为钢 燃烧室环形 带蒸发式喷嘴 正在研究使用液态天然气 高压涡轮单级轴流式 气冷单晶叶片 中压涡轮单级轴流式 低压涡轮3级轴流式 经减速器带动桨扇转子 控制系统双通道数字电子式 带机械液压备份 滑油系统闭合回路 循环滑油不经滑油箱 HK 88 89 HK 89 以甲烷为燃料 起飞推力 daN 10300巡航推力 H 11000m M 0 8 daN 2157起飞耗油率 kg daN h 0 572巡航耗油率 kg daN h 0 752推重比4 61起飞空气流量 kg s 228 0巡航空气流量 kg s 223 0起飞涵道比1 05巡航涵道比1 06起飞总增压比10 7巡航总增压比10 4起飞涡轮进口温度 883巡航涡轮进口温度 689风扇直径 mm 1335长度 mm 5288质量 kg 2280 进气口固定的进口导流叶片 风扇2级轴流式 压比1 74 效率81 6 低压压气机6级轴流式 与风扇一起由低压涡轮驱动 效率85 转速6540r min 高压压气机7级轴流式 转速9800r min 燃烧室环管式 8个火焰筒 每个火焰筒6个喷嘴 高压涡轮单级轴流式 气冷 绝热效率89 5 低压涡轮3级轴流式 绝热效率90 控制系统机械液压式 起动 加速 减速和稳态均用自动转速控制 单油门杆控制 JT3D 3B 起飞推力 daN 8007起飞耗油率 kg daN h 0 545推重比4 13空气流量 kg s 204涵道比1 4总增压比16涡轮进口温度 885最大直径 mm 1350总长度 mm 3840质量 kg 1969 JT8D 200系 生产现状批生产 PW6000研制中 装机对象JT8D 209MD 81 JT8D 216MD 95 建议 JT8D 217 217A 217B 217CMD 82 87 JT8D 217 219 727 200MD 95 建议 JT8D 218BDC 9X JT8D 219MD 83 88 JT8D 290MD 80ADV 建议 MD 82 87 88 建议 PW6000空客A318 风扇单级风扇 低压压气机6级轴流式 高压压气机7级轴流式 燃烧室9个火焰筒 高压涡轮单级轴流式 低压涡轮3级轴流式 最大起飞推力 daN JT8D 2098577 2167340 217 217A 217C9286 2188007 2199664 290系9270 9650正常起飞推力 daN JT8D 2098228 217 217A 217C8896 2199340PW60008008 10678 最大连续推力 daN JT8D 2097116 217 217A 217C8006 2198402起飞耗油率 kg daN h JT8D 2090 510 217 217A0 519 217C0 509 2190 524 最大连续耗油率 kg daN h JT8D 2090 497 217 217A0 508 217C0 495 2190 498推重比JT8D 2094 15 217 217A4 46 217C4 42 2194 6空气流量 kg s JT8D 209213 6 217 217A 217C220 4 219225 4涵道比JT8D 2091 78 217 217A1 73 217C1 81 2191 77PW60004 9 总增压比JT8D 20917 4 217 217A 217C18 6 21919 2PW600026 6或28 7涡轮进口温度 JT8D 2091012 2171062长度 mm 3916PW60002743宽度 mm 1503风扇叶尖直径 mm PW60001435高度 mm 1709质量 kg JT8D 2092103 217 217A2119 217C2139 2192139 290 291 2982137PW60002247 PW2000涡轮风扇发动机 装机对象PW2037B757 757 200 200M 图 204 有可能选用 PW2337伊尔 96M PW2040 2240B757 757 200 200M 757 200PF 图 204 有可能选用 PW2136A340 建议选用 F117 PW 100C 17 风扇单级轴流式 压比1 6 1 7 风扇叶尖直径2000mm 低压压气机4级轴流式 4575r min 高压压气机12级轴流式 12335r min 高压涡轮2级轴流式 低压涡轮5级轴流式 起飞推力 daN PW203717010PW204018550最大巡航推力 H 10670m M 0 8 daN PW2037 20403670巡航耗油率 kg daN h PW2037 20400 574 推重比PW20375 24PW20405 71空气流量 kg s PW2037549PW2040569涵道比PW20376PW20405 9总增压比PW2037 204027 6涡轮进口温度 PW20371405PW20401425最大直径 mm PW2037 20402154长度 mm PW2037 20403729质量 kg PW2037 20403311F117 PW 1003274 PW4000 装机对象PW4152A310 300 PW4156A300 600 A310 300 PW4158A300 600R PW4168A330 PW4052B767 200 200ER PW4056B767 300 300ER B747 400 PW4060B767 300ER B747 400 PW4084B777 PW4460MD 11 PW4462MD 11 风扇单级轴流式 压比为1 66 1 76 低压压气机4级轴流式 最大转速为4012r min 高压压气机11级轴流式 10450r min 高压涡轮2级轴流式 低压涡轮4级轴流式 PW4168和PW4084分别为5级和7级 最大起飞推力 daN PW405625274PW415624940PW415223159PW405223159PW415825830PW406026720PW446026720PW416026688PW405022240PW4060A22240PW4156A24909PW406227578PW446227578PW416830200PW408437310 巡航耗油率 H 10700m M 0 84 kg daN h PW40000 602推重比PW40005 5PW41684 7PW40846 0空气流量 kg s PW4000802涵道比 巡航 PW4052 41525 0PW4156 40564 9PW4158 4060 4460 4062 44624 8PW41685 1PW40846 4 总增压比PW4052 415227 5PW4056 415630 0PW415830 6PW4060 446031 1PW406232 0PW446232 5PW416832 0PW408434 2涡轮进口温度 PW40001301直径 mm PW40002469长度 mm PW40003901PW41684143PW40844868质量 kg PW40004264PW41686509PW40846603 CF6 80C2 E1 装机对象CF6 80C2A2A310 200 300 CF6 80C2A3A300 600 CF6 80C2A5A300 600 A300 600R CF6 80C2A8A310 300 CF6 80C2B1B747 200 300 CF6 80C2B1FB747 400 CF6 80C2B1F1B747 400 CF6 80C2B1F2B747 400 CF6 80C2B2B767 200ER 300 CF6 80C2B2FB767 200ER 300 CF6 80C2B4B767 200ER 300ER CF6 80C2B4FB767 300ER 200ER CF6 80C2B6B767 300ER CF6 80C2B6FB767 300ER CF6 80C2D1FMD 11 CF6 80E1A1A330 CF6 80E1A2A330 CF6 80E1A4A330 风扇1级轴流式 低压压气机 增压级 4级轴流式 压气机14级轴流式 高压涡轮2级轴流式 低压涡轮5级轴流式 起飞推力 非安装 理想喷管 daN CF6 80C2A223350 80C2A326200 80C2A526750 80C2A825740 80C2B124760 80C2B1F25310 80C2B222940 80C2B2F22980 80C2B425290 80C2B4F25330 80C2B626560 80C2B6F B7F26580 80C2D1F27120 80E1A228690 80E1A330360 巡航推力 H 10670m M 0 85 daN CF6 80C25040起飞耗油率 kg daN h CF6 80C20 324 0 335 80E10 330 0 347推重比CF6 80C26 80 80E16 80空气流量 kg s CF6 80C2796 0涵道比CF6 80C25 28 80E15 28总增压比CF6 80C230 4 32 7 80E1A132 0 80E1A232 6 80E1A334 6涡轮进口温度 1315 风扇直径 mm CF6 80C22362 80E12438最大宽度 mm CF6 80C2B1F 80C2B2F 80C2B4F 80C2B6F2669 80C2D1F2830最大高度 mm 2691长度 mm CF6 80C24274 80E14405质量 kg CF6 80C2A1 C2A2 C2A34246 80C2B1 C2B2 C2B44258 80C2A5 C2A84259 80C2B64272 80C2B1F C2B2F4309 80C2B4F C2B6F4309 80C2D1F4420 80C2B1F4309 80E14818 民用发动机 GE90涡轮风扇发动机结构 GE90 115B 装机对象大型民用和军用运输机 如先进的波音777 道格拉斯的MD 12X 空中客车公司的A330的派生型等 起飞推力 daN GE90 B334250 B234250 B138660 B438920空气流量 kg s 1420 0涵道比8 40总增压比39 3涡轮进口温度 1430风扇直径 mm 3124最大直径 mm 4013长度 mm 5080 结构和系统风扇 单级轴流式 增压比为1 52 叶高1219 2mm 弦长533 4mm 低压压气机 3级轴流式 高压压气机 10级轴流式 增压比为23 燃烧室 环形 高压涡轮 2级轴流式 低压涡轮 6级轴流式 控制系统 全权数字式电子控制系统提供燃油 主动间隙和可变几何控制 起飞推力 daN 34250空气流量 kg s 1420 0涵道比8 40总增压比39 3涡轮进口温度 1430风扇直径 mm 3124最大直径 mm 4013长度 mm 5080 参数 大推力 高涵道比涡轮风扇发动机GE90 研制费约12 30亿美元 CF6和CFM56发动机E3的先进技术将降低耗油率9 GE90采用直径为3124mm的宽弦复合材料风扇 双环腔燃烧室 减少氧化氮排放33 双级高压涡轮采用先进材料和主动间隙控制技术 发展推力分别为 43200 46700 51200daN的推力增长型 RB211 Rolls RoyceandGasTurbines 遄达 Trent 装机对象遄达700系列A330 MD 12 遄达800系列波音777 风扇单级轴流式 中压压气机8级轴流式 转速7000r min 高压压气机6级轴流式 转速10000r min 高压涡轮单级轴流式 中压涡轮单级轴流式 低压涡轮遄达700系列为4级轴流式 800系列为5级轴流式 起飞推力 daN 遄达76830627 30 遄达77231666 30 遄达87534694 30