04第四讲__航空发动机核心机——压气机

1 航空发动机核心机压气机 2 主要内容 压气机工作原理压气机转子结构压气机静子结构 发动机防喘 压气机附属装置和常用材料离心式压气机 3 压气机功用 对流过它的空气进行压缩 提高空气的压力 供给发动机工作时所需要的压缩空气 也可以为坐舱增压 涡轮散热和其他发动机的起动提供压缩空气 评价指标 增压比 效率 外廓尺寸和重量 工作可靠性 制造和维修费用 4 压气机分类 离心式压气机 空气在工作叶轮内沿远离叶轮旋转中心的方向流动 轴流式压气机 空气在工作叶轮内基本沿发动机的轴线方向流动 混合式压气机 5 离心式 优点 具有结构简单 工作可靠 稳定工作范围较宽 单级增压比高 缺点 迎风面积大 难以获得更高的总增压比 应用于教练机 靶机等的小型动力装置 6 7 8 轴流式 具有增压比高 效率高 单位面积空气质量流量大 迎风面积小等优点 在相同的外廓尺寸下可获得更大的推力 9 10 11 混合式 在中 小型发动机上 轴流式和离心式组成混合压气机 发挥了离心压气机单级增压比高的优点 避免了轴流式压气机叶片高度很小时损失增大的特点 12 13 单转子 14 双转子 15 三转子 16 基元级的加功扩压原理 亚声速基元级 超声速基元级 动叶叶栅迫使气流拐弯减速 实现加功扩压 叶片为无弯角叶型 气流方向改变不多 靠激波来实现对气流的加功 17 18 轴流式压气机 转子 高速旋转对气流做功的组合件 静子 静子组合件总称 包括机匣和整流器 19 转子 静子 压气机 20 21 转子基本结构 主要特点 转速高 优点 压气机在尺寸小 重量轻的条件下得到需要的性能 缺点 高负荷 易振动 22 压气机转子的基本类型 23 鼓式 基本构件是鼓筒 借安装边和螺栓与前 后半轴联接 在鼓筒外表面加工有环槽或纵槽 优点 抗弯性能好 结构简单 但是承受离心力载荷能力差 故只能在转速较低的条件下使用 24 25 盘式 由轴和若干盘组成 用轴将各级盘联接在一起 优点 承受离心载荷能力强 但抗弯刚性差 26 27 鼓盘式 由若干个轮盘 鼓筒和前 后半轴组成 28 鼓盘式 鼓式 29 鼓盘式转子 30 不可拆卸的转子 盘鼓式转子的级间联接常用圆柱面紧度配合加径向销钉联接和焊接两种方法 在完成装配后不可能再进行无损分解 31 盘鼓式转子的级间联接常用圆柱面紧度配合加径向销钉联接和焊接两种方法 在完成装配后不可能再进行无损分解 不可拆卸的转子 32 可拆卸的转子 在装配后可以根据使用和维护的需要再进行无损分解的转子 33 可拆卸的转子 34 混合式转子 35 工作叶片 动叶 工作叶片是轴流压气机重要零件之一 它直接影响压气机的气动特性 工作可靠性 重量及成本等 工作叶片主要由叶身和榫头两部分组成 36 工作叶片 37 工作叶片 38 榫头结构 销钉式榫头 39 燕尾形榫头 40 41 42 枞树形榫头 43 阻尼台 对于长叶片 为了避免发生危险的共振或颤振 在叶身中部带一个减振凸台 44 宽弦叶片 宽弦叶片将钛蒙皮在真空条件下粘合在蜂窝骨架上 大大改善叶片减振特性 与带减振凸台的窄弦风扇叶片比 具有流道面积大 喘振裕度宽 及效率高和减振性好的优点 45 46 CFM56 7风扇叶片 47 48 轴流式压气机静子 压气机静子为压气机中不旋转的部件 由机匣和静子叶片 整流叶片 组成 49 50 51 52 整流器机匣的方案 整体式 分半式 分段式 53 54 55 56 57 整流器 在铸造的分半式机匣内 由于机匣壁较厚 整流叶片可以用各种形式的榫头直接固定在机匣内壁机械加工的特形环槽中 在整体式机匣和分段式机匣内 整流叶片采用间接固定的方案 58 59 涡喷 6发动机整流叶片是用螺纹轴颈和矩形板直接装在机匣内壁的环槽内 并用螺帽拧紧 60 61 压气机喘振 压气机喘振是气流沿压气机轴向发生的低频率 高振幅的气流振荡现象 它产生很大的激振力 导致强烈的机械振动 破坏性很大 62 喘振的表现 发动机声音由尖锐转为低沉 出现强烈机械振动压气机出口压力和流量大幅度波动 出现发动机熄火发动机进口处有明显的气流吞吐现象 并伴有放炮声 63 64 65 放气活门 解决方法 一 中间级放气 66 放气带 67 WP 6放气窗口 68 二 进口可转导流叶片 69 进口变弯度导流叶片 70 进口变弯度导流叶片 71 多级可调静子叶片 72 三 机匣处理 在机匣内壁上加工成环槽 斜槽或安装蜂窝结构环 使失速裕度改善 73 机匣处理 74 四 双转子或三转子压气机 75 防冰系统 当飞机穿过含有冷水汽的云层