航空发动机结构-第四章压气机

1、航空发动机结构第四章风扇/压气机的结构第四章风扇/压气机结构:第一节概述:第二节转子系统:第三节静子系统:第四节辅助系统U防冰装置、防喘装置等笫一节概述 1.组成及分类d组成；:进气道、静子、转子、防喘/防冰系统。 d分类：:轴流、离心、混合压气机。 心气动特征，结构特征cfmb0oNLi大涵道比涡轮风扇发动机compressor第_节概述:涡轮螺桨发动机笫 节概述:涡轮轴发动机第一节概述:2特点G8进口处：:外物易打伤、结冰、腐蚀。住转速高：:叶片根部、轮盘承受负荷极大，平衡要求高。厲对空气做功：:要求效率高、叶型设计。住叶片高而薄：:易振动、高频疲劳。笫一节概述 3要求解决的问题"

2、;转子要有足够的刚性和强度；:基本原则是等强度，等刚度设计 m抗外物打伤能力和包容能力强；:采用结构措施提高可靠性GS防喘、减缓振动，避免共振； 住效率提高、工作稳定可靠； 何重量轻、寿命长、成本低。转子在横向力作用下的变形高压转子沿轴向弯曲刚性基本上为等刚度笫一节概述 4.气流通道形式住等外径设计:能充分提高叶片切向速度，加大加工量。:以减少压气机级数。:切向速度受到强度的限制。:多在压气机前面几级使用。F404低压风扇:等外径气流通道设计笫一节概述住等内径设计:优点：提咼末级叶片效率。:缺点：对气体加功量小，级数多。目等中径设计:介于两者之间，一般均混合采用。CFM56-5C高压压气机第二

3、节轴流压气机转子.转子的基本结构 2.压气机工作叶片结构 3.压气机轮盘结构 4.转子平衡技术1.转子的基本结构U u u:一、结构分类住鼓式转子:结构简单弯曲刚性好:转速受到限制（低于200米/秒）o:大流量比发动机增压级多采用。鼓式转子斯贝MK-202:鼓式转子鼓式转子一CFM56 (1 I1I(<1转子的基本结构:一、结构分类G8盘式转子:盘的强度好:弯曲刚性差:盘易产生振动盘式转子一PW4000加强盘式转子 SPEY低压压气机转子混合式转子:恰当半径：住盘的变形等于鼓的变形。:盘加强鼓：住盘的变形小于鼓的变形。:鼓加强盘：:U盘的变形大于鼓的变形。混合式转子半径应变1转子的基本结

4、构:二、转子的连结形式：g短螺栓连接曲焊接的盘鼓混合式转子 g销钉连接转子3长螺栓连接转子短螺栓连接转子、转子的连结形式:发动机转子应力分布焊接的盘鼓混合式转子销钉连接转子长螺栓连接转子长螺栓连接转子AAL-31F2 压气机工作叶片结构2 压气机工作叶片结构G8V H决定叶片的加功量2 压气机工作叶片结构3宽弦：提咼抗外物打伤能力，减振2 压气机工作叶片结构72压气机工作叶片结构突肩带来的损失2 压气机工作叶片结构GE90 Fan Blade DesignS/Qe Chord Composite Fan High Performance and Low Weight2 压气机工作叶片结构2 压

5、气机工作叶片结构:带波纹片结构2 压气机工作叶片结构2 压气机工作叶片结构:RR公司的空心叶片设计2 压气机工作叶片结构根部（樺头）代叶片和盘的连接部分并将叶片的离心力均匀加在 盘缘上。G8轴向燕尾型"广泛采用于风扇、压气机中。U环形燕尾槽-用于高压后几级中。住樺树型樺头-在压气机中较少使用。】叶片在轮盘槽内的固定気卡圈、锁片、锁板、销钉2 压气机工作叶片结构根部（樺头）:销钉连接A向2 压气机工作叶片结构A向2 压气机工作叶片结构2 压气机工作叶片结构根部（樺头）:锁片槽向固定(“)2 压气机工作叶片结构根部（樺头1 :锁片、销钉槽向固定2 压气机工作叶片结构*根部（樺头）:凸台、

6、钢丝槽向固定1A向2 压气机工作叶片结构1A向2 压气机工作叶片结构根部（樺头）|a:卡环槽向固定1A向2 压气机工作叶片结构：环型燕尾樺头加工简单安装方便承受负荷小心零件数目减少1A向00、L3 压气机轮盘结构:作用何固定叶片并使叶片对 气体作功。住负荷很大是重要零件。剖面形状何外缘：视叶片尺寸定 何内部：由强度而定。心中心：开孔大加厚。3 压气机轮盘结构:盘叶片做成一体r 7丫门广(Blade+Disk=Blisk)，盘轴作成-体简化结构T(Blade+Ring = Bling)3 压气机轮盘结构整体叶盘结构减少禅头的漏气量提 高效率避免由禅头的磨蚀、 裂纹及锁片的损坏带 来的故障:要考虑

7、叶片被外物打 伤后的维修问题设计中要保证前缘具 有较小振动应力和较 高的抗外物打伤能力风扇盘结构Prime-Reliability Fan Disk4 转子平衡:静不平衡量：单位：牛顿米八.F= jm. r. w4 转子平衡:动不平衡：单位:牛顿*米米第三节轴流压气机静子.风扇机匣结构:2压气机机匣结构:3.整流器1 风扇静子机匣:1 承力机匣框架: 住铸焊组合 2出口导向叶片: 住距离噪音 3.包容环：何防止叶片飞出:4吸音衬套：何声学衬套。风扇机匣的包容性2.压气机机匣分类 何使用材料：:镁合金、铝合金、钛合金、合金钢. 何加工工艺：铸造、锻造、板料焊接、轧等.2.压气机机匣:*形状何分半

8、机匣:简单易安装、刚性不均。何分段整环机匣:刚性好、不易安装。GS双层机匣:机匣受力和保持气流通道机匣分开，可便于 间隙控制以提高压气机效率。2.压气机机匣:机匣间的连接螺钉、螺栓 色精密螺栓 电自锁螺栓:螺栓的选取电机匣刚度GS机匣气圭寸性2.压气机机匣高压压气机机匣3 整流器 1叶片丘叶型为亚音、有带冠、底座 2外环、内环何加强叶片强度，提高自振频率; 何内环有封严装置防止级间漏气;:可无内环何外环与机匣连接：:焊接、机匣内开槽、螺母连接；第四节防冰、:1 进气机匣 2 防冰系统T 3 防外来物打痕山琲 伤防喘装置等1 进口导向器叶片组成：GS内外环GS进口导向器叶片*进口导流叶片心正预旋

9、心反预旋2 防冰系统2.防冰系统防冰条件： d水分和温度。结冰后果：d进气流量降低 怕涡轮前温度提高 d冰脱落打伤叶片措施：d热空气；3热滑油；3防冰涂层；住进气锥形状3防外来物打伤（FOD）:大涵道比风扇及涡轮轴发动机尤为重要Wide-chord fanConventional fanWide-chord fan centrifua debris into bypass duct, minimising core damage.3防外来物打伤（FOD）:防止外物打伤的措施：电叶片上加凸台，带冠；目小展弦比叶片目进气锥及增压级气路形状电中介机匣位置防尘网GS粒子分离器3防外来物打伤（FOD）3防外来物打伤（FOD）Wide-chordConven tionalblade bladeGE90 Fan Blade DesignCom dos :e a r foil * root LMWOQIKDmo' slr.iiud djrab I (yErosion coatingLow crust* stressNo kibeRB211-535E4Moial leading edge guard ingsiior proctcn ServiceabiKyWide Chord Composite Fan . High Performance and