第2章 典型發(fā)動機介紹和受力分析ppt課件

.,第二章典型發(fā)動機介紹和受力分析,2.1發(fā)動機的性能和設計參數2.2典型發(fā)動機介紹2.3發(fā)動機的受力分析,.,2.1發(fā)動機的性能和設計參數性能參數：推力（功率），推重比（功重比），耗油率等設計參數：增壓比，渦輪前燃氣溫度，涵道比等,.,2.1發(fā)動機的性能和設計參數性能參數：1.推力（功率）FN,daN，kw空氣質量流量，進氣速度，排氣速度增大F增大空氣量增大發(fā)動機尺寸和重量增大排氣速度提高發(fā)動機增壓比和燃氣前溫度活塞式，渦槳，渦輪軸發(fā)動機用功率（kw）,.,2.1發(fā)動機的性能和設計參數性能參數：2.推重比（功重比）無量綱（kW/daN）發(fā)動機靜止條件下最大推力與發(fā)動機質量的重力之比。發(fā)動機重要性能指標之一，直接影響飛機性能和有效載荷?；钊?，渦槳，渦輪軸發(fā)動機用功重比（kw/daN）3.耗油率sfckg/(daN.h)發(fā)動機每小時的燃油質量流量與推力或功率之比是影響飛機航程和經濟性的最主要因素,.,2.1發(fā)動機的性能和設計參數設計參數：4.增壓比k壓氣機出口總壓/進口總壓。對發(fā)動機的做工能力和效率有重要影響。對于一定的渦輪前燃氣溫度最佳增壓比：產生最大做功能力最經濟增壓比：耗油率最低5.渦輪前燃氣溫度T3K第1級渦輪導向器進口截面處燃氣的總溫。提高T3能增大發(fā)動機的做功能力，提高熱效率，降低耗油率,.,2.1發(fā)動機的性能和設計參數設計參數：6.涵道比渦扇發(fā)動機外涵道和內涵到的空氣質量流量之比。涵道比4大涵道比1涵道比4中涵道比涵道比是發(fā)動機的重要設計參數，它對發(fā)動機耗油率和推重比有著很大的影響。遠程運輸機，旅客機大涵道比戰(zhàn)斗機小涵道比,.,2.2典型發(fā)動機介紹渦輪噴氣發(fā)動機（WP）渦輪風扇發(fā)動機（WS）渦輪螺槳發(fā)動機（WJ）渦輪軸發(fā)動機（WZ）垂直/短距起落發(fā)動機（VTOL/STOL)槳扇發(fā)動機（JS）其它類型發(fā)動機,.,.,.,.,.,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.1渦輪噴氣發(fā)動機（WP）1.渦噴5（WP5）,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.1渦輪噴氣發(fā)動機（WP）1.渦噴5（WP5）第一代，米格15比斯，米格17，殲五，殲教五，轟五；離心式壓氣機（單級），分管型燃燒室，單級反應式渦輪，加力燃燒室（殲五，殲教五），噴管（收斂性固定、可調噴口），傳動機匣。燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、漏油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、滅火裝置。發(fā)動機轉子支承方案：三點式；壓氣機和渦輪轉子由球形套齒聯軸器相互連接，傳遞扭矩、軸向力和徑向力。最大推力2700daN,增壓比4.36，推重比3.06，渦輪前燃氣溫度900C。,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.1渦輪噴氣發(fā)動機（WP）2.渦噴6和渦噴8,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.1渦輪噴氣發(fā)動機（WP）渦噴6（WP6）第二代，殲六，單轉子軸流式壓氣機（9級），環(huán)管式燃燒室（10個），2級反應式渦輪，加力燃燒室，收斂型可調噴管，壓氣機中間級放氣防喘WP6甲：可調導流葉片渦噴8第二代，轟六同渦噴6大致相同，不同：8級壓氣機，環(huán)管式燃燒室（14個），不帶加力，收斂型固定噴口，渦輪起動機,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.1渦輪噴氣發(fā)動機（WP）3.渦噴7（WP7）和渦噴13（WP13）,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.1渦輪噴氣發(fā)動機（WP）渦噴7（WP7）第三代，殲7雙轉子軸流式壓氣機（3+3），環(huán)管型燃燒室，雙轉子反應式渦輪，加力燃燒室，收斂型可調噴管，低壓轉子支承方案：三點式高壓轉子支承方案：兩點式渦噴13（WP13）WP7的改進，高壓壓氣機改為5級；壓氣機上應用鈦合金；改進各部件各系統(tǒng)等,.,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）1.渦扇9（WS9）“秦嶺”發(fā)動機,SpeyMK202第一代軍用，雙轉子小涵道比，軸流式壓氣機，環(huán)管型燃燒室，雙轉子渦輪，加力燃燒室，可調噴管，外涵道。17級壓氣機：風扇5級，高壓壓氣機12級；2級渦輪低壓轉子：風扇和低壓渦輪用中介軸和聯軸器連接，4個支點高壓轉子：聯軸器連接，3個支點涵道比0.62,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）2.,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）2.,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）2.,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）3.CFM56發(fā)動機雙轉子大涵道比，以美國F101軍用渦扇發(fā)動機的核心機為基礎，匹配不同的低壓轉子，衍生出不同推力級別的發(fā)動機，CFM56-2，CFM56-3，CFM56-5，CMF56-7CFM56-3是B737系列飛機的發(fā)動機低壓轉子：1級風扇+3級低壓壓氣機+4級低壓渦輪，5490r/min高壓轉子：9級高壓壓氣機+1級高壓渦輪，15183r/min收斂型固定噴口短環(huán)形燃燒室新材料技術,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）3.CFM56,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）4.ALF502發(fā)動機小推力級別高涵道比雙轉子，支線客機的動力裝置混合式壓氣機和回流式環(huán)形燃燒室。高壓壓氣機：7級軸流+1級離心式，由2級軸流式渦輪驅動低壓轉子：1級風扇+2級軸流式渦輪收斂型固定噴管,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.2渦輪風扇發(fā)動機（WS）4.ALF502發(fā)動機,.,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.3其他類型發(fā)動機1.渦軸8發(fā)動機(wz8)：自由渦輪式單轉子渦軸發(fā)動機單轉子混合壓氣機，折流式環(huán)形燃燒室、2級軸流反應式渦輪、1級軸流式自由渦輪、減速器和簡單擴張式排氣裝置五大部件組成。2.PW127發(fā)動機3.渦槳6發(fā)動機,.,2.2典型發(fā)動機介紹2.2.3其他類型發(fā)動機渦軸8發(fā)動機(wz8)：自由渦輪式單轉子渦軸發(fā)動機,.,2.2典型發(fā)動機介紹,2.2.4發(fā)動機的新技術單元體設計整體葉盤或葉環(huán)結構復合材料：金屬基復合材料非金屬基復合材料對轉發(fā)動機高效低污染燃燒室粉末冶金單晶、定向結晶、真空重熔再結晶技術包容性設計,.,.,.,.,.,.,2.3航空發(fā)動機的受力分析作用在發(fā)動機零組件上的負荷氣體力：（軸向、徑向）力，力矩（扭矩）慣性力：離心慣性力，變速或曲線運動慣性力與力矩熱應力：受熱不均，熱膨脹不一致或受約束振動應力：疲勞破壞負荷分類內力（平衡力系不外傳）：輪盤離心應力、熱應力外傳力：軸向力、扭矩慣性力與慣性力矩,.,2.3航空發(fā)動機的受力分析,2.3.1氣體力的計算發(fā)動機氣流通道表壁作用有氣體力,除了通道外，與氣體相接觸的表面上也都作用有氣體力，因此在分析組合件或零件上的氣體力時，必須全面考慮，分別計算出在組合件或零件的各個表面上的氣體力，再求出總的氣體力。,.,2.3航空發(fā)動機的受力分析,2.3.1氣體力的計算1.進氣裝置上氣體軸向力的計算,進口截面0-0，氣體壓力p0，軸向流速c0出口截面1-1，氣體壓力p1，軸向流速c1,.,4.3航空發(fā)動機的受力分析,2.3.1氣體力的計算1.進氣裝置上氣體軸向力的計算氣流在進氣裝置通道內壁上的作用力直管道：總氣體力為進、出口截面氣體力的代數和彎管道：總氣體力為進、出口截面氣體力的向量和，方向指向管道的離心方向以推力方向（向前）方向為正,出口動壓,出口靜壓,進口動壓,進口靜壓,.,2.3.1氣體力的計算1.進氣裝置上氣體軸向力的計算進氣裝置外表面上的空氣壓力Pa0所造成的軸向力為F0,擴散通道上的作用力向前收斂通道上的作用力向后整個進氣裝置部件上的氣體力為,2.3航空發(fā)動機的受力分析,.,2.3.1氣體力的計算2.渦輪轉子上的氣體軸向力的計算（1）葉片上的氣體力F1（2）盤前密封齒以外部分的氣體力F2（3）盤前密封齒以內部分的氣體力F3（4）盤后端面的氣體力F4單級渦輪轉子總的氣體軸向力為,4.3航空發(fā)動機的受力分析,一般為負值，表示它與推力方向相反，即作用的方向向后,.,2.3航空發(fā)動機的受力分析,2.3.