高涵道比涡扇发动机结构PPT课件.pptx

第七讲高涵道比涡扇发动机结构商用涡扇发动机的发展PW公司——PW4000系列GE公司—CFM56及GE90高涵道比涡扇发动机结构普惠公司一、商用涡扇发动机的发展? 早期航空发动机活塞发动机1903年莱特兄弟“飞行者一号”飞机的动力装置=活塞发动机+螺旋桨飞行速度低M=0.5~0.7燃气涡轮发动机（WP、WS、WJ、WZ）WP发动机（1936年）热机/推进器；空气流量大；连续做功；超音飞行经济性差WS发动机（1960年）冲压发动机靠高速飞行的冲压作用增压适用高速高空飞行（导弹）一、商用涡扇发动机的发展?第一代：低涵道比（1950年）一、商用涡扇发动机的发展?第二代：中涵道比（1960-1970年）低涵道比的军用加力发动机（F为10780daN 推重比8.0 低 sfc）高涵道比的商用发动机 （F为19600daN 低sfc）一、商用涡扇发动机的发展?第三代：高涵道比（1970-1980年）（F为19600daN sfc↓ 30% 三高的循环参数）一、商用涡扇发动机的发展?第三代：中小尺寸高涵道比（1970-1980年）一、商用涡扇发动机的发展?第四代：高可靠性、高性能（1990年）一、商用涡扇发动机的发展?未来洁静高涵道比涡扇发动机现在处于研制和试验验证阶段PW8000二、PW公司—PW4000系列主要内容PW4000 发动机概述支承方案和支承结构风扇压气机结构风扇、增压级、高压压气机燃烧室结构涡轮结构2.1 PW4000发动机概述? P&W公司于1982年12月8日，宣布研制大推 力涡扇发动机PW4000? 旨在取代JT9D-7R4发动机，用于B767-200、-300、-300ERA310-200、-300A300-600B747-200B、-300等? 满足未来宽体客机的需要当时的设计思想是要求 ：20年技术不落后……2.1 PW4000发动机概述为加强市场的控制PW4000与JT9D发动机在外径，总长，安装节位置 上保持一致。2.2 航空发动机总体设计技术?航空发动机设计流程总体气动性能设计确定各部件的性能指标确定气流通道形状、尺寸确定压气机和涡轮叶盘级数2.2 航空发动机总体设计技术?航空发动机设计流程总体结构设计转子结构形式支承方案承力路线支承结构装配和安装2.2 航空发动机总体设计技术支承方案和支承结构PW4062确定支点的位置和轴承的类型支点的作用：支承转子、加强轴的刚性、提高抗变形能力2.2 航空发动机总体设计技术PW公司 低压转子支承方案及模态振型Pitch 俯仰Bounce 平动bending 弯曲2.2 航空发动机总体设计技术PW公司 高压转子支承方案及模态振型Pitch 俯仰Bounce 平动bending 弯曲2.2 航空发动机总体设计技术?支承方案的描述（1）以压气机和涡轮为参考，描述支点处的位置以“—”表示压气机和涡轮以数字“1”或“2”表示支点数常用 2支点方案支承方案：1—1—0支承方案：1—0—12.2 航空发动机总体设计技术?支承方案的描述（2）常用 3支点方案支承方案：1—2—0支承方案：1—1—12.2 航空发动机总体设计技术?支承方案的描述（3）常用的双转子方案HP：1-1-0LP：1-1-1双转子支承方案（无中介轴承）HP：1-0-1LP：1-1-1双转子支承方案（带中介轴承）2.2 航空发动机总体设计技术PW4000 转子结构特征高压转子11级压气机+2级涡轮，质量大，抗变形能力强低压转子长而细，质量集中在两端，3支点、无中介轴承PW40002.2 航空发动机总体设计技术?支承方案1964年LP 0-1-1HP 1-1-0JT9DPLP 0-2-1HP 1-1-0具有良好的继承性、衍生性设计时间相距20年，总体支承结构没有变化。2.2 航空发动机总体设计技术?1号支点滚珠轴承风扇轮盘后靠近风扇质心大直径高载荷外环带安装边内环环下供油端面石墨密封4级空气2.2 航空发动机总体设计技术?1号支点-滚珠轴承封严石墨环下供油涨二次封油圈油滑润滑2.2 航空发动机总体设计技术?1.5号支点滚棒轴承增压级后套齿联轴器处外环带安装边2套端面石墨密封提高轴抗变形能力支承座滑油喷嘴滑油喷嘴9级空气封严2.2 航空发动机总体设计技术?2号支点滚珠轴承高压压气机前弹性支承折返式-缩短长度降低支承刚性调节临界转速挤压油膜阻尼器SFD限幅、阻尼减振端面石墨封严环下供油锥齿轮2.2 航空发动机总体设计技术?3号支点滚棒轴承高压涡轮前对2级涡轮动力特性有利外环椭圆形径向预载、防打滑2套端面石墨+篦齿封严大油腔多层隔热/冷却12级压气机气2.2 航空发动机总体设计技术?3号支点流动的空气可以冷却、隔热2.2 航空发动机总体设计技术?4号支点滚棒轴承低压涡轮后-热端轴承外环供油SFD直喷冷却润