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標(biāo)題: 圖文介紹航空發(fā)動機(jī)的主要零部件 [打印本頁]
作者: twq19810302 時間: 2023-5-29 14:36
標(biāo)題: 圖文介紹航空發(fā)動機(jī)的主要零部件
本帖最后由 twq19810302 于 2023-5-29 14:39 編輯
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航空發(fā)動機(jī)（Aero-engine）是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械,，作為飛機(jī)的心臟,，不僅是飛機(jī)飛行的動力,，也是促進(jìn)航空事業(yè)發(fā)展的重要推動力,，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)進(jìn)步密不可分,，本文重點(diǎn)為大家介紹航空發(fā)動機(jī)的主要部件結(jié)構(gòu),。! }; u- D- g R0 r9 E& _
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) F3 X6 C& g7 C- S壓氣機(jī)、風(fēng)扇葉片6 T- g' ~. o8 g& |' @
% T) w) L! a5 z2 q7 T冷端核心部件,。發(fā)動機(jī)工作過程中,，葉片受到離心力、空氣燃?xì)猱a(chǎn)生的氣動力,、熱應(yīng)力,、交變力、隨機(jī)載荷等影響,，占據(jù)了整個發(fā)動機(jī)制造30%以上的工作量,。在各種載荷的作用下，葉片極易產(chǎn)生高周疲勞,、熱疲勞,，為了保證工作質(zhì)量、工作效率,，葉片的選材及生產(chǎn)工藝都有極高的要求,。
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渦輪發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu) , Q; n8 ~8 {( q5 M& V5 p V, k$ p8 M
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發(fā)動機(jī)葉片根據(jù)所處部位和功能，可以分為風(fēng)扇葉片,、壓氣機(jī)葉片和渦輪葉片,，其中風(fēng)扇葉片和壓氣機(jī)葉片是冷端部件，渦輪葉片屬于熱端部件,。
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4 `% c% Y6 v8 D% J壓氣機(jī)葉片又可以分為壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片（工作葉片）和壓氣機(jī)靜子葉片（整流葉片）,，渦輪葉片可以分為渦輪工作葉片和渦輪導(dǎo)向葉片。風(fēng)扇葉片將進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)行初步壓縮,，壓縮后的氣體分為兩路,，一路進(jìn)入內(nèi)涵道進(jìn)行繼續(xù)壓縮，另一路進(jìn)入外涵道直接高速排出,，產(chǎn)生推力,。
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* R, O& v. o! n: ?' W' P壓氣機(jī)葉片對進(jìn)入內(nèi)涵道的空氣進(jìn)一步進(jìn)行壓縮，氣流壓力和溫度明顯升高,，以滿足燃燒室需求,。渦輪葉片則具有膨脹減壓的效果，可使燃?xì)獾幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為渦輪的機(jī)械能,。& e/ } Q( L. d) o2 g
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葉片的材料有鋁合金,、不銹鋼、鈦合金,、高溫合金和復(fù)合材料葉片等,。風(fēng)扇及壓氣機(jī)葉片屬于冷端部件,，工作溫度相對較低，一般采用鈦合金,、高溫合金等材料,，其中鈦合金因其比重低、比強(qiáng)度高,、耐腐蝕,，在減重方面貢獻(xiàn)突出，所以被大量用于生產(chǎn)壓氣機(jī)葉片,。
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7 u/ B5 ]5 C4 @/ z% S航空發(fā)動機(jī)葉片分類
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風(fēng)扇葉片* {0 x1 @$ @5 ^7 K1 a3 z5 T
$ N# w9 {8 V: R從制造工藝上看,，壓氣機(jī)葉片葉型薄，易變形,，精準(zhǔn)控制其成型精度,，高效、高質(zhì)量地加工是葉片制造過程中的核心難點(diǎn),。在各類葉片當(dāng)中,，壓氣機(jī)葉片是航空發(fā)動機(jī)中型面結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、工作環(huán)境最苛刻的零部件之一,。: j) R6 _5 F/ v2 N% v
: z* D3 v Q, F' ]& A" T5 O為了減少空氣流動動力損失,，壓氣機(jī)葉片相較于其他部位葉片最大的特點(diǎn)便是其復(fù)雜的型面扭轉(zhuǎn)度以及葉片本身輕薄的厚度。型面復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)度具體體現(xiàn)為從葉根到葉尖的葉型彎扭角度的不同另一方面,，葉片前后緣的厚度只有0.1-0.2mm,，并且輪廓度要求高。
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壓氣機(jī)葉片
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4 x4 H; u) s) B' E" O渦輪葉片
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+ d) |7 s2 N, t$ d+ E" O4 [熱端部件,，渦輪葉片屬于航空發(fā)動機(jī)中的熱端部件,，需要在高溫高壓的環(huán)境下工作，是渦扇發(fā)動機(jī)中制造難度最高的葉片,。高溫高壓燃?xì)庠跍u輪中膨脹做工,，推動渦輪高速旋轉(zhuǎn)以帶動壓氣機(jī)，氣流經(jīng)渦輪出口進(jìn)入尾噴管,，壓力降低,，速度增加，最后排出發(fā)動機(jī),，產(chǎn)生動力,。$ Q4 R$ s. P8 S" ~ ~
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+ z: y- h: f- A4 ]% D渦輪葉片
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渦輪葉片的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不斷升級換代。在20世紀(jì)中期,，主要使用的是第二代發(fā)動機(jī),，典型型號有斯貝MK202，它主要使用實心渦輪葉片,，在這之后逐漸開始使用更為先進(jìn)的空心渦輪葉片,，第五代發(fā)動機(jī)F135已經(jīng)采用雙層壁超冷/鑄冷渦輪葉片,。
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渦輪葉片一般采用高溫合金或鈦鋁合金，通過精密鑄造加工而成余量小,、質(zhì)量高的葉片毛坯,。隨著發(fā)動機(jī)性能的提升，高壓渦輪葉片逐步發(fā)展到了定向結(jié)晶和單晶材料葉片,。+ U( D( W/ K5 ?, M _% h! W6 n& s" S
1 w" P2 G$ W, {! N- N, w$ M定向結(jié)晶是在熔模鑄造型殼中使熔融合金沿著與熱流相反的方向結(jié)晶凝固的一種鑄造工藝,，采用這種工藝成形的渦輪葉片具有很高的抗熱疲勞和抗熱沖擊性,。: N- {4 x- {+ e8 A3 T2 G
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5 J- Y a8 x$ c, c7 R* ?其他零部件
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1.盤類件
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/ W% @+ u9 U! d主要有渦輪盤,、壓氣機(jī)盤、整體葉盤,。整體葉盤結(jié)構(gòu)是在常規(guī)盤片分離結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種盤片一體化新型結(jié)構(gòu),，具有減重、減級,、增效和提高可靠性等優(yōu)點(diǎn),，材料一般選用鈦合金和高溫合金。0 q2 p: e! C! r" J$ h( s7 l
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渦輪盤和壓氣機(jī)盤都是航空發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子部件,，渦輪盤是航空發(fā)動機(jī)上用于安裝和固定渦輪葉片以傳遞功率的零部件,，承受著高溫、高壓,、高轉(zhuǎn)速工作環(huán)境下的復(fù)雜載荷,。. h: F9 k( C- p
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, j/ b) m5 l6 u! A# x渦扇發(fā)動機(jī)零部件結(jié)構(gòu)
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2. 機(jī)匣
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8 ^* X6 M/ b/ i r1 b航空發(fā)動機(jī)上的主要承力部件，為發(fā)動機(jī)承受載荷和包容的關(guān)鍵部件,，是典型的薄壁結(jié)構(gòu)零件,。
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2 |# [. {2 e3 k; ?! N0 G其主要作用為：保護(hù)發(fā)動機(jī)核心機(jī)，給裝在外部的發(fā)動機(jī)部件如燃油泵,、滑油泵,、發(fā)電機(jī)和齒輪箱等部件以及管路等提供支撐；內(nèi)側(cè)主要安裝靜子和燃燒室,，和轉(zhuǎn)子組件一起構(gòu)成空氣流通通道,。
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/ d" F1 N3 `6 Z3 `- \機(jī)匣按功能進(jìn)行分類可以分為風(fēng)扇機(jī)匣、外涵機(jī)匣,、中介機(jī)匣,、壓氣機(jī)機(jī)匣、燃燒室機(jī)匣等,。機(jī)匣材料多為鈦合金,、高溫合金，加工過程中需要著重控制高精度形位公差及薄壁加工變形,。# U; Q$ K! Z" c/ R7 b. g
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