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標(biāo)題: 圖文介紹航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零部件 [打印本頁(yè)]
作者: twq19810302 時(shí)間: 2023-5-29 14:36
標(biāo)題: 圖文介紹航空發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)力,，也是促進(jìn)航空事業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)的主要部件結(jié)構(gòu)。0 E# w% g" }+ k2 D9 q
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. k# W2 V2 X4 D$ j/ ]! Z7 i+ B* ?7 D壓氣機(jī),、風(fēng)扇葉片
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冷端核心部件,。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，葉片受到離心力、空氣燃?xì)猱a(chǎn)生的氣動(dòng)力,、熱應(yīng)力,、交變力、隨機(jī)載荷等影響,，占據(jù)了整個(gè)發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
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發(fā)動(dòng)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,。: [" r _1 H7 l2 o" c$ k6 A% B% ?
' q/ m9 h2 H* d- D' u9 V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(dòng)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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壓氣機(jī)葉片對(duì)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! v/ N; ]' C$ 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(duì)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 `! m3 L( a( N L航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片分類
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風(fēng)扇葉片
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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(guò)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(dòng)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,。
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' @/ A0 L# @7 V6 }) d& G o$ {為了減少空氣流動(dòng)動(dòng)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。1 ~$ C9 Z8 M. \
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壓氣機(jī)葉片6 C+ A: g5 m* l) e; K! U
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渦輪葉片
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熱端部件,，渦輪葉片屬于航空發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)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(dòng)機(jī),，產(chǎn)生動(dòng)力,。
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渦輪葉片3 }8 u( E, N+ h9 b1 R
% r. n" y1 j5 ?渦輪葉片的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不斷升級(jí)換代。在20世紀(jì)中期,，主要使用的是第二代發(fā)動(dòng)機(jī),，典型型號(hào)有斯貝MK202，它主要使用實(shí)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(dòng)機(jī)F135已經(jīng)采用雙層壁超冷/鑄冷渦輪葉片。; H, ]+ A: l6 \$ y
: c9 ?- x& b+ p* ^: d7 [渦輪葉片一般采用高溫合金或鈦鋁合金,，通過(guò)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(dòng)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,。
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6 J1 W% } A* K; J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。4 w' m9 G! X! ?0 L/ D \: _ C1 R! y+ f
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1 J" Y5 K1 }0 }: P! U6 p其他零部件
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) A- x1 J; F' K2 z/ w1.盤類件3 Y3 O5 a4 R/ e7 q9 X3 p) O. G5 q. e5 y
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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(lái)的一種盤片一體化新型結(jié)構(gòu),，具有減重、減級(jí),、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。; b" Y. h, x# w* m
" ^( s' U2 e& w/ B- {, P渦輪盤和壓氣機(jī)盤都是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子部件,，渦輪盤是航空發(fā)動(dòng)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,。7 j4 Q. A6 s1 z/ U- f
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' _( V8 |$ {" f; B, G渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)零部件結(jié)構(gòu)
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( ]# [9 j" _6 U( _% d2. 機(jī)匣6 Q X' Q' ?0 q# ]8 s. t8 ~& X
& _8 U7 v4 X& }* K' ~0 D6 V航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的主要承力部件，為發(fā)動(dòng)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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; ?5 a V1 ^$ s' n1 z其主要作用為：保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)，給裝在外部的發(fā)動(dòng)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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1 }; q& L9 Z. ~1 [$ p7 S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(guò)程中需要著重控制高精度形位公差及薄壁加工變形,。
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