第十一讲-航空发动机总体结构(2)

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1、航空发动机构造及强度授课教师：艾延廷航发动机教研室8.4静子承力系统承受和传递发动机静子机匣上负荷的壳体和构件组成了发动机的静子承力系统。一、单转子发动机传力方案内传力、外传力、内外混合传力及内外平行传力。1、内传力尾喷管、加力燃烧室上的负荷以及作用于涡轮机匣上负荷，均由机匣3承受并传到前面的安装节。分管式燃烧室多采用。第8章航空发动机总体结构设计2021/6/122图7-29发动机内传力方案第8章航空发动机总体结构设计2021/6/1232、外传力涡轮转子支点在涡轮后或涡轮之间的情况。图8.47外传力方案第8章航空发动机总体结构设计2021/6/1243、内外混合传力图8.48WP6发动机静

2、子承力系统简图第8章航空发动机总体结构设计2021/6/1254、内外平行传力（1）涡轮支承负荷后支承承力支板涡轮机匣6安装节。（2）尾喷管及涡轮静子负荷发动机外壳安装节。图8.50内外平行传力方案第8章航空发动机总体结构设计2021/6/126二、双转子发动机传力方案图8.51斯贝发动机承力方案第8章航空发动机总体结构设计2021/6/127（1）低压涡轮后支点7的径向负荷10根空心承力支板13内涵道低压涡轮轴承机匣12低压涡轮静子及其后部负荷（2）附助安装节E：仅承受部分径向负荷，减轻机匣（内外涵用支板相联）载荷，保证轴向自由膨胀。（3）高压涡轮转子支点6的负荷燃烧室的盒形结构向前传出。沿

3、内涵外机匣前传。第8章航空发动机总体结构设计2021/6/128中介机匣4安装节盒形结构前端：扩压器机匣7的10个空心翼形整流支板与内外壁焊成一体。盒形结构后端：两股气流中10根空心撑杆将，杆的内端与9焊在一起，外端可拆卸。（4）低压转子前支点1的负荷19片进气导流叶片1、进气机匣2低压压气机前静子上的负荷（5）2、3支点的负荷中介机匣4的三个翼形支板外壳。第8章航空发动机总体结构设计2021/6/1298.5发动机的受力分析第8章航空发动机总体结构设计按性质分为三类：一、气体力的计算气体力惯性力（旋转件，机动飞行时）热应力由组件到整体的计算方法。（一）进气装置上气体轴向力计算2021/6/1

4、2108.5发动机的受力分析第8章航空发动机总体结构设计2021/6/1211第8章航空发动机总体结构设计气流作用在进气装置内壁上的静力:气流作用在进气装置内壁上的动力：或写成：动压力静压力(2-1)(2-1a)总和2021/6/1212第8章航空发动机总体结构设计讨论：弯管情况下如何？结论：作用于管道上的气体力为该截面上的动压力与静压力之总和。而(2-2)(2-3)若进气装置外表面上的空气压力所造成的轴向力为，则整个进气装置部件上气体力应为:2021/6/1213第8章航空发动机总体结构设计式中：见图（2—5），—燃气流量（二）涡轮转子上气体轴向力的计算叶片上气体力+涡轮盘前后各部分所产生的

5、气体轴向力1、叶片上气体力由（2—1）式知：pbpapcp1p2p3p42021/6/1214第8章航空发动机总体结构设计3、盘前密封齿以内部分的气体力(b)(c)2、盘前密封齿以外部分的气体力(d)4、盘后端面的气体力单级涡轮转子总的气体轴向力：2021/6/1215第8章航空发动机总体结构设计一般为负值，表示与推力相反。（三）典型发动机各部件上的气体轴向力分布及转子轴向力减荷(2-4)（1）地面试车条件，转子最大转速；（2）外界大气温度最低（一般为），飞机靠近地面以最大速度飞行。发动机的总推力：各部件上气体轴向力代数和。发动机强度校核用计算状态：2021/6/1216第8章航空发动机总体结

6、构设计单个轴承能承受的轴向力为：10～20KN3500+25400+6500+12500+2900=5080012700+23100+6300=421002021/6/1217第8章航空发动机总体结构设计减载措施：（1）渗入B腔的高压空气通入大气，使腔内压力下降到1.3～1.6bar,此时压气机转子轴向力从52000daN下降到29000daN;(2)从第五级压气机后引入气体至A腔，使压气机转子轴向力从29000daN下降到25400daN;(3)涡轮转子与压气机转子轴向力相反，把两组合件轴向联结，可抵消大部分轴向力25400-23100=2300（daN）2021/6/1218第8章航空发动

7、机总体结构设计发动机转子减荷的实际考虑：（1）不仅地面状态，而且其他状态下气体轴向力不能超过止推轴承所允许的负荷；（2）轴向力不能太小，防止滚球与内外环产生滑动造成滑蹭损伤；（3）轴向力不能改变方向，防止轴承受冲击，具体措施如下：①两转子轴向联结，计算地面状态剩余轴向力；②选择减荷压力及受压面积大小，使整个转子轴向力负荷低于止推轴承允许承受的负荷；③校核其他状态轴向力负荷。2021/6/1219第