基于关键结构特征的升力风扇结构布局方案设计

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1、第40卷第4期航空发动机Vol.40No.42014年8月AeroengineAug.2014基于关键结构特征的升力风扇结构布局方案设计121徐雪，黄爱华，郭捷（1.中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015；2.成都航空职业技术学院，成都610100）摘要：为研究升力风扇的结构布局，并探索1种新结构布局方案设计方法，归纳了4项升力风扇结构布局的特别设计需求，由此引出4个方面关键结构特征，并基于结构特征的组合设计了多种各具特点的结构布局方案，最终通过多方案对比分析，从中选定双承力机匣对转无静叶方案。设计结果表明：采用关键结构特征组合的方法有助于布局方案的创新设计，并能够形成系列化方案

2、，从而为创新型项目的风险控制提供方案支持。关键词：升力风扇；结构布局；双转子；齿轮传动；航空发动机中图分类号：V235.13+3文献标识码：Adoi：10.13477/j.cnki.aeroengine.2014.04.003StructureLayoutDesignofLiftFanBasedonCriticalStructureCharacteristicXUXue1,HuangAi-hua2,GUOJie1渊1.AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute,Shengyang110015,China;2.ChengduAeronautic

3、PolytechnicAcademy,Chengdu610100,China冤Abstract:Inordertoanalyzethestructurelayoutofliftfanandfindadesignmethodforanewstructurallayoutdesign,fourspecialrequirementsoftheliftfanstructurallayoutwereconcludedfromtheplanofthepowersystem,keystructuralfeaturesoftheliftfanstruc鄄turallayoutwereanalyzedin

4、fouraspects,andbasedonthestructurecharacteristicsofthecombinationofcharacteristic,varietyofstruc鄄turallayoutschemeweredesigned.Eventually,aftercomparedandanalyzedofvariousplans,野TwoSupportingFrameNostator冶layoutwasselectedtobethebest.Designresultsshowthatadoptthemethodofcriticalstructuralfeatures

5、combinationishelpfulforcreativestructurallayoutdesign.Andthismethodcouldalsogiveaseriesofstructurallayouttosupporttheriskcontrolofthecreativeprograms.Keywords:liftfan;structurelayout;doublerotor;geartransmission;aeroengine0引言特征，并基于关键结构特征的组合开展多方案设计，通过对比分析选择出最佳方案的方法。总体结构布局方案设计是新型航空发动机的顶层设计基础工作，对于后续

6、设计具有极其重要影响，因此1设计目标与需求分析必须十分慎重，既要有足够的方案设计继承性又要能升力风扇的基本参数：流量约为200kg/s、输入够充分地适应新任务要求。目前，传统的航空发动机总轴功率约为20MW、2级风扇转速约为6700r/min、体结构布局方案设计多参考一型原准机，并适应性引传动比为1.1、风扇直径不大于1.3m。其所在的垂入新结构、新技术。这种方式的继承性较强，适用于传直／短距起降飞机动力系统方案与F-35B的动力系统发动机的应用；但对于垂直起降动力系统和升力风统方案[1-2]相似，如图1所示。扇等的创新型应用就难以产生布局新颖、充分适应新结构布局方案的设计目标是在满足升

7、力风扇设特点的方案，这在一定程度上限制了结构创新。计需求的前提下，实现质量最轻和设计难度较低。从本文以某一型升力风扇的结构布局方案设计为以上参数和图1中可见，升力风扇在功能和使用条件对象，尝试从新结构的设计需求出发，引出关键结构上与常规发动机风扇存在很大区别，可从中分析归纳收稿日期：2014-04-15基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：徐雪（1980），男，硕士，工程师，从事航空发动机总体结构设计工作；E-mail：xux