一种航空发动机轮盘尺寸与重量预估方法

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1、第5卷第1期航空工程进展V01．5No．12014年2月ADVANCESINAER()NAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGFeb．2014文章编号：16748190(2014)0l一124—06一种航空发动机轮盘尺寸与重量预估方法杨龙龙1，陈玉春1，樊巍1，李维?，刘元轩2(1．西北工业大学动力与能源学院，西安710072)(2．中国航空工业集团航空动力机械研究所，株洲412002)摘要：为了在航空发动机总体设计阶段准确快速的预估轮盘转子的重量，正确把握轮盘结构形式的发展趋势，建立基于等强

2、度型面的轮盘尺寸设计和重量预估模型并开发计算程序，利用程序对某型涡扇发动机的轮盘转子进行重量预估，研究在4：同轮盘中心孑L半径、不同叶片应力参数(AN2)值下的轮盘尺寸和重量的变化规律。研究轮盘重量在不同轮盘中心孔半径、不同AN!值下随转子叶片材料的变化。结果表明：在满足一定的强度负荷限制和结构限制的条件下，存在轮盘应力和轮盘中心孔半径的最优组合，使得轮盘重量最小；转子叶片采用密度更小的新材料后，轮盘的中心孔半径增大．进而可能演化为叶环结构，转子部件重量大幅下降。关键词：航空发动机；轮盘；等强度型面；重量预估；

3、结构形式中图分类号：V232．3文献标识码：AAMethodofSizeandWeightEstimationofAeroengineDiskYangLonglon91，ChenYuchunl，FanWeil，LiWei!，I．iuYuanxuan!(1．SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)(2．AviationPowerplantResearchInstitute，AviationIndust

4、ryCorporationofChina。Zhuzhou412002。China)Abstract：InordertOestimatethediskweightquicklyandaccuratelyandtOgraspthedevelopmenttrendofthediskstructurecorrectlyattheconceptualdesignstageofnewaircraftengines，themodelbasedonequalstrengthprofileandcorrespondingprog

5、ramforevaluationofdisksizeandweightissetup．Aturbofanenginediskisestimatedwiththeprogrammentionedabove．ItisstudiedthatthedisksizeandweightchangewiththeradiusofthecenterboreandthevalueofAN!oftherotorblade．Inaddition，itiSalsostudiedthatthedisksizeandweightchang

6、ewiththereplacementoftherotorbladematerialatdifferentradiusofcenterboreanddifferentvaluesofAN!．Theresultsshowthatthereexistsanoptimumcombinationofdiskstressandtheradiusofthecenterboretogettheminimumdiskweightunderlimitsofstrengthloadandstructure．Withthenewma

7、terialoflowerdensityforblade，theradiusofthecenterboreofthediskwillincreaseSOthattherotorstructuree—volvesintoblingstructure，itsweightdroppedsignificantly．Keywords：aeroengine；disk；equalstrengthprofile；weightestimation；structureform0引言发动机重量是航空发动机总体设计过程中一个十分重要的

8、参数，它关系到发动机总体性能的优劣，并且直接影响飞机性能的先进性．故在总体设收稿日期：201308—05；修回日期：20131l12通信作者：杨龙龙．yanglon9409@163．corn计阶段。准确、快速的发动机重量预估显得非常重要。旋转部件是发动机中最重要、负荷最大的部件，对其轮盘转子的重量预估成为比较重要的问题。而轮盘重量与其结构形式密切相关，准确把握航空发动机轮盘转子结构形式