基于关键结构特征的升力风扇结构布局方案设计.pdf

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1、第40卷第4期2014年8月航空发动机AeroengineV01．40No．4Aug．2014基于关键结构特征的升力风扇结构布局方案设计徐雪1，黄爱华2，郭捷1(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

2、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，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．2014．04．003StructureLayoutDesignofLmFanBasedonCriticalStructureCharacteristicXUXuel，HuangAi—hna2，GUOJiel(1．AVICShen

3、yangEngineDesignandKesearchInstitute，Shengyang110015，China；2．ChengduAeronauticPolytechnicAcademy，Chengdu610100，China)Abstract：Inordertoanalyzethestructurelayoutofliftfanandfindadesignmethodforanewstructurallayoutdesign，fourspecialrequirementsoftheliftfanstr

4、ucturallayoutwereconcludedfromtheplanofthepowersystem,keystructuralfeaturesoftheliftfanstruc·turallayoutwereanalyzedinfouraspects，andbasedonthestructurecharacteristicsofthecombinationofcharacteristic，varietyofstruc—turallayoutschemeweredesigned．Eventually，a

5、ftercomparedandanalyzedofvariousplans，“TwoSupportingFrameNostator’’layoutwasselectedtobethebest．Designresultsshowthatadoptthemethodofcriticalstructuralfeaturescombinationishelpfulforcreativestructurallayoutdesign．Andthismethodcouldalsogiveaseriesofstructura

6、llayouttosupporttheriskcontrolofthecreativeprograms．Keywords：liftfan；structurelayougdoublerotor,geartransmission；aeroengine0引言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，对于后续设计具有极其重要影响，因此必须十分慎重，既要有足够的方案设计继承性又要能够充分地适应新任务要求。目前，传统的航空发动机总体结构布局方案设计多参考一型原准机，并适应性引入新结构、新技术。这种方式的继承

7、性较强，适用于传统发动机的应用；但对于垂直起降动力系统和升力风扇等的创新型应用就难以产生布局新颖、充分适应新特点的方案，这在一定程度上限制了结构创新。本文以某一型升力风扇的结构布局方案设计为对象，尝试从新结构的设计需求出发，引出关键结构特征，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。1设计目标与需求分析升力风扇的基本参数：流量约为200k#s、输入轴功率约为20MW、2级风扇转速约为6700r／min、传动比为1．1、风扇直径不大于1．3m。其所在的垂直／短距起降飞机动力系统方

8、案与F一35B的动力系统方案11硼似，如图1所示。。结构布局方案的设计目标是在满足升力风扇设计需求的前提下，实现质量最轻和设计难度较低。从以上参数和图1中可见，升力风扇在功能和使用条件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：2014M)4-15基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：徐雪(19∞)，男，硕士，工程师，从事航空发动机总体结构设计工作；E—marl：xuxuenwpu